形成纳米线基装置的方法制造方法及图纸

提供一种形成纳米线基装置的方法。此方法包含在基板上方形成第一遮罩层；在第一遮罩层中形成第一开口；生长穿过第一遮罩层中的第一开口而突出的第一纳米线，其中第一纳米线具有第一直径；移除第一遮罩层；氧化第一纳米线的侧壁；蚀刻第一纳米线的氧化侧壁；形成覆盖基板的第二遮罩层；移除第一纳米线，从而在第二遮罩层中形成第二开口；以及生长穿过第二遮罩层中的第二开口而突出的第二纳米线，其中第二纳米线具有第二直径且第二直径不同于第一直径。

Method for forming nanowire based device

A method for forming nanowire based devices is provided. The method includes forming a first mask layer on the substrate; a first opening is formed on the first mask layer; growth through the first opening of the first mask layer in the first prominent nanowires, wherein the first nanowire has a first diameter; removing the first mask layer; the first sidewall oxide nanowires; oxide nanowires and etching the first side wall the second mask layer covering the substrate; forming; removing the first nanowires, thus forming the second opening in the second mask layer; and growth through the second mask layer in the second opening and second outstanding nanowires, including second nanowires with second diameter and the second diameter different from the diameter of the first.

【技术实现步骤摘要】
形成纳米线基装置的方法
本专利技术实施例是有关于一种形成纳米线基装置的方法。
技术介绍
在过去几十年来，半导体集成电路工业经历了迅速发展。半导体材料及设计的技术进步已生产出日益缩小且更复杂的电路。由于与处理及制造相关的技术亦已历经技术发展，因此这些材料及设计的进步已成为可能。在半导体进化过程中，功能密度(亦即单位晶片面积中的互连装置的数目)已大体上增加，同时几何形状尺寸(亦即可通过使用制程而产生的最小组件(或线路))已缩小。尽管材料及制造有所进步，为了进一步缩小几何形状尺寸，习用的平面金氧半导体场效晶体管(metaloxidesemiconducterfieldeffecttransistor；MOSFET)装置遇到了挑战。因此，非基于平面或包括非平面组件的多种装置已引起注意，例如鳍式场效晶体管装置、垂直场效晶体管等等。尽管用以制造非平面装置(例如垂直场效晶体管)的多种技术已大体适用于其预期的用途，但这些技术在各个方面上还没有完全令人满意。
技术实现思路
在本专利技术的一些实施例中，提供一种形成纳米线基装置的方法。此方法包含在基板上方形成第一遮罩层；在第一遮罩层中形成第一开口；生长穿过第一遮罩层中的第一开口而突出的第一纳米线，其中第一纳米线具有第一直径；移除第一遮罩层；氧化第一纳米线的侧壁；蚀刻第一纳米线的氧化侧壁；形成覆盖基板的第二遮罩层；移除第一纳米线，从而在第二遮罩层中形成第二开口；以及生长穿过第二遮罩层中的第二开口而突出的第二纳米线，其中第二纳米线具有第二直径且第二直径不同于第一直径。附图说明本揭示案的态样最佳在阅读附图时根据下文的详细说明来进行理解。应强调，依据工业中的标准实务，附图中多个特征并未按比例绘制。实际上，多个特征的尺寸可任意增大或缩小，以便使论述明晰。图1绘示依据多个实施例的制造纳米线基装置的方法；图2A、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H、图2I及图2J绘示依据多个实施例的通过图1方法制造而成的纳米线基装置的横剖面视图；图2B绘示依据多个实施例的通过图1方法制造而成的纳米线基装置的俯视图；图3绘示依据多个实施例的通过图1方法制造而成的纳米线阵列的立体图；图4绘示依据多个实施例的制造纳米线基装置的方法；图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F及图5G绘示依据多个实施例的通过图4方法制造而成的纳米线基装置的横剖面视图。在阅读以下的实施方式后，对本领域技术人员而言，简述的上图中揭示的多个特征将更为明确。在两个或多个附图中，其绘示的特征是共同的，为了清楚描述，已使用相同的标示数字。具体实施方式将理解的是，以下揭示内容提供众多不同的实施例及实例以用于实施本专利技术的不同特征。下文中描述组件及排列的特定实例用以简化本专利技术。当然，这些组件及排列仅为实例，而非用以限定本专利技术。此外，在下文叙述中，第一特征在第二特征上方的形成可包括其中第一特征与第二特征以直接接触方式形成的实施例，及亦可包括其中形成额外特征插入第一特征与第二特征之间以使得第一特征与第二特征并非直接接触的实施例。为简化及清楚起见，附图中的多个特征可以不同比例任意绘制。图1是根据本专利技术多个态样在一或多个实施例中形成具有超细直径构造的纳米线基装置200的方法100的流程图。图1的方法100的描述结合图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G及图2H。图2A至图2H是根据一些实施例的通过方法100形成的纳米线基装置200的横剖面视图。在一些实施例中，根据本揭示方法100制造的纳米线基装置200可为场效晶体管(field-effecttransistor；FET)的元件。例如，纳米线基装置可形成垂直场效晶体管的通道、源极特征及/或漏极特征。应理解的是，在方法100之前、期间及/或之后，可提供额外的步骤，且对于方法100的附加的实施例而言，可替换、删除及/或移动所述步骤中的一些步骤。如上文所述，方法100揭示形成具有超细直径的纳米线基装置200。一般而言，超细直径是指不大于约10纳米的直径。超细纳米线是十分重要的，因为具有这种超细纳米线的纳米线基装置可使得装置整体效能更佳，例如更高的切换速度、更低的泄漏电流、更低的接触电阻等等。在非平面装置中尤为如此。请参看图1及图2A，方法100从操作步骤102开始，提供被遮罩层204覆盖的基板202，遮罩层204具有开口206。在一实施例中，基板202是半导体基板且包括硅。或者，基板包括锗、硅锗及/或其他半导体材料，如第III族/第V族材料(例如InAs、GaAs、InP、GaN等等)。在另一实施例中，基板202可包括用于隔离的埋置介电材料层，此层通过合适的技术形成，如被称作植入氧隔离(separationbyimplantedoxygen；SIMOX)的技术。在一些实施例中，基板202可为绝缘体上半导体，如绝缘体上硅(silicononinsulator；SOI)。关于遮罩层204，根据一些实施例，遮罩层204可由介电层形成，此介电层例如氮化硅(SiNx)及/或氧化硅(SiOx)。遮罩层204可通过使用多种沉积制程中的任一者而形成，这些制程例如物理气相沉积(physicalvapourdeposition；PVD)制程、化学气相沉积(chemicalvapourdeposition；CVD)制程，及/或原子层沉积(atomiclayerdeposition；ALD)制程。在当前的实施例中，穿过遮罩层204的开口206可通过使用多种方法中的其中一者形成，这些方法适用于形成具有控制良好的尺寸(例如直径)及穿过遮罩层的位置的开口。例如，开口206可通过使用电子束微影(electronbeamlithography；EBL)、纳米压模微影术、光微影术及反应性离子蚀刻(reactiveionetching；RIE)，及/或湿式化学蚀刻法形成。根据当前实施例，从俯视图可见，开口206具有曲线形状(例如圆形)，如图2B所示。因此，开口206可具有直径D1。在一些实施例中，直径D1的范围可在约15纳米至约100纳米之间。尽管开口206在当前实施例中被描述为圆形，但开口206可具有多种形状中的任一者，形状可根据形成开口206的方法而改变。请参看图1及图2C，方法100前进至操作步骤104，自基板202形成纳米线208延伸穿过遮罩层204中的开口206。如图2C中所示的实施例，所形成的纳米线208从(或延伸超过)遮罩层204的顶表面204a突出。亦即，在一些实施例中，纳米线208具有大于遮罩层204厚度t1的高度h1。在其他实施例中，纳米线208的高度可小于遮罩层204的厚度。根据一些实施例，纳米线208可由一材料形成，此材料与基板202的材料相同或不同。在一实例中，纳米线208可由第III族/第V族或第II族-第VI族化合物材料(例如InAs、GaAs、InP、GaN等等)形成，而基板材料由硅形成。在另一实例中，纳米线208可由硅形成，而基板材料亦由硅形成。但在另一实例中，纳米线208可由具有第一晶向(例如<111>)的硅形成，而基板材料亦由硅形成，但此硅具有第二晶向(例如<001>)。因此，纳米线208可包括多种材料中的至少一者，例如硅、锗、InAs、InP、GaAs本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成纳米线基装置的方法，其特征在于，包含：在一基板上方形成一第一遮罩层；在该第一遮罩层中形成一第一开口；生长一第一纳米线，该第一纳米线穿过该第一遮罩层中的该第一开口而突出，其中该第一纳米线具有一第一直径；移除该第一遮罩层；氧化该第一纳米线的一侧壁；蚀刻该第一纳米线的该氧化侧壁；形成覆盖该基板的一第二遮罩层；移除该第一纳米线，从而在该第二遮罩层中形成一第二开口；及生长一第二纳米线，该第二纳米线穿过该第二遮罩层中的该第二开口而突出，其中该第二纳米线具有一第二直径且该第二直径不同于该第一直径。

【技术特征摘要】
2015.11.16 US 14/941,9091.一种形成纳米线基装置的方法，其特征在于，包含：在一基板上方形成一第一遮罩层；在该第一遮罩层中形成一第一开口；生长一第一纳米线，该第一纳米线穿过该第一遮罩层中的该第一开口而突出，其中该第一纳米线具有一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马汀克里斯多福荷兰，布莱戴恩杜瑞兹，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71