408处，在所述第一绝缘体1401外形成第一侧墙1501，以及在第二绝缘体1402外形成第二侧墙1502。所述第一侧墙1501和第二侧墙1502将中空沟道1307密封起来。图15A、图15B分别是示出根据本发明的实施例形成侧墙的半导体装置的沿中空沟道和垂直于中空沟道的横截面图。
[0109]在本发明的实施例中，形成第一侧墙1501和第二侧墙1502的方法可以包括:利用PVD或CVD等技术沉积低功函数材料，所述低功函数材料可以是下列至少之一:Zr，V，Nb，Ta，Cr，Mo，W, Fe，Co，Pd，Cu，Al，Ga，In，Ti，TiN, TaN，金刚石等；然后利用例如各向异性刻蚀工艺技术处理所述沉积的低功函数材料从而形成侧墙1509。
[0110]在步骤409处，在第一侧墙1501和第二侧墙1502外分别形成源极1611和漏极1612，使得所述第一绝缘体1401与所述源极1611之间具有第一侧墙1501，以及在所述第二绝缘体1402与所述漏极1612之间具有第二侧墙1502。图16A、图16B分别是示出根据本发明的实施例形成源极和漏极后的半导体装置的沿中空沟道和垂直于中空沟道的横截面图。本领域的技术人员应当理解，此处形成源极1611和漏极1612的方法与图3的步骤308中形成源极和漏极的方法类似，这里不再赘述。
[0111]在本发明的另一实施例中，还在H2或N2的气氛中进行高温退火，使所述第一侧墙1501和第二侧墙1502面向所述中空沟道1307的一端为弧形，从而能够更好地发射和接收电子。图2A、图2B分别是示出根据本发明的实施例的另一个实施例的半导体装置的沿中空沟道和垂直于中空沟道的横截面图。在本发明的实施例中，所述高温可以是600?1300°C，然而本领域的技术人员应该理解，所述温度可以比上述温度范围更高或更低。
[0112]至此，已经详细描述了本发明的制造半导体器件的方法和所形成的半导体器件。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0113]虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
【主权项】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括: 半导体衬底； 位于所述半导体衬底上的绝缘体层； 位于所述绝缘体层上的栅极； 被所述栅极全包围的中空沟道； 位于所述中空沟道与所述栅极之间的栅极电介质绝缘体； 分别位于所述栅极的两端的源极和漏极；以及 位于所述栅极与源极之间的第一绝缘体和位于所述栅极与漏极之间的第二绝缘体。2.如权利要求1所述半导体装置，其特征在于，还包括: 位于所述第一绝缘体与所述源极之间的第一侧墙；以及 位于所述第二绝缘体与所述漏极之间的第二侧墙。3.如权利要求2所述半导体装置，其特征在于，所述第一侧墙和第二侧墙为低功函数材料。4.如权利要求2或3所述半导体装置，其特征在于，所述第一侧墙或/和第二侧墙面向所述中空沟道的一端为弧形。5.如权利要求1所述半导体装置，其特征在于，所述中空沟道内充有惰性气体或者为真空。6.如权利要求1所述半导体装置，其特征在于，所述中空沟道为圆柱体形、椭圆柱体形、圆台形、椭圆台形、或圆锥形。7.如权利要求1所述半导体装置，其特征在于，所述栅极电介质绝缘体的厚度为I?1nm08.如权利要求1所述半导体装置，其特征在于，所述源极、所述漏极或所述栅极材料是下列至少之一 -.Cr, W, Co，Pd，Cu，Al，Ti，TiN, Ta，TaN, Au (金)，Ag (银)，Pt (钼)。9.如权利要求3所述半导体装置，其特征在于，所述低功函数材料是下列至少之一:Zr(锆)，V (钒)，Nb (铌)，Ta (钽)，Cr (铬)，Mo (钥)，W (钨)，Fe (铁)，Co (钴)，Pd (钯)，Cu(铜)，A1 (铝)，Ga (镓)，In (铟)，Ti (钛)，TiN (氮化钛)，TaN (氮化钽)，金刚石。10.一种制造半导体装置的方法，其特征在于，包括: 提供衬底结构，所述衬底结构包括半导体衬底以及形成在所述半导体衬底上的绝缘体层； 在沉积在所述绝缘体层上的牺牲层上形成纳米线； 形成包围所述纳米线的栅极电介质绝缘体； 在所述栅极电介质绝缘体周围形成全包围栅极； 去除所述栅极包围的牺牲层材料以形成由所述栅极全包围的中空沟道； 在所述栅极上形成绝缘物作为栅极与源极之间的第一绝缘体以及栅极与漏极之间的第二绝缘体； 在所述栅极的两端形成源极和漏极。11.如权利要求10所述制造半导体装置的方法，其特征在于，去除所述栅极包围的牺牲层材料以形成由所述栅极全包围的中空沟道的步骤，包括:先去除所述栅极两边的栅极电介质绝缘体和牺牲层材料，再去除所述栅极包围的牺牲层材料以形成由所述栅极全包围的中空沟道。12.如权利要求10或11所述制造半导体装置的方法，其特征在于，在所述栅极的两端形成源极和漏极之前还包括:在所述第一绝缘体与所述源极之间形成第一侧墙，以及在所述第二绝缘体与所述漏极之间形成第二侧墙。13.如权利要求12所述制造半导体装置的方法，其特征在于:所述第一侧墙和第二侧墙为低功函数材料。14.如权利要求13所述制造半导体装置的方法，其特征在于:所述第一侧墙和第二侧墙面向所述中空沟道的一端为弧形。15.如权利要求14所述制造半导体装置的方法，其特征在于，还包括:在H2或N2的气氛中进行高温退火，使所述第一侧墙和第二侧墙面向所述中空沟道的一端为弧形。16.如权利要求15所述制造半导体装置的方法，其特征在于，所述高温为600?1300。。。17.如权利要求10所述制造半导体装置的方法，其特征在于，所述中空沟道内充有惰性气体或者为真空。18.如权利要求10或17所述制造半导体装置的方法，其特征在于，所述中空沟道为圆柱体形、椭圆柱体形、圆台形、椭圆台形、或圆锥形。19.如权利要求10所述制造半导体装置的方法，其特征在于，在所述牺牲层上形成纳米线的步骤包括: 所述牺牲层以及与所述牺牲层相邻的绝缘体层的一部分被图案化刻蚀成鳍片式结构； 刻蚀掉所述鳍片式结构的所述绝缘体层中一部分，保留所述鳍片式结构的牺牲层以形成长方体形纳米线桥梁臂； 对长方体形纳米线桥梁臂进行退火处理后形成圆柱体形纳米线。20.如权利要求19所述制造半导体装置的方法，其特征在于，还包括:在He，N2,Ar或H2的环境中进行退火处理。21.如权利要求19或20所述制造半导体装置的方法，其特征在于，所用的刻蚀溶液包括BOE (氧化层刻蚀缓冲液)或DHF (稀氢氟酸溶液)。22.如权利要求10所述制造半导体装置的方法，其特征在于，所述栅极电介质绝缘体的厚度为I?10nm。23.如权利要求10所述制造半导体装置的方法，其特征在于，所述牺牲层材料是下列至少之一:A1, poly (多晶娃),Cr, Mo, W, Fe, Co, Cu, Ga, In, Ti。24.如权利要求10所述制造半导体装置的方法，其特征在于，所述源极、所述漏极或所述栅极材料是下列至少之一:Cr, ff, Co, Pd, Cu, Al, Ti, TiN, Ta, TaN, Au, Ag, Pt。25.如权利要求12所述制造半导体装置的方法，其特征在于，所述低功函数材料是下列至少之一:Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Fe, Co, Pd, Cu, Al, Ga, In, Ti, TiN, TaN，金刚石。
【专利摘要】本发明公开了一种半导体装置及其制作方法，包括：提供衬底结构；在衬底结构上形成栅极，所述栅极全包围有中空沟道，在中空沟道与栅极之间为栅极电介质绝缘体；在栅极的两端分别形成第一绝缘体和第二绝缘体，以及分别形成源极和漏极。该半导体装置由于采用全包围栅极结构，电压控制增强，从而提高了栅极的控制能力。
【IPC分类】H01L21/336, H01L29/78, B82Y10/00, H01L29/423
【公开号】CN104979388
【申请号】CN201410129139
【发明人】肖德元
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月1日
【公告号】US20150279607