实施方案
[0049] 下面结合附图对本发明做进一步的说明：
[0050] 如图1、图2、图3和图4所示，一种方筒形栅内嵌U形沟道场效应晶体管，包括一个SOI晶圆的硅衬底6，其特征在于： SOI晶圆的硅衬底6上方为SOI晶圆的绝缘层5；SOI晶圆的绝缘层5上方具有U形单晶硅7、栅极绝缘层8和方筒形栅电极4；U形单晶硅7具有U形凹槽结构特征，其凹槽内部及前后左右侧表面由栅极绝缘层8填充和覆盖，且U形单晶硅7所形成的U形凹槽内的左右两侧除了栅极绝缘层8不含任何其它结构层，栅极绝缘层8位于U形单晶硅7所形成的U形凹槽结构左右两侧的两个垂直部分之间的区域；U形单晶硅7所形成的U形凹槽结构左右两侧的两个垂直部分通过栅极绝缘层8彼此隔离；栅极绝缘层8俯视观看呈现汉字“日”字形，对U形单晶硅7整体除上下表面以外的外表面形成包裹围绕；方筒形栅电极4对栅极绝缘层8的前后左右四个侧面相互接触，对栅极绝缘层8形成四面包裹，并通过栅极绝缘层8与U形单晶硅7彼此绝缘隔离，使得U形单晶硅7内嵌于方筒形栅电极4所形成的筒状的内部，对U形单晶硅7所形成的U形凹槽结构左右两侧的两个垂直部分和下方水平部分具有场效应控制作用；源电极1和漏电极2由金属材料构成，分别位于U形单晶硅7所形成的U形凹槽结构左右两侧垂直部分的上表面的上方，并分别与U形单晶硅7所形成的U形凹槽结构左右两侧垂直部分的上表面形成欧姆接触，源电极1和漏电极2之间通过绝缘介质层3彼此绝缘隔离。
[0051] 本发明提供高集成度方筒形栅内嵌U形沟道场效应晶体管，以N型为例，当器件工作时，方筒形栅电极4为控制器件开启或关断的栅电极，当方筒形栅电极4处于低电位时，U形单晶硅7的位于方筒形栅电极4左右两侧及下方的区域的电子在方筒形栅电极4的电场效应下被排空，使U形单晶硅7所形成的U形沟道处于夹断状态，因此此时器件处于关断状态，随着方筒形栅电极4电位的逐渐升高，U形单晶硅7所形成的U形沟道内的电子数也随之逐渐增加，当方筒形栅电极4处于高电位时，在电场效应的作用下，大量电子形成于U形单晶硅7与栅极绝缘层8的界面处形成电子积累，使U形单晶硅7所形成的U形沟道处于开启状态，因此此时器件处于开启状态，方筒形栅电极4对U形的单晶硅7垂直部分三面围绕，对水平沟道四面环绕，增强了栅极对单晶硅沟道的控制能力。通过上述具体实施方式实现具有高集成度方筒形栅内嵌U形沟道场效应晶体管。
[0052] 为达到本发明所述的器件功能，本发明提出的方筒形栅内嵌U形沟道场效应晶体管，其核心结构特征为：
[0053] 1. 栅极绝缘层8俯视观看呈现汉字“日”字形，并对U形单晶硅7整体除上下表面以外的外表面形成包裹围绕，U形单晶硅7的两个垂直部分通过栅极绝缘层8彼此绝缘隔离；
[0054] 2.栅极绝缘层8表面附有方筒形栅电极4，方筒形栅电极4对栅极绝缘层8除上表面以外的外表面形成包裹围绕，使得U形单晶硅7内嵌于方筒形栅电极4所形成的筒状的内部；
[0055] 3. 本发明采用U形单晶硅7作为器件的沟道部分，其两侧的垂直沟道部分分别位于源电极1和漏电极2的下方，对比于普通平面结构，在不占用额外的芯片面积的前提下，增加了器件的有效沟道长度，因此有助于器件克服短沟道效应的影响。
[0056] 本发明所提出的方筒形栅内嵌U形沟道场效应晶体管制造方法，其制造步骤如下：
[0057] 步骤一：如图5、图6和图7所示，提供一个SOI晶圆，SOI晶圆的下方为SOI晶圆的硅衬底6，SOI晶圆的硅衬底6上方为SOI晶圆的绝缘层5，SOI晶圆的绝缘层5的上方为用于形成U形单晶硅7的单晶硅层，通过光刻、刻蚀工艺除去部分U形单晶硅7，在SOI晶圆上进一步形成U形单晶硅7；
[0058] 步骤二、如图8、图9和图10所示，在SOI晶圆上方淀积绝缘介质并平坦化表面至露出U形单晶硅7，初步形成栅极绝缘层8；
[0059] 步骤三、如图11、图12、图13和图14所示，通过光刻、刻蚀工艺将SOI晶圆的绝缘层5上方的U形单晶硅7的前后左右四周部分、以及步骤二所形成的栅极绝缘层8的前后两侧刻蚀至露出SOI晶圆的绝缘层5；
[0060] 步骤四、如图15、图16、图17和图18所示，在SOI晶圆上方淀积绝缘介质并平坦化表面至露出U形单晶硅7的上表面，再通过光刻、刻蚀工艺将U形单晶硅7前后左右四周的绝缘介质进行部分刻蚀至露出SOI晶圆的绝缘层5，进一步形成栅极绝缘层8；
[0061] 步骤五、如图19、图20、图21和图22所示，在SOI晶圆上方淀积金属或多晶硅并平坦化表面至露出U形单晶硅7的上表面，形成方筒形栅电极4；
[0062] 步骤六、如图23、图24、图25和图26所示，在晶圆表面淀积绝缘介质，并通过刻蚀工艺除去U形单晶硅7所形成的U形凹槽两侧垂直部分上方的绝缘介质，形成绝缘介质层3和源漏通孔，再对晶圆上表面淀积金属或多晶硅，平坦化表面至露出绝缘介质层3，在通孔中形成源电极1和漏电极2。
