纳米线结构的制造_3

文档序号:9789148阅读:来源:国知局
5中的第一材料相同。热氧化该第一材料纳米线125可进一步氧化第二材料纳米线135中的第一元素。氧化条件例如热氧化温度可经控制以优先氧化第二材料纳米线135中的第一元素并最大限度地降低第二材料纳米线中的第二元素的氧化。在一个例子中,热氧化温度可保持在约500°C与约1200°C之间。在一个示例实施例中,第一材料纳米线125可为硅纳米线,第二材料纳米线135可为娃-锗纳米线,以使该娃纳米线的热氧化也氧化该娃-锗纳米线中的娃。第二材料纳米线135的第一元素的氧化可发生于第二材料纳米线135的外表面,且该氧化也可进一步穿透至第二材料纳米线的外表面下方。优先移除氧化的第一材料纳米线125的同一制程也可自第二材料纳米线移除氧化的第一元素,从而增加第二材料纳米线135中的第二元素的浓度。在上面的示例实施例中,当娃纳米线125经历热氧化时,娃-锗纳米线135也可经历热氧化,从而导致硅-锗中的硅被优先氧化并在硅-锗纳米线上形成二氧化硅外层。随后,当移除氧化的硅纳米线时,硅-锗纳米线的外层上的二氧化硅也被优先移除,从而使硅-锗纳米线具有增加的锗浓度。在极端实施例中,硅-锗纳米线135中的硅被完全氧化并移除,从而留下纯锗纳米线135。
[0022]图1J至IL显示执行自至少另一个纳米线堆叠115b移除第二材料纳米线135的制程的一个实施例以后的结构100。图1J显示在该至少另一个纳米线堆叠115b及至少一个纳米线堆叠115a上方设置掩膜材料153以后的结构100。由于衬底105可能暴露,掩膜材料153也可设于衬底105上方。在一个例子中,掩膜材料153可为硬掩膜材料,如氮化硅。掩膜材料153可通过任意制程设置,该任意制程确保掩膜材料153会在纳米线堆叠的顶部、侧面以及底部覆盖纳米线堆叠115,例如通过流动式化学气相沉积(FCVD)制程设置。
[0023]图1K显示在该至少一个纳米线堆叠115a上方设置阻层材料165以后的结构100。例如,阻层材料165可经设置以使阻层材料165覆盖该至少一个纳米线堆叠115a而不覆盖该至少另一个纳米线堆叠115b。在另一个例子中,阻层材料165可设于该多个纳米线堆叠115上方并自该至少另一个纳米线堆叠115b上方回蚀刻或凹入而不自该至少一个纳米线堆叠115a上方移除。图1K也显示自该至少另一个纳米线堆叠115b上方优先移除掩膜材料153从而暴露该纳米线堆叠115b中的第一材料纳米线125及第二材料纳米线135以后的结构100。阻层材料165防止自该至少一个纳米线堆叠115a上方移除掩膜材料153。例如,掩膜材料153可为硬掩膜材料,如氮化硅,阻层材料165可为有机材料层,以及掩膜材料153可暴露于蚀刻剂,该蚀刻剂优先移除氮化硅而不移除有机材料例如阻层165。
[0024]图1L显示自该至少一个纳米线堆叠115a上方移除阻层165以后以及自该至少另一个纳米线堆叠115b移除第二材料纳米线135以后的结构100。在一个示例实施例中,自至少另一个纳米线堆叠115b移除第二材料纳米线135可通过将该纳米线堆叠115b暴露于蚀刻剂来实现,该蚀刻剂蚀刻第二材料纳米线135的第二材料而不蚀刻第一材料纳米线125的第一材料。例如,在第一材料纳米线125包括硅且第二材料纳米线135包括硅-锗的实施例中,可使用硝酸、醋酸及氢氟酸溶液(HNO3:CH3COOH:HF)来优先移除第二材料纳米线135。优先移除第二材料纳米线135的蚀刻剂也可能不自该至少一个纳米线堆叠115a上方移除掩膜材料153。
[0025]应当了解,在至少一个实施例中,可以上述顺序执行图1G至II以及IJ至IL的制程,且在至少一个替代实施例中,可颠倒这些制程的顺序,也就是,可首先自至少另一个纳米线堆叠115b移除第二材料纳米线135,接着自至少一个纳米线堆叠115b移除第一材料纳米线125。
[0026]图1M显示移除掩膜材料153以后的结构100,其中至少一个纳米线堆叠115a包括纳米线135且至少另一个纳米线堆叠115b包括纳米线125。在示例实施例中,至少一个纳米线堆叠115a为P型纳米线堆叠(例如具有增强的空穴迀移率)且至少另一个纳米线堆叠115b为η型纳米线堆叠(例如具有增强的电子迀移率)。例如,该至少一个纳米线堆叠115a的纳米线135可为具有高浓度锗的娃-锗纳米线,其可在纳米线中提供最佳的空穴迀移率。在极端例子中,纳米线135可为纯锗纳米线。又例如,至少另一个纳米线堆叠115b的纳米线125可为应变硅纳米线,其可在纳米线中提供最佳的电子迀移率。例如,至少另一个纳米线堆叠115b的纳米线125中的应变可基本限于沿纳米线125的长度的一个方向。
[0027]图1N提供图1M的结构100的立体图,以显示通过上述制程的至少一个实施例形成的多个P型纳米线堆叠115a以及多个η型纳米线堆叠115a。图1N也显示位于纳米线堆叠的相对端以支持P型纳米线堆叠115a及η型纳米线堆叠115b的第一支件及第二支件140。第一支件及第二支件140可为电路结构的源/漏区,从而使P型纳米线堆叠115a与第一及第二支件140结合以形成pFET电路结构180。类似地,如果第一及第二支件140例如为源/漏区,则η型纳米线堆叠115b可与第一及第二支件140结合以形成nFET电路结构 170。
[0028]图10显示在自该至少一个纳米线堆叠115a移除第一材料纳米线并自该至少另一个纳米线堆叠115b移除第二材料纳米线以后在衬底上方设置介电层190以后的图1M至IN的结构100。介电层190可为任意合适的材料,例如二氧化硅,其可将衬底105与纳米线堆叠115a、115b适当绝缘。
[0029]如上所述,图1A至10显示用以形成pFET及nFET纳米线电路结构的制程的一个示例实施例。在一个示例替代实施例中,图1A至ID中的基层110可为设于衬底105上方以及第一材料层120及第二材料层130下方的介电材料。在此类替代实施例中,基层110可保留于衬底105上方而不会如上所述被移除。这样,例如,可不必如图1E所示在纳米线堆叠115上方沉积掩膜材料151,因为在这个实施例中,基层110不暴露于用以优先移除基层110的蚀刻剂。此外,可不必沉积如图10所示的介电层190,因为基层110提供想要的介电材料层来将衬底105与纳米线堆叠115a及115b电性隔离。不过,除此类差别以外,在具有保留于衬底105上方的介电基层110而不是在自纳米线堆叠115移除纳米线以前移除基层110的情况下,可执行上面第一实施例中所述的制程。
[0030]这里所使用的术语仅是出于说明特定例子的目的,并非意图限制本发明。除非上下文中明确指出,否则这里所使用的单数形式“一个”以及“该”也意图包括复数形式。还应当理解,术语“包括”(以及任意形式的包括)、“具有”(以及任意形式的具有)以及“包含”(任意形式的包含)都是开放式连接动词。因此,“包括”、“具有”或“包含”一个或多个步骤或元件的方法或装置具有那些一个或多个步骤或元件,但并不限于仅仅
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