[发明专利]一种制备多层超细硅线条的方法

摘要

一种制备多层超细硅线条的方法，包括：制备硅的腐蚀掩蔽层；外延形成Fin及其两端的源漏区；形成多层超细硅线条。本发明的优点如下：原子层淀积可准确定义超细线条的位置，可控性好；对硅的各向异性腐蚀是自停止的，工艺窗口大，腐蚀所得的纳米线截面形貌均匀、平整；采用先制备掩膜，后外延沟道的方法，形成多层侧壁腐蚀掩膜的工艺简单，不论掩蔽层层数多少，仅需一次外延窗口的刻蚀即可得到多层侧壁掩膜；结合氧化技术可以制备尺寸小于10nm的线条，满足小尺寸器件关键工艺的要求；采用TMAH溶液湿法腐蚀多晶硅，操作简便，安全；不会引入金属离子，适用于集成电路制造工艺中；完全和体硅平面晶体管工艺兼容，工艺成本代价小。

主权项

一种制备多层超细硅线条的方法，其特征是，包括以下步骤：A.制备硅的腐蚀掩蔽层，目的是在经步骤B3得到的鱼鳍状硅岛Fin侧壁形成多层腐蚀掩蔽层；具体实现步骤如下：A1.在硅衬底上淀积牺牲层；A2.在牺牲层上淀积腐蚀掩蔽层；A3.交替重复步骤A1、A2，形成牺牲层‑掩蔽层周期性堆叠结构；B.通过外延工艺形成Fin及其两端的源漏区，目的是在硅衬底上通过外延工艺形成Fin结构及与Fin两端相连的源漏区；具体实现步骤如下：B1.通过光刻在A3步形成的牺牲层‑掩蔽层周期性堆叠结构上定义出Fin与源漏区的外延窗口；B2.通过各向异性干法刻蚀工艺，将光刻定义的图形转移到牺牲层‑掩蔽层的堆叠结构上，露出硅衬底；B3.在B2刻蚀出的外延窗口内，通过外延工艺形成Fin结构及与Fin两端相连的源漏区，外延的硅膜厚度应大于牺牲层‑掩蔽层的堆叠结构总厚度；B4.通过化学机械抛光去除掩蔽层顶部的硅膜，露出掩蔽层；B5.在外延形成的Fin结构及与Fin两端相连的源漏区的顶部淀积腐蚀掩蔽层；B6.在牺牲层‑掩蔽层周期性堆叠结构上光刻定义出硅的各向异性湿法腐蚀窗口；B7.通过各向异性干法刻蚀工艺，将光刻定义的图形转移到牺牲层‑掩蔽层的堆叠结构上，露出硅衬底；B8.通过湿法腐蚀去除牺牲层；C.形成多层超细硅线条，目的是从Fin的侧壁对其进行各向异性腐蚀，在侧壁掩蔽层的保护下，腐蚀最终自停止于（111）晶面，形成多层截面为多边形的超细硅线条，再通过牺牲氧化使其的截面面积减小，变为圆形；具体实现步骤如下：C1.通过各向异性湿法腐蚀形成截面为多边形的多层超细硅线条；C2.通过湿法腐蚀去除掩蔽层；C3.通过牺牲氧化形成截面为圆形的多层超细硅线条；C4.通过腐蚀去除包裹超细硅线条的牺牲氧化层。