[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

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

在以下描述中，阐述了许多细节，然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，在没有这些具体细节的情况下也可以实践本发明。在一些实例中，公知的方法和设备以框图的形式而不是以细节的形式示出，以避免使本发明难以理解。在整个说明书中，对“实施例”的引用表示结合实施例所描述的特定特征、结构、功能或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中的各处出现的短语“在实施例中”不一定指代本发明的同一个实施例。此外，特定特征、结构、功能或特性可以采用任何适合的方式组合在一个或多个实施例中。例如，第一实施例可以与第二实施例组合，只要这两个实施例在结构或功能上彼此不互斥。

术语“耦合”和“连接”及其衍生词在本文中可以用于描述部件之间的结构关系。应该理解，这些术语并不是要作为彼此的同义词。相反，在特定实施例中，“连接”可以用于指示两个或更多元件彼此直接物理接触或电接触。“耦合”可以用于指示两个或更多元件彼此直接或间接地(其间具有其它中间元件)物理接触或电接触，和/或指示两个或更多元件彼此配合或相互作用(例如，如在因果关系中)。

如本文中使用的术语“在…之上”、“在…之下”、“在….之间”和“在…上”指代一个材料层相对于其它层的相对位置。像这样，例如，设置在一个层之上或之下的另一个层可以与该层直接接触，或可以具有一个或多个中间层。此外，设置在两个层之间的一个层可以与这两个层直接接触，或可以具有一个或多个中间层。相比之下，第二层“上”的第一层与该第二层直接接触。