纳米线器件、场效应晶体管和用于形成纳米线器件的方法

摘要

提供纳米线器件(7，14，25，38，40)以及用于形成这类器件的方法。该方法包括形成沿圆周包围半导体纳米线(1，10，20，30)的应力体层(6，13，23，33)。执行方法使得由于应力体层，纳米线受到径向和纵向应变中的至少一种应变以增强纳米线中的载流子迁移率。可以单独或者一起使用径向和纵向应变分量并且可以使径向和纵向应变分量各自变成拉伸或者压缩，从而允许制定所需应变特性以用于给定器件的纳米线中的增强传导率。

权利要求

1.一种用于形成纳米线器件(7，14，25，38，40)的方法，所述方法包括：形成在第一支撑和第二支撑之间的半导体纳米线；

形成沿圆周包围所述半导体纳米线(1，10，20，30)的应力体层(6，13，23，33)，其中由于所述应力体层使得所述纳米线受到径向应变；以及从所述第一支撑和所述第二支撑中的至少一个支撑释放所述纳米线以便使所述纳米线还受到纵向应变，从而增强所述纳米线中的载流子迁移率。

2.如权利要求1所述的方法，包括使用半金属材料替代所述半导体材料形成所述纳米线，以及其中由所述应力体层引起的所述应变使所述半金属材料半传导。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述应力体层包括固有地适于向所述纳米线(1，20，

30)施加应力的材料。

4.如权利要求1所述的方法，其中在如下厚度处形成所述应力体层，该厚度使得所述应力体层足以填充在所述纳米线和支撑所述第一支撑和所述第二支撑的衬底之间的间隙。

5.如权利要求4所述的方法，还包括：

在形成所述应力体层之后移除所述第一支撑和所述第二支撑这两者。

6.如权利要求5所述的方法，还包括：

使用新支撑替代所述第一支撑和所述第二支撑。

7.如权利要求6所述的方法，还包括从所述纳米线移除所述应力体层，因而消除由于所述应力体层所致的任何径向应变，而由于所述新支撑因此维持所述纵向应变。

8.如权利要求1所述的方法，还包括在形成所述应力体层之后仅移除所述第一支撑。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

使用新支撑替代所移除的第一支撑。

10.如权利要求9所述的方法，还包括：

从所述纳米线(20，30)去除所述应力体层(23，33)，因而消除由于所述应力体层所致的任何径向应变，而由于所述第二支撑和所述新支撑因此维持所述纵向应变。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述应力体层(6，13，23，33)包括均匀涂层。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米线包括圆化截面。

13.如任一前述权利要求所述的方法，用于形成纳米线晶体管(40)，所述方法包括：形成包围所述纳米线(41)的沟道部分的栅极结构，所述栅极结构包括电介质(44)和栅极电极(45)；并且在所述纳米线的相应末端提供源极区域和漏极区域(42，43)。

14.一种纳米线器件(7，14)，包括：

在第一支撑和第二支撑之间的半导体纳米线；

所述半导体纳米线(1，10)具有沿圆周包围所述纳米线的应力体层(6，13)，其中由于所述应力体层使得所述纳米线受到径向应变；以及所述纳米线被配置成从所述第一支撑和所述第二支撑中的至少一个支撑释放，以便使所述纳米线还受到纵向应变，从而增强所述纳米线中的载流子迁移率。

15.一种场效应晶体管(40)，包括：

在第一支撑和第二支撑之间的纳米线(41)；

包围所述纳米线(41)的沟道部分的栅极结构，所述栅极结构包括电介质(44)和栅极电极(45)，所述场效应晶体管还包括在所述纳米线的相应末端的源极区域和漏极区域(42，43)，其中所述纳米线具有沿圆周包围所述纳米线的应力体层(6，13)，其中由于所述应力体层使得所述纳米线受到径向应变；以及所述纳米线被配置成从所述第一支撑和所述第二支撑中的至少一个支撑释放，以便使所述纳米线还受到纵向应变，从而增强所述纳米线中的载流子迁移率。

说明书

纳米线器件、场效应晶体管和用于形成纳米线器件的方法

技术领域

[0001] 本发明主要地涉及纳米线器件和用于形成这类器件的方法。

背景技术

[0002] 半导体器件受到越来越严格的尺寸约束。开发改进的器件架构以满足这些约束是持续的挑战。响应于这一挑战，基于半导体纳米线的器件当前在开发中。这些“纳米线”是可以使用光刻处理或者生长技术由半导体形成的伸长薄(亚微米)线。纳米线一般具有上至约200nm的厚度，并且更通常接近50nm，而目前厚度从约2nm到约50nm最为典型。纳米线的截面形状可以变化，常见例子包括圆化(例如圆形)截面以及给定带形纳米线或者“纳米带”的大体上矩形截面。可以在微电子电路装置中的多种器件中实现纳米线，在MOS(金属氧化物半导体)技术中的常见应用是作为FET器件(场效应晶体管)的沟道结构。纳米线FET可以利用如下“包围栅极”布置，在该布置中栅极堆叠被形成为包围纳米线沟道的大体上圆柱形结构。

[0003] 在平面MOS技术中，应变硅已经用来增加EFT沟道中的载流子迁移率。在附图的图1a至图1d中图示这里的基本过程。如图1a和图1b中示意地所示初始地生长SixGe1-x层。
由于锗具有比硅 更大的晶格常数 所以所得晶体结构更大。在如图
1c中所示随后生长的硅层中，硅原子试图根据膨胀的SiGe晶格对准。SiGe基层因此充当用于覆盖的硅层的应力体。作为结果，最终硅层如图1d中所示处于拉伸应变(ΔL/L>0，其中L代表与表面平行的长度)。为了产生如图2中示意地所示最终晶体管结构，通过用栅极电介质和栅极电极覆盖应变硅来完成栅极堆叠。

[0004] 平面硅层也可能受到热氧化应变，体积被并入的氧原子扩大，从而Si表面原子处于拉伸应变。氮化硅也已经在一些平面晶体管架构中用作栅极上面的应力体层以在硅沟道中引起应变。

[0005] 在纳米线几何结构中，通过提供SiGe芯并且在该芯周围生长应变Si壳来实现应变Si沟道。栅极堆叠以及在纳米线的末端上的源极和漏极接触完成应变Si MOS栅极环绕(gate-all-around)晶体管。在这类晶体管的沟道中的电流在应变Si中流动，而SiGe不贡献电流。公开号为US2008/0276979的美国专利申请公开用于如下热电应用的应变纳米线，在这些热电应用中，在纳米带的相对表面上反相排列的量子点阵引起周期性的表面应变调制，从而造成带沿着它的长度的反相关位置移位。

发明内容

[0006] 本发明的一个方面的一个实施例提供一种用于形成纳米线器件的方法，该方法包括形成沿圆周包围半导体纳米线的应力体层，执行该方法，从而由于应力体层，纳米线受到径向和纵向应变中的至少一种应变以增强纳米线中的载流子迁移率。

[0007] 在本发明的实施例中，因此形成应力体层以向纳米线施加应力，并且以这类方式形成器件，该方式使得纳米线经受应变，作为结果，这增强传导率。更具体而言，可以根据本发明的实施例以这类方式执行该方法，该方法使得(例如借助应力体层、纳米线和可能任何其它器件部件的特定材料和/或结构，和/或其中单独地和/或作为组合地形成部件的特定方式，以产生如下文所示最终器件结构的特定方式)应力体层的影响在于在纳米线中产生径向和纵向应变中的适当应变或者组合以增强它的载流子迁移率。由于应力体层沿圆周包围纳米线，所以除了纵向应变(或者作为纵向应变的备选)还可以引起径向应变。因此，根据本发明的实施例，可以用来增强传导率的应变不限于与表面平行的应变。通过适当选择材料和方法步骤，可以单独或者一起使用径向和纵向应变分量，并且可以使径向和纵向应变分量各自变成拉伸或者压缩。因此，体现本发明的方法可以使用拉伸/压缩径向和/或纵向应变分量来有效制定所需应变特性以实现用于讨论的纳米线的最优传导率。另外如与上文描述的现有应变Si纳米线结构的仅外壳相比，所得器件的整个纳米线芯可以用作传导元件，例如FET器件中的沟道。这允许运用更小直径的纳米线，从而有助于减少器件尺度并且提升总效率。

[0008] 根据本发明的实施例，应力体层沿圆周包围纳米线，从而基本上一直绕着纳米线的圆周周界延伸。一般而言，应力体层可以形成于纳米线的纵向范围的全部或者仅一部分上(该纳米线可以在一些情况下具有已经在其一段周围形成的某一附加结构，诸如卷绕栅极)并且无需完全连续或者均匀。例如可以设想图案化或者随机的不连续，只要层作为整体绕着纳米线的圆周围绕或者环绕它。正是由于应力体层沿圆周包围纳米线而可以在器件中利用径向应变。这一特征也使得能够实现与纳米线的纵轴大体上平行的均匀纵向应变，因而可以避免纳米线的非所需畸变。在特别优选的实施例中，形成应力体层为基本上均匀涂层。这简化处理并且允许实现均匀应变特性，因而可以避免不规律性，诸如位置变形(下俯、弯曲等)。

[0009] 在本发明的实施例中，可以形成纳米线，从而在它的末端中的两端或者仅一端初始地固定它。线的截面可以形成为多种形状，但是应当罩绕着它的圆周(至少在它的长度的一部分之上)的所有侧上自由可访问以允许随后形成包围应力体层。在优选实施例中，纳米线形成有圆化截面，并且最优选基本上圆形截面。然而其它更成角度的截面(例如大体上矩形、梯形、六边形等截面)也是可能的，并且应当相应地解释如这里所用术语“径向”。具体而言，应当构造纳米线中的径向应变以覆盖大体上朝着纳米线的内部向内或者从纳米线的内部向外定向的应变。压缩径向应变包括大体上从纳米线的圆周朝着中心区域或者中心点向内定向的应变。拉伸径向应变包括大体上从纳米线的中心区域或者中心点朝着圆周向外定向的应变。这类径向应变构成与在纳米线的纵轴的大体方向上对准的纵向应变不同的又一应变分量。在受到这些应变分量时，纳米线根据对应应变分量为拉伸或者压缩而径向或者纵向增加或者减少尺寸。

[0010] 体现本发明的一种纳米线器件可以如具有包围应力体层(该应力体层可能具有支撑结构)的纳米线一样简单，或者可以是并入附加部件的更复杂的器件，诸如FET器件。可以用任何常规方式形成半导体纳米线本身以获得具有半传导性质的纳米线。因此，体现本发明的一些方法可以包括形成半传导材料的纳米线，其中这里的半传导材料可以包括一种或者多种成分材料，并且可以例如包括纯半导体、化合物半导体或者半导体异质结构。其它实施例可以形成半金属材料的纳米线，其中应力体层引起的应变使半金属材料半传导。
例如，适当应用的用于产生径向压缩应变和/或纵向拉伸应变的应力体层可以使半金属纳米线的厚度减少至其中半金属变成半导体的阈值以下。

[0011] 可以用多种方式形成应力体层，从而在最终器件中的纳米线中引起所需应变。在一些实施例中，该方法可以包括形成固有地适于向纳米线施加应力的材料的应力体层。也就是说，由于应力体层的材料的固有或者内在性质，层本身的形成向纳米线施加应力。这可以例如由于在应力体层与纳米线之间的晶体结构差异，例如晶格常数差异或者在材料界面的产生内在生长应力的特定键合角度或者由于应力体层和纳米线的热膨胀系数差异。在其它实施例中，该方法可以包括通过在纳米线上形成预备层、然后处理预备层以激活预备层以向纳米线施加应力来形成应力体层。在这些实施例中，因此先前形成的预备层的后处理引起向纳米线施加应力。这类预备层可以例如由例如由于热处理引起的非晶/晶体相转变而在后处理时经受体积改变的材料形成。在一些情况下，这些方法可以包括：在后处理预备层之前，在预备层之上形成固定层以在后处理期间充分维持预备层的外表面几何形状，从而有助于作为应力体层的层的激活。以下例子将说明这一技术。这类固定层可以由薄阶层(stratum)或者大块材料实施，术语“层”这里在它的最一般意义上加以使用而未暗示关于厚度的任何特定限制。

[0012] 一般而言，应力体层可以用如为了在最终器件中的特定纳米线中给定所需应变特性而需要的多种方式和多种材料形成。如以下例子所示，在一些情况下，可以使纳米线受到所需应变之后去除应力体层，应变然后由附着到纳米线的支撑结构维持。许多因素影响纳米线由于应力体层而经历的应变性质和程度。这些因素包括在产生最终器件时的材料、界面化学性、尺度、层形成处理和总体工艺步骤。应变对纳米线中的载流子迁移率的特定影响也依赖于各种因素，诸如材料、载流子类型、尺度以及应变为径向或者纵向、压缩或者拉伸或者这些因素的某一组合。考虑这些因素，应力体层形成和器件处理步骤可以适于产生适当应变特性以实现对载流子迁移率的所需影响。这将在下文中更具体加以讨论并且通过例子来说明。

[0013] 本发明的第二方面的一个实施例提供一种包括半导体纳米线的纳米线器件，半导体纳米线具有沿圆周包围纳米线的应力体层，该布置使得应力体层使纳米线受到径向和纵向应变中的至少一种应变以增强纳米线中的载流子迁移率。

[0014] 本发明的第三方面的一个实施例提供一种场效应晶体管(FET)，该FET包括纳米线和包围纳米线的沟道部分的栅极结构，栅极结构包括电介质和栅极电极，该FET还包括在纳米线的相应末端的源极和漏极区域，其中纳米线受到径向和纵向应变中的至少一种应变以增强纳米线中的载流子迁移率。

附图说明

[0015] 一般而言，在这里参照体现本发明的方法描述特征时，可以在体现本发明的器件中提供对应特征，并且反之亦然。

[0016] 现在将参照附图通过例子描述本发明的优选实施例，在附图中：

[0017] 图1a至图1d图示现有平面晶体管技术中的应变硅层制作中的阶段；

[0018] 图2图示具有应变硅沟道的现有平面MOSFET的结构；

[0019] 图3a至图3c图示体现本发明的用于形成纳米线器件的第一方法；

[0020] 图4a至图4c图示体现本发明的用于形成纳米线器件的第二方法；

[0021] 图5a至图5e图示体现本发明的用于形成纳米线器件的第三方法；

[0022] 图6a至图6e图示体现本发明的用于形成纳米线器件的第四方法；并且[0023] 图7是体现本发明的FET的示意图示。

具体实施方式

[0024] 在呈现本发明的示例实施例的具体描述之前，详述作为这些实施例的基础的一些基本原理是有用的。

[0025] 下文描述的形成纳米线器件的具体化的方法共同之处在于形成沿圆周包围半导体纳米线的应力体层，因而应力体层向纳米线施加应力。在每个情况下，以这类方式执行方法，该方式使得由于应力体层的影响，所得器件中的纳米线受到径向和纵向应变中的至少一种应变以增强它的载流子迁移率。尽管下文给定示例例子，但是一般而言，应力体层可以用如为了在给定的器件的纳米线中给定所需应变特性而需要的多种方式和多种材料形成。如本领域技术人员将理解的那样，许多因素影响特定应力体层将在特定纳米线中引起的应变性质和程度。这些因素包括在讨论的材料之间的特定界面化学性，例如如何形成化学键以及这些键的特定长度和角度、以及材料的晶体结构，例如晶格常数和晶体方向。应力体层和纳米线的尺度，例如厚度以及材料也与应变特性相关。更厚应力体层可以施加更多应力，并且因此(受制于固有物理限制)引起更多应变，并且更薄纳米线可以更容易被应变。层形成也是相关的，因为应力往往在层沉积/处理期间增长，并且在产生最终器件时涉及到的任何附加处理步骤也可以影响纳米线中的最终应变特性。

[0026] 本领域技术人员也将理解，特定应变特性对纳米线中的载流子迁移率的影响依赖于各种因素。这些因素包括材料、晶体结构、载流子类型、电流流向以及应变为径向或者纵向、压缩或者拉伸、或者这些因素的某一组合。举例而言，考虑如下过程，该过程涉及到通过热氧化纳米线来产生氧化物应力体层。沿着线轴，氧化往往由于并入氧原子而产生拉伸应变。然而在径向方向上，氧化往往产生压缩应变，因为氧化前部从纳米线的表面移向内部。作为结果，由于径向和纵向应变所致的电子迁移率改变可以至少部分相互补偿。另外，如果在两端夹持纳米线，从而线不能纵向膨胀，则施加的应力不能引起纵向应变(ΔL/L＝0)，并且仅能利用径向应变分量。

[0027] 考虑上述因素，可以如针对给定的器件而需要的那样选择应力体层形成和总体器件处理步骤(例如形成和/去除如下结构，这些结构防止/引起纳米线吸收径向/纵向应变分量)。具体而言，了解和考虑这些各种因素允许定制应变特性以实现载流子迁移率的所需提高并且因此实现增强的器件性能。用于具体实施例的适当材料、参数和处理步骤将从这里的描述中为本领域技术人员所清楚。

[0028] 现在将描述体现本发明的方法的具体例子。

[0029] 图3a和图3b是体现本发明的第一方法中的相继阶段的示意图示。该方法的第一阶段涉及到制作半导体纳米线1。在这一例子中，使用公知处理技术由SOI(绝缘体上硅)晶片2形成纳米线。简言之，通过光刻和干蚀刻晶片2的上硅层来初始地限定纳米线1和附着到纳米线的末端的支撑结构3、4。在这一阶段，部分形成的线仍然落在晶片2的衬底5上。(虽然在图中未单独示出，但是这里的衬底5包括晶片的绝缘(氧化物)层和下层硅载流子层)。然后下蚀刻线，从而不存在与衬底5的接触。这产生图3a中所示结构，其中纳米线1在附着到它的末端的两个支撑结构3、4之间延伸。所得纳米线1如图3c的左侧上所示截面基本上为圆形。在这一例子中，纳米线具有约5至15nm的直径。下一阶段涉及到形成用于纳米线的应力体层。在这一实施例中，应力体层被形成为经由在氧化氛围中快速热处理的热氧化过程向纳米线选择性地涂敷的氧化物层。所得氧化物层6被形成为在末端支撑3、4之间的纳米线1的整个长度延伸的基本上均匀保形涂层。在这一例子中，氧化物层被形成为5至15nm的厚度。在图3b中示意地图示在形成应力体层6之后获得的器件7，并且在图3c的右侧上示出经过纳米线1的对应截面。

[0030] 考虑硅纳米线1的晶体结构和尺度以及应力体层6的材料和厚度，这里的应力体层的影响在于纳米线受到压缩径向应变，从而造成如图3b和图3c中的虚线所示的纳米线直径减少。注意，在这一实施例中，存在末端支撑结构3、4防止纳米线经受纵向应变。应变因此仅垂直于纳米线1的表面，而不存在与表面平行的应变分量。器件7然后可以根据期望功能受到进一步处理步骤，诸如掺杂支撑结构3和4以及形成接触。在任何情况下，在适当选择载流子类型和电流流向时(具体针对在(100)或者(110)表面上的空穴)，利用这一“仅径向压缩应变”方法可以预计载流子迁移率提高约百分之2至10。

[0031] 注意，尽管径向应变在上例中为压缩，但是如果对于不同纳米线器件(例如具有不同载流子极性的器件)而言优选，则可以通过适当选择和形成应力体层来产生拉伸径向应变以引起这一影响。这里的适当材料和/或过程将为本领域技术人员所清楚。另外，尽管在这一例子中形成氧化物层为应力体层，但是在其它实施例中，应力体层可以由不同材料形成。例子包括氮化物(诸如氮化硅、氮化钛、氮化硼和氮化钨)、二元氧化物(氧化硅、氧化铝和氧化铪)、三元氧化物(诸如钙钛矿，例如SrTiO3)、碳化物(诸如碳化硅)和碳。可以运用各种处理技术以产生应力体层。这些可以涉及到扩散、化学反应、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)、溅射沉积、脉冲激光沉积、分子束外延(MBE)、化学束外延(CBE)、金属有机CVD(MOCVD)等。用于特定材料的适当层形成技术将为本领域技术人员所清楚。

[0032] 图4a至图4c是在体现本发明的第二方法中的相继阶段的纳米线截面的示意图示。该方法的第一阶段涉及到制作大体上如参照上述图3a描述的半导体纳米线10。在这一例子中，纳米线由化合物半导体(例如InAs)形成，并且具有近似20nm的直径。下一阶段同样涉及到形成用于纳米线的应力体层。然而在这一实施例中，通过三步骤工艺形成应力体层。首先如图4a中所示，通过CVD工艺在纳米线10上选择性地形成基于非晶硫族化物的合金(例如GeTe)的预备层11为保形涂层。这里的预备层11具有约10至20nm的厚度。接着如图4b中所示在预备层11之上形成固定层12。这里的固定层是具有约10nm的厚度的TaN层，并且在层11的结晶温度以下的温度通过ALD工艺来形成。在最后步骤中，处理预备层11以激活这一层以向纳米线10施加应力。具体而言，将器件加热至在硫族化物层11的转变温度(例如对于GeTe为200℃)之上的温度，然后随后冷却器件。这引起硫族化物层11从它的非晶态向更密集晶态的相变而比容随之减少，从而产生晶体层13。在相变处理期间，固定层12维持预备层12的外表面几何形状。因此固定具有预备层12的纳米线10的直径并且抑制总体结构的膨胀/收缩。在图4c中所示所得器件14中，晶体层13的减少体积因此使这一层充当用于纳米线10的应力体层，从而引起拉伸径向应变，由此纳米线如图中的箭头所示向外径向膨胀。同样，纳米线末端支撑在这一例子中抑制纵向应变。利用上文描述的材料和参数并且适当选择载流子类型和电流流向(在(100)或者(110)表面上的电子)，在这一例子中作为径向拉伸应变的结果可以预计载流子迁移率提高约百分之20至50。

[0033] 同前，器件14可以随后经受进一步处理步骤，并且下文描述具体例子。针对其它实施例，如果希望，则当然可以通过利用逆相变来使拉伸应变变成压缩。如果希望，则可以使用其它相变材料，诸如非晶Si或者碳。也可以运用其它技术，这些技术涉及到用于激活应力体层的后处理。例如可以通过处理来实现体积改变以实现释放或者吸收可以经过例如Nb金属的固定层渗透的物质，例如气体，诸如氢。通过使用固态扩散的电化反应对锂合金的锂摄入提供这里的另一例子。注意，并非所有这类后处理技术将必然需要使用固定层。另外，尽管固定层在上文中是薄阶层，但是这在一些实施例中可以由大块材料形成。

[0034] 图5a至图5e是体现本发明的第三方法中的相继阶段的示意图示。第一阶段涉及到制作大体上如参照上述图3a描述的固定到末端支撑21、22的半导体纳米线20。在这一例子中，纳米线由Si形成并且具有近似5至20mm的直径。接着如图5b中所示在纳米线和末端支撑上形成应力体层23。这里的应力体层23是通过CVD形成为约10至20nm的厚度的SixNy层。这一应力体层引起拉伸径向应变，从而造成如图中所示纳米线20的膨胀。在这一阶段，末端支撑21、22防止纳米线吸收纵向应变。在图5c中所示下一步骤中，通过光刻处理来去除末端支撑22。应力体层然后使因此在一端释放的纳米线20受到拉伸纵向应变，从而如图所示纵向膨胀。在下一步骤中，形成新末端支撑24，这一支撑如图5d中所示附着到纳米线20的自由端。在这一例子中，通过外延生长与旧支撑22相同的材料来形成新末端纳米线支撑24。现在在两端支撑的纳米线20仍然如图所示受到纵向和径向和径向应变。接着，通过干蚀刻过程去除应力体层23。在图5e中所示所得器件25中，已经通过去除应力体层消除纳米线中的径向应变。然而，末端支撑21、24维持由于应力体层的先前影响所致的纵向应变。

[0035] 利用在这一例子中描述的材料和参数并且适当选择载流子类型和电流流向(在(100)和(110)表面上的电子)，作为纵向拉伸应变的结果可以预计载流子迁移率提高近似百分之10至20。针对其它实施例，如果希望，则当然可以使拉伸纵向应变变成压缩。另外，在一些实施例中，可以希望停止于图5d的阶段以维持纵向和径向应变分量。此外，在其它实施例中，可以将步骤5c至5e应用于通过更早描述的方法产生的图3b和图4c的纳米线。另外，新末端支撑24可以用作接触纳米线的电极，并且可以由不同材料(诸如通过金属沉积技术形成的金属)制成。也可以设想实施例，其中在步骤5c中通过仅部分去除原有支撑
22来释放纳米线以恰好足以释放纳米线以吸收纵向应变。另外，取代初始地形成如图5a中在两端固定的纳米线，可以形成在仅一端固定的纳米线。具体而言，可以形成与衬底垂直而不是平行延伸的这类纳米线。衬底然后在纳米线的一端用作支撑，另一端自由。应力体层然后可以应用于这一悬臂纳米线结构，因而应力体层使纳米线受到径向和纵向应变。

[0036] 在图6a至图6e中图示在纳米线中仅实现纵向应变的备选方法。假设这里的材料和处理步骤大体上如先前方法的材料和处理步骤那样，并且将在下文中仅描述关键不同。在这一方法的步骤6b中，形成应力体层33为如下厚度，该厚度足以填充在纳米线30与衬底35之间的间隙。接着去除两个末端支撑31和32。这让纳米线在两端自由并且由应力体层33支撑，因而纳米线如图所示受到纵向和径向应变。接着形成两个新支撑36、37如图
6d中所示地附着到纳米线的相应末端。最后去除应力体层，从而消除径向应变。然而在这一实施例的最终器件38中，新末端支撑36、37维持由于应力体层的先前影响所致的纵向应变。

[0037] 图7示出体现本发明的纳米线FET器件的例子。通过用如上文描述的方法先产生如图5e或者图6e中所示器件来形成这一例子的器件40。用于纵向应变纳米线41的末端支撑用作源极和漏极接触焊盘42、43。然后经由公知处理技术在纳米线41的中心沟道部分周围形成包围栅极结构。栅极结构包括在纳米线41周围形成的包括一个或者多个绝缘材料层的栅极电介质44。然后在电介质周围形成金属或者多晶硅栅极接触45。限定栅极长度以留下纳米线41的在栅极堆叠分别与源极和漏极区域之间的暴露区域。最后沉积附加层46以围绕栅极结构以及纳米线在源极和漏极焊盘之间的暴露区域。在这一例子中的层46由通过CVD沉积的SixNy形成，并且用作为用于已经纵向应变纳米线41的又一应力体层。这一应力体层向纳米线在栅极与源极/漏极之间的区域施加附加径向应力以进一步增强性能。

[0038] 将看见上文描述的实施例允许单独或者一起利用拉伸或者压缩径向和纵向应变分量以增强纳米线传导率。通过使用如上文描述的应力体层，整个纳米线芯可以贡献传导率，并且可以制定所需应变特性以优化纳米线性能。

[0039] 当然将理解，可以对描述的示例实施例进行许多改变和修改。例如纳米线无需具有圆形截面。一般而言，可以运用任何纳米线截面，只要绕着纳米线的圆周从所有侧可访问它(如与例如鳍型结构对比，该鳍型结构被接合以沿着它的长度支撑)以允许形成沿圆周包围纳米线的应力体层。应力体层当然可以应用于如下纳米线，该纳米线已经具有在其上形成的其它结构，应用上文描述的方法以在纳米线的暴露段中产生径向和/或纵向应变。例如描述的方法可以应用于如下纳米线以实现与图7的FET器件相似的FET器件，该纳米线具有在其上形成的现有包围栅极结构。如更早讨论的那样，备选实施例也可以在应力体层引起的应变之下将半金属纳米线转换成半导体纳米线。

[0040] 尽管上文已经描述简单纳米线器件和基于这些纳米线器件的FET器件，但是一般可以应用体现本发明的方法以产生其中运用纳米线作为导体的任何器件。具体例子包括热电转换器、纳米线传感器和光电子器件，诸如LED(发光二极管)。如更早提到的那样，也可以与衬底垂直形成纳米线从而给定竖直器件几何形状。

[0041] 可以对描述的实施例进行许多其它改变和修改而未脱离本发明的范围。