[發(fā)明專利]去除高深寬比結(jié)構(gòu)中的Ⅲ-V材料的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910331618.9
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110400747A
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑新宇;張郢;周清軍;林永振
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/336
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖;錢慰民

提供了用于形成半導(dǎo)體器件(諸如FinFET)的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，一種鰭片結(jié)構(gòu)處理方法包括：去除形成在基板上的多個(gè)鰭片中的第一鰭片的一部分以暴露所述第一鰭片的剩余部分的表面，其中所述鰭片與形成在所述基板上的介電材料結(jié)構(gòu)相鄰；執(zhí)行沉積操作以通過在基板處理環(huán)境中沉積第III?V族半導(dǎo)體材料來在第一鰭片的剩余部分的表面上形成特征；以及執(zhí)行蝕刻操作以用蝕刻氣體來蝕刻特征，以在相鄰的介電材料結(jié)構(gòu)之間形成多個(gè)開口，其中所述蝕刻操作在與沉積操作相同的腔室中執(zhí)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式總的來說涉及用于形成半導(dǎo)體器件的方法，并且更具體來說，涉及用于形成鰭式場效晶體管(FinFet)的方法。

背景技術(shù)

FinFET器件通常包括具有高深寬比的半導(dǎo)體鰭片，其中用于晶體管的溝道和源極/漏極區(qū)域在所述半導(dǎo)體鰭片之上形成。利用溝道和源極/漏極區(qū)域的增加的表面積的優(yōu)點(diǎn)，柵極電極隨后在鰭片器件的一部分之上和旁邊形成，以生產(chǎn)更快、更可靠且更好控制的半導(dǎo)體晶體管器件。FinFET的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)包括減少短溝道效應(yīng)并且提供較高電流。

在去除或修整圖案化的晶片上的III-V材料(諸如GaAs、InGaAs和InP)期間，用于制造FinFET的常規(guī)技術(shù)經(jīng)受挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)包括：相對于Si、SiO_x和SiN_x選擇性地蝕刻III-V半導(dǎo)體材料；難以到達(dá)高深寬比結(jié)構(gòu)中的溝槽的底部(＜30nm)；熱預(yù)算極限；以及針對基板處理腔室的砷污染和消除限制。

因此，存在對用于鰭片結(jié)構(gòu)制造的改進(jìn)的方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容

提供了用于形成半導(dǎo)體器件(諸如FinFET)的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，一種鰭片結(jié)構(gòu)處理方法包括：去除形成在基板上的多個(gè)鰭片中的第一鰭片的一部分以暴露所述第一鰭片的剩余部分的表面，其中所述鰭片與形成在所述基板上的介電材料結(jié)構(gòu)相鄰；執(zhí)行沉積操作以通過在基板處理環(huán)境中沉積第III-V族半導(dǎo)體材料來在第一鰭片的剩余部分的表面上形成特征；以及執(zhí)行蝕刻操作以用蝕刻氣體來蝕刻特征，以在相鄰的介電材料結(jié)構(gòu)之間形成多個(gè)開口，其中所述蝕刻操作在與沉積操作相同的腔室中執(zhí)行。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種鰭片結(jié)構(gòu)處理方法包括：去除形成在基板上的多個(gè)鰭片中的第一鰭片的一部分以暴露所述第一鰭片的剩余部分的表面，其中所述鰭片與形成在所述基板上的介電材料結(jié)構(gòu)相鄰；執(zhí)行沉積操作以通過在基板處理環(huán)境中沉積第III-V族半導(dǎo)體材料來在第一鰭片的剩余部分的表面上形成特征；通過化學(xué)機(jī)械拋光工藝來平坦化第III-V族半導(dǎo)體材料；執(zhí)行蝕刻操作以用蝕刻氣體來蝕刻特征，以在相鄰的介電材料結(jié)構(gòu)之間形成多個(gè)開口，其中所述蝕刻操作在與沉積操作相同的腔室中執(zhí)行；以及在第一鰭片的剩余部分的表面上形成填充材料，其中所述填充材料形成在多個(gè)開口中的對應(yīng)的開口內(nèi)。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種鰭片結(jié)構(gòu)處理方法包括：去除形成在基板上的多個(gè)鰭片中的第一鰭片的一部分以暴露所述第一鰭片的剩余部分的表面，其中所述鰭片與形成在所述基板上的介電材料結(jié)構(gòu)相鄰；執(zhí)行沉積操作以通過在基板處理環(huán)境中沉積第III-V族半導(dǎo)體材料來在第一鰭片的剩余部分的表面上形成特征；通過化學(xué)機(jī)械拋光工藝來平坦化第III-V族半導(dǎo)體材料；執(zhí)行蝕刻操作以用蝕刻氣體來蝕刻特征，以在相鄰的介電材料結(jié)構(gòu)之間形成多個(gè)開口，其中所述蝕刻操作在與沉積操作相同的腔室中執(zhí)行，并且其中所述蝕刻氣體是HCl；將含氫氣體、運(yùn)載氣體或其組合輸送到基板處理環(huán)境；以及在第一鰭片的剩余部分的表面上形成填充材料，其中所述填充材料形成在多個(gè)開口中的對應(yīng)的開口內(nèi)。

附圖說明

為了以能夠詳細(xì)地理解本公開內(nèi)容的上述特征的方式，可以參考各個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行對上文簡要地概述的本公開內(nèi)容的更具體描述，所述各個(gè)實(shí)施方式中的一些實(shí)施方式在附圖中示出。然而，應(yīng)注意，附圖僅示出示例性實(shí)施方式并由此不被認(rèn)為限制其范圍，并且可以允許其它等效實(shí)施方式。

圖1是根據(jù)本文所述的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的透視圖。