本发明涉及半导体器件，尤其涉及一种高刻蚀选择比制备环栅堆叠纳米片场效应晶体管的方法。
背景技术：
1、集成电路的发展通过缩小硅互补金属氧化物半导体(cmos)晶体管的尺寸，提高其性能、集成密度和并行运算能力，并降低功耗和成本。然而，随着硅晶体管尺寸逐渐接近物理极限，短沟道效应愈发严重，在新的技术节点上继续保持这一趋势将变得愈加困难。为了抑制短沟道效应，双栅、三栅、鳍型栅、环栅等多栅结构器件应运而生，其中，堆叠纳米片环栅场效应晶体管具有更好的栅控能力，并与现有的鳍型场效应晶体管(finfet)工艺技术兼容，是finfet有力的竞争者。然而，堆叠纳米片环栅场效应晶体管面临沟道材料制备困难、工艺复杂度高的难题，在沟道材料的选择上，宽禁带的氧化物半导体氧化铟锡、氧化铟镓锌等非晶氧化物半导体能在超薄体下保持良好的迁移率和开关比，能显著抑制短沟道效应。而且，非晶氧化物半导体的材料制备工艺通过传统溅射工艺即可实现，与现有的cmos工艺兼容，是堆叠纳米片环栅场效应晶体管大规模制备的优秀候选者。在微纳加工工艺上，缺少高选择比的刻蚀工艺刻蚀支撑沟道材料的牺牲层，通过氢氟酸蒸汽等刻蚀sio2牺牲层的方法能够快速去除牺牲层，但同时会损伤氧化物半导体沟道，因此需要同时优化牺牲层材料的选择和刻蚀工艺，从而提供一种优异的方法制备高性能的晶体管器件，并应用于高性能逻辑电路的构建。
技术实现思路
1、本发明提供一种利用高刻蚀选择比材料做牺牲层实现沟道悬空，并完成环栅堆叠纳米片场效应晶体管制备的方法。
2、本发明的技术方案如下：
3、一种环栅堆叠纳米片场效应晶体管的制备方法，该场效应晶体管为垂直型环栅结构，其特征在于，使用高刻蚀选择比材料做牺牲层，形成多层垂直环栅纳米片沟道材料互联在一起，具体制备包括以下步骤：
4、1)清洗绝缘衬底；
5、2)沉积牺牲层，所述牺牲层的厚度范围为10-30nm；
6、3)沉积氧化物半导体沟道材料，所述氧化物半导体沟道材料的厚度范围为2nm到20nm；
7、4)重复步骤2)—步骤3)；
8、5)沟道隔离区定义及刻蚀：
9、6)源漏接触电极定义及沉积；
10、7)采用不损伤沟道材料的刻蚀溶液高选择比刻蚀牺牲层，形成带有悬空空间的多层垂直纳米片结构；
11、8)在悬空空间的四周以及源漏接触电极上淀积栅极氧化层；
12、9)在悬空空间内填充栅极金属电极，以及在源漏接触电极上的栅极氧化层上沉积栅极金属电极；
13、10)刻蚀堆叠栅极，形成环栅堆叠纳米片场效应晶体管。
14、进一步，步骤1)中所述绝缘衬底为带有表面热氧化二氧化硅层的高阻硅，或为高阻硅、金刚石、碳化硅、蓝宝石绝缘衬底。
15、进一步，步骤2)中，采用磁控溅射、热蒸发、原子层沉积或电子束蒸发工艺制备牺牲层，所述牺牲层为lif、gaf2、ge、aln或au。
16、进一步，步骤3)中，采用磁控溅射工艺或原子层沉积工艺进行沉积氧化物半导体沟道材料，所述沟道材料为氧化铟锡、氧化铟镓锌、氧化铟或氧化铟钨。
17、进一步，步骤5)中，所述刻蚀工艺采用电感耦合等离子体刻蚀或离子束刻蚀。
18、进一步，步骤6)中，所述源电漏电极采用w、pt、pd、ni、au、ti或tin，所述源漏接触电极沉积工艺采用电子束蒸发工艺。
19、进一步，步骤7)中，所述刻蚀溶液为去离子水、氨水/过氧化氢溶液或碘化钾溶液。
20、进一步，步骤8)中，所述栅极氧化物层为hfo2、al2o3、zro2、hfsio、hfzro、hflao、sinx高κ介电材料，所述氧化层介质沉积工艺采用原子层沉积工艺；
21、进一步，步骤9)中，所述栅极金属电极为tial、tialn、tin、aln、tac、tasi或tasin，所述栅极金属电极沉积工艺采用原子层沉积工艺。
22、进一步，步骤10)中，所述堆叠栅刻蚀工艺采用电感耦合等离子体刻蚀或离子束刻蚀。
23、本发明的有益效果如下:
24、1)基于高刻蚀选择比制备的刻蚀工艺及氧化物半导体材料的生长及器件制备工艺与现有硅基cmos工艺兼容，可实现后端工艺集成，且具有量产潜力。
25、2)通过水溶性、碱溶性等不伤害沟道材料而能彻底去除牺牲层的高刻蚀选择比刻蚀工艺，更易实现沟道材料悬空，为环栅堆叠纳米片场效应晶体管的工业化应用提供了可行的技术路径。
1.一种环栅堆叠纳米片场效应晶体管的制备方法，该场效应晶体管为垂直型环栅结构，其特征在于，使用高刻蚀选择比材料做牺牲层，形成多层垂直环栅纳米片沟道材料互联在一起，具体制备包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述绝缘衬底为带有表面热氧化二氧化硅层的高阻硅，或为高阻硅、金刚石、碳化硅、蓝宝石绝缘衬底。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，采用磁控溅射、热蒸发、原子层沉积或电子束蒸发工艺制备牺牲层，所述牺牲层为lif、gaf2、ge、aln或au。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，采用磁控溅射工艺或原子层沉积工艺进行沉积氧化物半导体沟道材料，所述沟道材料为氧化铟锡、氧化铟镓锌、氧化铟或氧化铟钨。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述刻蚀工艺采用电感耦合等离子体刻蚀或离子束刻蚀。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤6)中，所述源漏接触电极采用w、pt、pd、ni、au、ti或tin，所述源漏接触电极沉积工艺采用电子束蒸发工艺。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤7)中，所述刻蚀溶液为去离子水、氨水/过氧化氢溶液或碘化钾溶液。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤8)中，所述栅极氧化介质层为hfo2、al2o3、zro2、hfsio、hfzro、hflao或sinx，所述栅极氧化介质层沉积工艺采用原子层沉积工艺。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤9)中，所述金属栅电极为tial、tialn、tin、aln、tac、tasi或tasin，所述金属栅电极沉积工艺采用原子层沉积工艺。
10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤10)中，所述堆叠栅的刻蚀工艺采用电感耦合等离子体刻蚀或离子束刻蚀。
