[发明专利]一种鳍状结构及半导体器件的制备方法有效

专利信息
申请号: 201911086092.9 申请日: 2019-11-08
公开(公告)号: CN110896034B 公开(公告)日: 2023-03-21
发明(设计)人: 李永亮;程晓红;罗军;殷华湘;王文武 申请(专利权)人: 中国科学院微电子研究所
主分类号: H01L21/336 分类号: H01L21/336;H01L29/10
代理公司: 北京知迪知识产权代理有限公司 11628 代理人: 王胜利
地址: 100029 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 结构 半导体器件 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种鳍状结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

S100、提供衬底,自所述衬底的顶层外延第一高迁移率材料以形成第一高迁移率材料层,或,依次外延应变缓冲层和所述第一高迁移率材料层以形成叠层;

S101、自所述第一高迁移率材料层的顶层向下光刻刻蚀形成若干鳍状结构;

S102、在已形成的结构上淀积氧化介质层,并进行第一次平坦化处理;

S103、选择性去除至少一个所述鳍状结构,以形成至少一个凹槽;

S104、在已形成的结构上选择性外延第二高迁移率材料后进行第二次平坦化处理,以在所述凹槽中形成第二外延结构;所述第二高迁移率材料与所述第一高迁移率材料不同,或所述第二高迁移率材料与所述第一高迁移率材料相同但成分不同;

S105、选择性去除至少一个所述鳍状结构和/或所述第二外延结构,以形成至少一个所述凹槽;

S106、在已形成的结构上选择性外延第三高迁移率材料后进行第三次平坦化处理,以在所述凹槽中形成第三外延结构;所述第三高迁移率材料与所述第一高迁移率材料、第二高迁移率材料不同,或所述第三高迁移率材料与所述第一高迁移率材料或第二高迁移率材料相同但成分不同;

S107、重复所述步骤S105和S106,依次形成第n外延结构,其中n为大于3的正整数;所述第n外延结构的材料与第n-1外延结构的材料不同,或材料相同但成分不同;

S108、腐蚀所述氧化介质层,使所述鳍状结构、第二外延结构、第三外延结构和第n外延结构露头;

其中,所述选择性去除至少一个所述鳍状结构,以形成至少一个凹槽的步骤包括:

在所述氧化介质层的顶层涂覆光刻胶,并在所述光刻胶的顶层定义出待去除的所述鳍状结构的区域;

采用湿法刻蚀或干法刻蚀去除所述区域内的所述鳍状结构,以形成所述凹槽;

去除所述光刻胶。

2.根据权利要求1所述的鳍状结构的制备方法,其特征在于,所述鳍状结构、第二外延结构、第三外延结构和第n外延结构的材料均是SixGe1-x、Ge、III-V中的任意一种,其中,0≤x≤100%。

3.根据权利要求1所述的鳍状结构的制备方法,其特征在于,所述应变缓冲层的材料是SiyGe1-y、InGaAs或GaAs中的任意一种,其中,10%≤y≤80%。

4.根据权利要求1所述的鳍状结构的制备方法,其特征在于,在已形成的结构上淀积所述氧化介质层后,还包括以下步骤:

对已形成的结构进行低温退火处理。

5.根据权利要求4所述的鳍状结构的制备方法,其特征在于,所述低温退火处理的方法包括炉管退火、快速退火或激光退火中的任意一种,或任意两种所述低温退火处理方法的组合;

其中,所述炉管退火的退火温度为600-800摄氏度,退火时间为20-60分钟;

所述快速退火的退火温度为700-850摄氏度,退火时间为10-60秒;

所述激光退火的退火温度为750-1150摄氏度,退火时间为10纳秒至500毫秒。

6.根据权利要求1所述的鳍状结构的制备方法,其特征在于,腐蚀所述氧化介质层的溶液为HF溶液或BOE溶液。

7.一种半导体器件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

利用权利要求1至5任意一项所述的鳍状结构的制备方法,沿第一方向制备形成鳍状结构;

沿第二方向,在每一个所述鳍状结构的上方均形成假栅;并在所述假栅的两侧形成侧墙;

在所述侧墙两侧的所述鳍状结构上刻蚀并生长源漏外延层,形成源/漏区;

在已形成的结构上沉积氧化介质层,并对所述氧化介质层进行平坦化处理,以露出所述假栅的顶部;

去除所述假栅;并依次在栅极区域内形成栅极介质层和栅极。

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