[發明專利]一種納米柵的制備方法、納米柵及應用

在審

• 申請號: 202010692277.0
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN113948380A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 賈海強;陳弘;唐先勝
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L29/423
• 代理公司: 北京市英智偉誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11521
• 代理人: 劉丹妮;姚望舒

本發明提供了一種納米柵的制備方法，還提供了通過該方法制備的納米柵和應用。本發明的方法可以簡化納米尺度的柵的制備，精確控制柵長尺寸，并實現納米柵器的制備。

技術領域

本發明屬于半導體領域，具體涉及一種納米柵的制備方法、納米柵及應用。

背景技術

利用現有的光刻技術制備納米柵時，其柵長尺寸不僅依賴于光刻設備的分辨率，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。目前制備納米柵的方式主要是通過使用極紫外光刻機工藝進行制備，所需要花費的成本較高，對于設備的需求較大，不容易進行生產。

除了使用極紫外光刻機進行100nm及其以下尺寸的微細圖形的制備，還可以利用電子束曝光技術(EBL)進行制備，電子的德布羅意波長很短，可以制備得到10nm以下的精細結構。但是對于EBL而言，其效率較低，而且具有很強的鄰近效應，對于裝置的穩定性要求很高，同時針對電子束曝光的顯影和刻蝕工藝也存在很大的問題。

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，并實現納米柵器件的制備，進而提升電子器件的性能。

發明內容

本發明的目的在于針對目前手段的缺點，針對納米柵的制備和獲取，提出結合薄膜沉積技術制備納米柵的方法。

在闡述本發明內容之前，定義本文中所使用的術語如下：

術語“ALD”是指：Atomiclayer Deposition，原子層沉積。

術語“CMP”是指：Chemical Mechanical Polishing，化學機械拋光。

術語“RIE”是指：Reaction Ionetching，反應離子刻蝕。

術語“PECVD”是指：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等離子體增強化學的氣相沉積。

術語“ICP-CVD”是指：Inductive Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition，感應耦合等離子體-化學氣相沉積。

術語“LPCVD”是指：Low Pressure Chemical Vapor Deposition，低壓力化學氣相沉積。

術語“DUV光刻”是指：深紫外光刻。

術語“EUV光刻”是指：極紫外光刻。

為實現上述目的，本發明的第一方面提供了一種納米柵的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)提供工藝制備所需的晶圓；

(2)在晶圓上上沉積第一隔離層材料；

(3)將步驟(2)所得第一隔離層利用圖形制備技術制備圖形結構；

(4)沉積第二隔離層材料，包覆所述圖形結構；

(5)沉積第三隔離層材料，填充溝槽并覆蓋表面；

(6)對步驟(5)所得材料表面進行平坦化，得到平坦的表面并且露出第一、第二、第三隔離層相間排列的結構；

(7)刻蝕去除相鄰第二隔離層之間的第一、第三隔離層位置處材料，直至晶圓表面；

優選地，所述第一隔離層和所述第三隔離層的材料一致。

根據本發明第一方面的方法，其中，步驟(1)中所述晶圓材料選自以下一種或多種：石英、硅、鎵砷、碳化硅、玻璃、藍寶石等襯底；

優選地，所述晶圓為石英、玻璃；