[发明专利]一种多层纳米线结构的制造方法有效

专利信息
申请号: 201210046312.7 申请日: 2012-02-27
公开(公告)号: CN103295878A 公开(公告)日: 2013-09-11
发明(设计)人: 王文博 申请(专利权)人: 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
主分类号: H01L21/02 分类号: H01L21/02;H01L29/06
代理公司: 北京市磐华律师事务所 11336 代理人: 董巍;顾珊
地址: 201203 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 多层 纳米 结构 制造 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及半导体制造工艺,具体而言涉及一种多层纳米线结构(Nanowire)的制造方法。

背景技术

根据摩尔定律,半导体器件的尺寸逐步按比例减小,在此情况下,为了更有效的控制短沟道效应,具有非平面结构的半导体器件得到广泛应用,例如鳍式场效应晶体管(FinFET)和纳米线场效应晶体管(Nanowire FET)。

由于纳米线场效应晶体管的开态电流ION与所述晶体管中的纳米线数量和长度正相关,因此,具有多层纳米线结构的场效应晶体管的性能更为优越。所述多层纳米线结构的制备通常是在具有层间介电层的半导体衬底上形成定位标记或是掩膜,然后在所述定位标记所指示的位置或者未被所述掩膜遮蔽的位置采用沉积工艺形成所述纳米线。然而,采用以上方法形成的多层纳米线结构的晶向与所述半导体衬底的晶向是一致的,不能根据实际需要自由选择。

因此,需要提出一种多层纳米线结构的制造方法,可以使形成的所述纳米线之间的晶向不一致,或者使形成的所述纳米线与所述半导体衬底之间的晶向不一致。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明提供一种多层纳米线结构的制造方法,包括:a)提供第一硅基体,在所述第一硅基体上形成第一氧化物层;b)提供第二硅基体,对所述第二硅基体实施氢离子注入,以在所述第二硅基体中形成一定位标记;c)实施一智能切割工艺,以在所述第一硅基体上形成一绝缘体上硅结构;d)在所述绝缘体上硅结构上形成第二氧化物层;e)重复步骤b)-步骤d),以在所述第一硅基体上形成多层绝缘体上硅结构;f)定义所述纳米线结构的图形;g)蚀刻所述多层绝缘体上硅结构,以在所述第一硅基体上形成所述多层纳米线结构;h)去除所述多层纳米线结构中的每条纳米线下方的所述第二氧化物层。

进一步,所述第二硅基体的晶向和所述第一硅基体的晶向相同。

进一步,所述第二硅基体的晶向和所述第一硅基体的晶向不同。

进一步,采用化学气相沉积工艺或者热氧化工艺形成所述第一氧化物层和第二氧化物层。

进一步,所述第二氧化物层的厚度小于所述第一氧化物层的厚度。

进一步,所述第二氧化物层的厚度为0.02-0.5微米。

进一步,所述多层绝缘体上硅结构的层数大于或等于2。

进一步,所述多层绝缘体上硅结构中的每个硅层是所述第一硅基体或者所述第二硅基体。

进一步,所述每个硅层的晶向可以相同,也可以不同。

进一步,所述每个硅层的厚度为0.02-0.5微米。

进一步,所述多层绝缘体上硅结构中的每个绝缘体层是所述第二氧化物层。

进一步,采用离子注入工艺实施所述氢离子注入。

进一步,采用干法蚀刻工艺蚀刻所述多层绝缘体上硅结构,所述蚀刻过程直到露出所述第一氧化物层时终止。

进一步,采用湿法蚀刻工艺去除所述多层纳米线结构中的每条纳米线下方的所述第二氧化物层。

进一步,所述湿法蚀刻工艺采用的腐蚀液为稀释的氢氟酸。

本发明还提供一种半导体器件,所述半导体器件具有采用上述方法形成的多层纳米线结构。

根据本发明,可以使形成的所述纳米线之间的晶向不一致,或者使形成的所述纳米线与半导体衬底之间的晶向不一致。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述,用来解释本发明的原理。

附图中:

图1A-图1G为本发明提出的多层纳米线结构的制造方法的各步骤的示意图;

图2为本发明提出的多层纳米线结构的制造方法的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明,将在下列的描述中提出详细的步骤,以便阐释本发明提出的多层纳米线结构的制造方法。显然,本发明的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本发明还可以具有其他实施方式。

应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

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