材料，并且每个环形化合物半导体鳍60的第一化合物半导体材料可以是与单晶含锗半导体材料外延对准的单晶化合物半导体材料。
[0051]每个环形化合物半导体鳍60包括:纵长半导体鳍部的对(60L1、60L2)，它们彼此平行并且沿着含锗芯结构32的纵长方向延伸；以及横向半导体鳍部(60W1、60W2)的对，它们彼此平行并且沿着与含锗芯结构32的方向垂直的水平方向延伸。每对纵长半导体鳍部(60LU60L2)包括:第一纵长半导体鳍部60L1，其接触含锗芯结构32的一纵长侧壁；以及第二纵长半导体鳍部60L2，其接触含锗芯结构32的另一纵长侧壁。每对横向半导体鳍部(60WU60W2)包括:第一横向半导体鳍部60W1，其接触含锗芯结构32的一横向侧壁；以及第二横向半导体鳍部60W2，其接触含锗芯结构32的另一横向侧壁。每个环形化合物半导体鳍60与绝缘体层20物理接触。
[0052]执行选择性外延工艺的方法在本领域中是已知的。例如，Shimawaki的序列号为4，902，643的美国专利，以及Salerno等人的序列号为4，826，784的美国专利公开了用于沉积化合物半导体材料的选择性外延工艺。一般而言，化合物半导体材料可在单晶半导体表面上生长，只要晶体结构匹配并且晶格失配低于破坏原子间外延对准的水平即可。
[0053]在一个实施例中，环形化合物半导体鳍60的第一化合物半导体材料可以是II1-V化合物半导体材料。第一化合物半导体材料可以或可以不是被P型掺杂剂和/或η型掺杂剂掺杂的。在一个实施例中，第一化合物半导体材料可以是单晶πι-v化合物半导体材料，其与含锗芯结构32的单晶材料接触并且外延对准。在一个实施例中，第一化合物半导体材料可以是单晶GaAs或单晶InGaAs。
[0054]环形化合物半导体鳍60可被形成为本征半导体材料，或者可在被P型掺杂剂或η型掺杂剂原位掺杂的条件下被形成。如果环形化合物半导体鳍60被掺杂，则环形化合物半导体鳍60内的掺杂剂浓度可在l.0x 11Vcm3到3.0x 10 18/cm3的范围内，但是也可采用更小和更大的掺杂剂浓度。环形化合物半导体鳍60的每个部分的横向厚度It可在3nm到30nm的范围内，但是也可采用更小和更大的横向厚度。
[0055]在一个实施例中，含锗芯结构32的外侧壁可以是作为含锗芯结构32的结晶刻面(crystallographic facet)的垂直表面。在这种情况下，环形化合物半导体鳍60的内侧壁和外侧壁可以是环形化合物半导体鳍60的第一化合物半导体材料的垂直结晶刻面。
[0056]参考图8A和8B，在示例性半导体结构之上施加光致抗蚀剂层67，并且对光致抗蚀剂层67进行光刻图案化以覆盖含锗芯结构32的每个组件(32、42、52、60 ;参见图7A和7B)、至少一个电介质芯帽(42、52)、环形化合物半导体鳍60的端部、以及第一器件区域Rl。在每个组件(32、42、52、60)内，所有横向半导体鳍部(60W1、60W2)、纵长半导体鳍部(60L1、60L2)的端部，以及至少一个电介质芯帽(42、52)的接近横向半导体鳍部(60W1、60W2)的端部被图案化的光致抗蚀剂层367覆盖，同时所述至少一个电介质芯帽(42、52)的中部和所述至少一个电介质芯帽(42、52)不被图案化的光致抗蚀剂层67覆盖。
[0057]在图案化的光致抗蚀剂层67覆盖至少一个电介质芯帽(42、52)的端部的同时，去除至少一个电介质芯帽(42、52)和含锗芯结构32的物理暴露部。例如，执行蚀刻，其中采用图案化的光致抗蚀剂层67作为蚀刻掩膜以对环形化合物半导体鳍60的第一化合物半导体材料有选择性地去除所述至少一个电介质芯帽(42、52)的物理暴露部。在一个实施例中，蚀刻可以是各向异性蚀刻，例如离子反应蚀刻。在一个实施例中，蚀刻可以是或者可以不是对绝缘体层20的材料具有选择性的。在一个实施例中，蚀刻对环形化合物半导体鳍60的第一化合物半导体材料以及绝缘体层20的材料具有选择性。在一个实施例中，蚀刻可采用选自CC12F2、CHF3.SiFjP SF6的气体的等离子体。
[0058]随后，通过对环形化合物半导体鳍60的第一化合物半导体材料和绝缘体层20的材料具有选择性的蚀刻，对含锗芯结构32的物理暴露部进行蚀刻。该蚀刻可以是各向同性蚀刻或各向异性蚀刻。可用于蚀刻含锗芯结构32的含锗材料的示例性蚀刻化学是HF和诸如H2O2或O 2的氧化剂的组合。
[0059]参考图9A-9C，可通过例如灰化去除图案化的光致抗蚀剂层67。在被环形化合物半导体鳍60包围的区域内，含锗芯结构32的剩余部分构成与环形化合物半导体鳍60的侧壁接触的含锗半导体材料部33的对。至少一个电介质芯帽(42、52)的剩余部分构成至少一个电介质帽部(42P、52P)。电介质帽部(42P、52P)可包括第一电介质帽部42P和第二电介质帽部52P。在一个实施例中，可在被环形化合物半导体鳍60包围的每个区域内形成从下至上包括含锗半导体材料部33、第一电介质帽部42和第二电介质帽部52的叠层的对。横向半导体鳍部(60W1、60W2)的对的内侧壁和纵长半导体鳍部(60L1、60L2)的对的内侧壁的端部可与含锗半导体材料部33的对接触。
[0060]参考图1OA和10B，可通过另一选择性外延工艺，在每个环形化合物半导体鳍60的表面上沉积包括第二化合物半导体材料的化合物半导体材料层70。化合物半导体材料层70可以是高迀移率化合物半导体层，其提供比环形化合物半导体鳍60内的第一化合物半导体材料高的迀移率。换言之，化合物半导体材料层70的第二化合物半导体材料可具有大于环形化合物半导体鳍60的第一化合物半导体材料的电导率。在环形化合物半导体鳍60的侧壁、环形化合物半导体鳍60的顶面、或含锗半导体材料部33的侧壁表面上测量的该化合物半导体材料层的厚度可在0.5nm到1nm的范围内，但是也可采用更小和更大的厚度。
[0061]在一个实施例中，第一化合物半导体材料可以是GaAs，第二化合物半导体材料可以是InGaAs。在另一实施例中，第一和第二化合物半导体材料可以是具有不同的In与Ga原子比的InGaAs，以使得第二化合物半导体材料具有比第一化合物半导体材料高的电导率。
[0062]在一个实施例中，每个化合物半导体材料层70的第二化合物半导体材料可与环形化合物半导体鳍60 (其与化合物半导体材料层70接触)外延对准。进一步地，第二化合物半导体材料可沉积在与环形化合物半导体鳍60接触的含锗半导体材料部33 (参见图9C)的对的侧壁上，并且可与含锗半导体材料部33的对中的含锗半导体材料外延对准。因此，化合物半导体材料层70的第二化合物半导体材料可与第一化合物半导体材料以及含锗半导体材料部33中的半导体材料外延对准。
[0063]化合物半导体材料层70不与含锗半导体材料部33的顶面物理接触。每个环形化合物半导体鳍60被化合物半导体材料层70、含锗半导体材料部33的对和绝缘体层20密封。如本文中使用的，如果某要素的每个表面都与要素组中一个的表面物理接触，则该要素被该元素组密封。
[0064]含锗半导体鳍30位于绝缘体层20上，并且具有与含锗半导体材料部33相同的组成。如上所述，含锗半导体材料部33和含锗半导体鳍30可包括选自锗和硅锗合金的材料。
[0065]参考图1IA-11C，对含锗半导体鳍30和含锗半导体材料部33的含锗半导体材料以及化合物半导体材料层70的第二化合物半导体材料有选择性地去除电介质材料层50L (参见图1OA和1