[发明专利]利用定向自组装的垂直纳米线晶体管沟道和栅极的图案化

说明书

本发明描述了定向自组装(DSA)材料或二嵌段共聚物，其可能基于一次光刻操作来对最终限定垂直纳米线晶体管的沟道区和栅极电极的特征进行图案化。在实施例中，DSA材料被约束在使用常规光刻技术进行图案化的引导开口内。在实施例中，沟道区和栅极电极材料对准到DSA材料内的分离的区域的边缘。

本申请为分案申请，其原申请是于2015年5月18日(国际申请日为 2013年6月20日)向中国专利局提交的专利申请，申请号为 201380060134.6，发明名称为“利用定向自组装的垂直纳米线晶体管沟道和栅极的图案化”。

技术领域

本发明的实施例总体上涉及微电子器件的晶体管制造，并且更具体地涉及使用定向自组装(DSA)的垂直纳米线晶体管的图案化。

背景技术

在垂直取向的晶体管中，良好控制的材料层厚度限定了诸如栅极长度 (Lg)的功能长度，并且可以有利地定制材料组成以获得带隙和迁移率差别。可以通过沟道宽度(Wg)和纳米线的对应截面的光刻图案化来连续缩放电流驱动。然而，在实际应用中，可能需要印刷直径为15nm左右或更小同时具有非常好的临界尺寸(CD)均匀性和良好的圆度并且具有最小特征间距以获得最高的密度的纳米线特征(例如，孔)。此外，必须要使沟道图案与栅极堆叠体和接触金属化部准确对准。

小于15nm并且具有足够的CD均匀性、圆度和间距的孔的光刻印刷超出了已知ArF或UEV抗蚀剂的能力。将孔印刷得更大并且然后使其缩小的技术不能获得期望的间距(例如，30nm)。这种间距甚至还低于双掩模图案化技术的分辨率，并且像这样会需要至少三个掩模图案化步骤以及采用昂贵的光刻工具箱的非常强力的缩小工艺。

因此，能够以较低成本制造的用于将垂直纳米线晶体管图案化成尺寸低于15nm并且间距低于30nm的技术是有益的。

附图说明

通过示例而不是限制的方式示出了本发明的实施例，在附图的图中：

图1是根据实施例的垂直纳米线晶体管的等距示图；

图2是根据实施例的示出形成垂直纳米线晶体管的方法的流程图；

图3A、3B、3C、3D和3E示出了根据实施例的在执行图2的方法中的操作时形成的单沟道结构的平面图；

图4A、4B、4C、4D和4E示出了根据实施例的图3A-3E中所示的结构的截面图；

图5A、5B、5C、5D、5E和5F示出了根据实施例的在执行图2的方法中的操作时形成的单沟道结构的平面图；

图6A、6B、6C、6D、6E和6F示出了根据实施例的图5A-5D中所示的结构的截面图；

图7A、7B和7C示出了根据实施例的在执行图2的方法中的操作时形成的双沟道结构的平面图；

图8A、8B和8C示出了根据实施例的图7A-7C中所示的结构的截面图；

图9A、9B、9C、9D和9E示出了根据实施例的在执行图2的方法中的操作时形成的单沟道结构的截面图；

图10A、10B、10C、10D、10E、10F和10G示出了根据实施例的在执行图2的方法中的操作时形成的单沟道结构的截面图；

图11是根据本发明的实施例的采用非平面晶体管的移动计算平台的功能框图；以及

图12示出了根据一个实施例的计算设备的功能框图。

具体实施方式