[發(fā)明專利]納米柵及納米柵器件的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910696974.0
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110429030B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何澤召;蔚翠;劉慶彬;高學(xué)棟;郭建超;周闖杰;馮志紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28
• 代理公司: 石家莊國為知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 付曉娣

本發(fā)明適用于半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種納米柵的制備方法，包括：根據(jù)第一介質(zhì)層表面沉積的第一光刻膠上的光刻膠圖形，對第一介質(zhì)層表面光刻膠圖形以外的區(qū)域進行第一次刻蝕，去除第一次刻蝕后的第一介質(zhì)層表面沉積的第一光刻膠，獲得襯底和第一次刻蝕后的第一介質(zhì)層構(gòu)成的臺階結(jié)構(gòu)；在臺階結(jié)構(gòu)的水平表面和垂直側(cè)壁上沉積金屬層，并在金屬層的表面生長第二介質(zhì)層；對金屬層和第二介質(zhì)層進行第二次刻蝕；在第二次刻蝕后的臺階結(jié)構(gòu)上生長第三介質(zhì)層，并對第三介質(zhì)層表面進行拋光，使第三介質(zhì)層上表面齊平并露出金屬層對應(yīng)的金屬，獲得納米柵。本發(fā)明利用臺階垂直側(cè)壁的金屬層作為納米柵，可以精確控制納米柵的尺寸，降低納米柵的制作難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米柵及納米柵器件的制備方法。

背景技術(shù)

在集成電路領(lǐng)域，為了提升半導(dǎo)體芯片的性能和集成度，幾十年來以硅材料為基礎(chǔ)的晶體管特征尺寸不斷縮小，并逐漸接近其物理極限。

柵極是晶體管的控制端，其尺寸對電子器件的性能具有重要影響。目前，器件的納米級柵長尺寸加工變得愈加困難。利用現(xiàn)有的光刻技術(shù)制備電子器件時，其柵長尺寸不僅依賴于光刻設(shè)備的分辨率，還取決于光刻工藝中的光刻膠種類、烘烤溫度、曝光劑量、顯影溫度和時間等多種影響因素。這導(dǎo)致器件的柵長尺寸不易被精確控制，尤其是納米尺度的柵制備困難。為了維持集成電路產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，需要研制新的制備方法，以便于可以簡化納米尺度的柵的制備，精確控制柵長尺寸，并實現(xiàn)納米柵器件的制備，進而提升電子器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種納米柵的制備方法，以解決現(xiàn)有光刻工藝中存在多種影響因素導(dǎo)致器件柵長尺寸不易被精確控制，尤其納米尺度的柵制備困難的問題。

本發(fā)明實施例的第一方面提供了一種納米柵的制備方法，包括：

根據(jù)在襯底上生長的第一介質(zhì)層表面沉積的第一光刻膠上的光刻膠圖形，對所述第一介質(zhì)層表面所述光刻膠圖形以外的區(qū)域進行第一次刻蝕，去除所述第一次刻蝕后的第一介質(zhì)層表面沉積的第一光刻膠，獲得所述襯底和所述第一次刻蝕后的第一介質(zhì)層構(gòu)成的臺階結(jié)構(gòu)；

在所述臺階結(jié)構(gòu)的水平表面和垂直側(cè)壁上沉積一層金屬層，并在所述金屬層的表面生長第二介質(zhì)層；

對所述金屬層和所述第二介質(zhì)層進行第二次刻蝕；

在所述第二次刻蝕后的臺階結(jié)構(gòu)上生長第三介質(zhì)層，并對所述第三介質(zhì)層表面進行拋光，使所述第三介質(zhì)層上表面齊平并露出所述金屬層對應(yīng)的金屬，獲得納米柵。

可選的，所述襯底為半絕緣襯底或者高阻襯底。

可選的，所述半絕緣襯底的材料為硅、碳化硅、藍(lán)寶石或金剛石中的任一種；

所述高阻襯底的材料為玻璃、柔性聚脂薄膜、柔性聚酰亞胺薄膜、云母或陶瓷中的任一種。

可選的，所述第一介質(zhì)層、所述第二介質(zhì)層和所述第三介質(zhì)層均采用原子層沉積ALD設(shè)備或等離子體增強化學(xué)氣相沉積PECVD設(shè)備生長。

可選的，所述第一介質(zhì)層、所述第二介質(zhì)層和所述第三介質(zhì)層的材料均為二氧化硅、氧化鋁、氧化鉿、氧化鈦、氮化硅以及氮化鋁中的一種或多種的組合。

可選的，所述第一介質(zhì)層的厚度為100nm；

所述第二介質(zhì)層的厚度為10nm；

所述第三介質(zhì)層的厚度為120nm。

可選的，所述第一次刻蝕為采用電感耦合等離子ICP刻蝕設(shè)備對所述第一介質(zhì)層表面所述光刻膠圖形以外的區(qū)域進行干法刻蝕。

可選的，所述金屬層的厚度為1nm-500nm。

可選的，所述在所述臺階結(jié)構(gòu)的水平表面和垂直側(cè)壁上沉積一層金屬層，包括：