[發明專利]硅和硅鍺納米線結構

有效

• 申請號: 201180058034.0
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN103238208B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: K·J·庫恩;S·金;R·里奧斯;S·M·賽亞;M·D·賈爾斯;A·卡佩爾拉尼;T·拉克什特;P·常;W·瑞馳梅迪
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 毛力

背景

隨著微電子器件尺寸攀升過15nm的節點，保持遷移率改善和短溝道控制對器件制造提出了挑戰。用于制造器件的納米線提供改善的短溝道控制。例如，硅鍺(Si_xGe_1-x)納米線溝道結構(其中x＜0.5)提供在可觀的Eg下的遷移率改善，這適用于利用較高電壓操作的許多傳統產品。此外，硅鍺(Si_xGe_1-x)納米線溝道(其中x＞0.5)在較低Eg下提供改善的遷移率(適用于例如移動/手持領域內的低電壓產品)。

附圖簡述

盡管說明書以特別指出和獨立地要求某些實施例的權利要求書作為結尾，但各實施例的優勢可從下面結合附圖對實施例的描述中得到更好的理解，在附圖中：

圖1a-1n示出根據各實施例形成結構的方法。

圖2a-2i示出根據各實施例形成結構的方法。

圖3a-3g示出根據各實施例形成結構的方法。

圖4a-4m示出根據各實施例形成結構的方法。

圖5a-5d示出根據各實施例形成結構的方法。

圖6示出根據各實施例的系統。

詳細描述

在對本發明實施例的如下詳細描述中，對示出可投入實踐的特定實施例的附圖作出參照。充分詳細地描述這些實施例，以使本領域技術人員將這些實施例投入實踐。要理解，各實施例盡管是不同的，但不一定是相互排斥的。例如，這里結合一個實施例描述的特定特征、結構或特性可在其它實施例中實現而不脫離它們的精神和范圍。另外要理解，可修正各公開實施例中的各個要素的位置或配置而不脫離它們的精神和范圍。因此，下面的詳細描述不具有限定意義，并且各實施例的范圍僅由適當解釋的所附權利權利要求連同這些權利要求授權的等效物的全部范圍來定義。在附圖中，相同的附圖標記貫穿若干附圖地表示相同或相似的功能。

描述了形成和利用諸如納米線器件結構之類的微電子結構的方法和相關結構。這些方法和結構可包括：形成包含襯底的納米線器件，該襯底包括源極/漏極結構，該源極/漏極結構包括在源極/漏極結構之間的納米線，其中該納米線溝道結構在彼此之上垂直地層疊。這里包括的各實施例隨著器件尺寸攀升過15nm這一節點時允許遷移率改善和短溝道控制。這些實施例進一步改善了溝道與襯底的絕緣，緩解了與間隔物間隙間距相關的電容以及通過納米線的垂直架構擴展(scaling)。

圖1a-1n示出形成微電子結構(例如形成納米線器件結構)的實施例。圖1a示出一襯底100。在一個實施例中，襯底100可包括大塊硅襯底100。在其它實施例中，襯底100可包括絕緣體襯底上硅(SOI)100，但也可包括任何類型的適宜的襯底材料。在一實施例中，第一硅鍺102材料可通過外延生長在襯底100上生長。在一實施例中，第一硅材料104外延生長在外延的第一硅鍺102上。第二硅鍺層102’可形成在第一硅層102上，并且第二硅層104’可形成在第二硅鍺102’上。在另一實施例中，形成在襯底100上的交替的外延硅鍺層102/外延硅層104的數目可根據具體應用而變化。在另一實施例中，可顛倒層順序，即形成在襯底100上的外延硅104和外延硅鍺102的交替層。

在一實施例中，可使用傳統的布圖/蝕刻技術(圖1b)對硅鍺/硅/硅鍺/硅的外延疊層120進行布圖。例如，疊層結構120可在溝槽蝕刻工藝中被蝕刻，例如在淺溝槽隔離(STI)工藝期間，其中溝槽101可形成在襯底100內以形成鰭結構107。所形成的每個鰭結構107可通過氧化物103彼此隔開，氧化物103可形成在溝槽101中。

在一實施例中，鰭結構107可包括柵完全包圍(GAA)納米線器件的雙溝道部分。器件中的溝道數目將依賴于鰭結構107中的層數。鰭結構107可包括納米線結構。間隔物106可形成在鰭結構107之上并橫跨鰭結構107，并可相對于鰭結構107正交地設置(圖1c)。在一實施例中，間隔物106可包括在對鰭結構107材料加工期間可選擇的任何材料。