[發(fā)明專利]垂直納米線MOSFET制造中的垂直后柵極工藝的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680035096.2
• 申請(qǐng)日: 2016-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108235786B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 拉爾斯-埃里克·維爾納松;馬丁·貝里;卡爾-芒努斯·佩爾松;約翰內(nèi)斯·斯文松;埃里克·林德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 拉爾斯-埃里克·維爾納松;馬丁·貝里;卡爾-芒努斯·佩爾松;約翰內(nèi)斯·斯文松;埃里克·林德
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L21/28;H01L29/423;H01L21/335;H01L29/739;H01L29/775;B82Y10/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 樊曉煥;金小芳

1.一種在半導(dǎo)體襯底上制造垂直納米線MOSFET的方法，所述半導(dǎo)體襯底具有至少一根納米線，所述方法包括：

圍繞納米線的底部沉積保護(hù)層，通過(guò)控制每根納米線周圍的保護(hù)層來(lái)限定柵極-漏極間距，以及通過(guò)控制所述保護(hù)層的厚度來(lái)控制柵長(zhǎng)；

通過(guò)金屬沉積形成頂部金屬接觸，所述頂部金屬接觸為漏極金屬接觸，各向異性地蝕刻頂部金屬接觸，使得平面層被去除并且僅保留納米線的側(cè)壁上的金屬；

移除所述保護(hù)層；

沉積間隔層，其中所述間隔層的厚度小于所述保護(hù)層的厚度，通過(guò)所述間隔層的厚度來(lái)限定柵極-源極間距；

沉積高κ氧化物；

沉積金屬柵極，從而限定最終柵極長(zhǎng)度；

分別接觸所述柵極和所述頂部金屬接觸；以及

形成底部電極，所述底部電極為源極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：

通過(guò)使用頂部金屬接觸和所述間隔層作為掩模進(jìn)行蝕刻在所述納米線中形成凹陷區(qū)，其中在沉積所述高κ氧化物的操作之前形成所述凹陷區(qū)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述頂部金屬接觸包括濺射20nm的W、原子層沉積(ALD)5nm的TiN、或沉積Ni。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中形成所述頂部金屬接觸的操作進(jìn)一步包括：

各向異性蝕刻沉積的金屬以移除所沉積的金屬的平面部分。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述保護(hù)層包括：氫倍半硅氧烷(HSQ)、SiN_x、SiO₂、BCB或光刻膠。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述保護(hù)層為氫倍半硅氧烷(HSQ)，并且所述移除保護(hù)層的操作為使用HF蝕刻所述保護(hù)層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用原子層沉積來(lái)沉積所述高κ氧化物。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述高κ氧化物由Al₂O₃、HfO₂、ZrO₂或它們的組合組成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述半導(dǎo)體襯底由Si或III-V族復(fù)合材料制成。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述納米線為III-V或IV族納米線。

11.一種采用權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法制造的垂直納米線MOSFET。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的垂直納米線MOSFET在數(shù)字化應(yīng)用中的用途，其中將一根或多根納米線連接成組以形成電路。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的垂直納米線MOSFET在RF波應(yīng)用或毫米波應(yīng)用中的用途，其中將一根或多根納米線連接成組以形成電路。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的垂直納米線MOSFET在混合模式應(yīng)用或存儲(chǔ)器應(yīng)用中的用途，其中將一根或多根納米線連接成組以形成電路。