[发明专利]一种硅锗纳米线的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子制造领域，具体涉及一种应用于10纳米技术节点以后的硅锗纳米线器件结构的制作方法。

背景技术

基于硅的CMOS器件在沟道尺寸进一步缩小时面临着物理和技术挑战，同时硅材料的迁移率不足以满足更快、更低功耗的器件性能的要求。新器件与新结构被认为是突破硅基CMOS技术限制和物理限制，实现更高性能CMOS器件的关键。硅锗材料以其迁移率特性优于硅，集成工艺与硅CMOS技术兼容，硅锗材料被认为是一种最具前途的沟道材料之一。可以通过采用硅锗材料作为沟道，提升CMOS器件的性能。同时纳米线MOS器件被广泛认为是具有超高栅控能力的器件结构。为此研制采用硅锗沟道的纳米线MOS器件，以满足在10纳米技术节点以后的CMOS技术的要求。

发明内容

为了解决硅锗纳米线MOS器件的研制工艺难题，本发明提供一种硅锗纳米线的制作方法，

主要采用氧气氛围的退化炉内进行退火，将硅锗材料进行氧化，然后采用稀释的酸进行腐蚀，对纳米线结构进行细化，本发明操作简单，与常规的硅工艺兼容。本发明提出的制作方法满足了10纳米技术节点以后的硅锗纳米线器件的制作。

本发明提供的一种硅锗纳米线的制作方法，其具体步骤如下：

(1)准备一硅半导体材料作为基片，并进行常规的有机清洗和RCA清洗；

(2)将该清洗好的硅基片放入超高真空化学汽相沉积系统中，生长30纳米厚的Si_0.8Ge_0.2半导体材料层；

(3)然后在Si_0.8Ge_0.2半导体材料层上采用PECVD的方法生长SiO₂介质层30纳米；

(4)采用电子束光刻和ICP刻蚀的方法刻蚀出30纳米宽的SiO2纳米线；

(5)以SiO2为掩膜刻蚀Si_0.8Ge_0.2材料层和硅衬底；

(6)在氧气氛围的退化炉内，在450度退火温度下，对样品进行退火，时间为1分钟；

(7)采用1：50的稀释的氢氟酸水溶液腐蚀样品，腐蚀掉氧化硅，腐蚀的时间为2分钟；

(8)循环进行步骤(6)和(7)5-6次；

(9)采用盐酸和氨水清洗样品，制成Si_0.8Ge_0.2纳米线。

有益效果

本发明提出的这一硅锗纳米线制作方法，通过制作锗的鳍状结构控制器件栅长，通过在氧气氛围的退火炉内对硅锗纳米线进行退火氧化，然后进行表面氧化物的腐蚀，达到沟道细化的作用。本发明可以明显改善硅基硅锗纳米线器件结构在15纳米技术节点以后在CMOS技术中应用的技术难题。

具体实施方法

通过具体实施例对本发明进行详尽阐述：

本实施例提出的一种硅锗纳米线的制作方法，其具体步骤如下：

(1)准备一硅半导体材料作为基片，并进行常规的有机清洗和RCA清洗；

(2)将该清洗好的硅基片放入超高真空化学汽相沉积系统中，生长30纳米厚的Si_0.8Ge_0.2半导体材料层；

(3)然后在Si_0.8Ge_0.2半导体材料层上采用PECVD的方法生长SiO₂介质层30纳米；

(4)采用电子束光刻和ICP刻蚀的方法刻蚀出30纳米宽的SiO₂纳米线；

(5)以SiO2为掩膜刻蚀Si_0.8Ge_0.2材料层和硅衬底；

(6)在氧气氛围的退化炉内，在450度退火温度下，对样品进行退火，时间为1分钟；

(7)采用1：50的稀释的氢氟酸水溶液腐蚀样品，腐蚀掉氧化硅，腐蚀的时间为2分钟；

(8)循环进行步骤(6)和(7)5-6次；

(9)采用盐酸和氨水清洗样品，制成Si_0.8Ge_0.2纳米线。