一种在单晶硅表层植入氧原子的方法及硅纳米沟道的制备方法和检测方法技术

本发明专利技术提供一种在单晶硅表层植入氧原子的方法及硅纳米沟道的制备方法和检测方法。植入氧原子的方法包括：将表面镀有氧化物层的单晶硅进行氦离子辐照并直写图形，氧化物层中的氧原子受氦离子动能转移被牵引植入单晶硅表层形成氧化硅。硅纳米沟道的制备方法步骤包括：1)采用在单晶硅表层植入氧原子的方法获得氦离子束直写图形后的氧化硅图形；2)对氧化硅图形进行化学湿法刻蚀。本发明专利技术英文名称为siliconhighaspectnano

【技术实现步骤摘要】
一种在单晶硅表层植入氧原子的方法及硅纳米沟道的制备方法和检测方法


[0001]本专利技术涉及硅基半导体材料与集成电路制造
，尤其涉及一种在单晶硅表层植入氧原子的方法及硅纳米沟道的制备方法和检测方法。

技术介绍

[0002]硅基半导体集成电路内的场效应晶体管(field
‑
effect transistors；FETs)，其结构设计与制造技术的演化，可以配合半导体制造技术节点的发展进程来了解与认识其演化方式，其演化目的是为了提高场效应晶体管的密度，提升ICs芯片的计算性能，以满足人类文明对数字应用和数据处理急剧增长的迫切需求。当前市场所使用的场效应晶体管结构设计，是一种鳍式场效应晶体管(FinFETs)，属于7纳米半导体制造技术节点，和当前最先进的5纳米半导体制造技术节点；从结构设计的角度，FinFETs属于第二代，最早一代是平面式场效应晶体管(planer FETs)。对一个硅基半导体集成电路制造厂而言，从planer FETs到FinFETs，经历大约5～7个制造技术节点的演化，需花费15～20年的时间。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在单晶硅表层植入氧原子的方法，其特征在于，包括如下步骤：将表面镀有氧化物层的单晶硅进行氦离子辐照并直写图形，氧化物层中的氧原子受氦离子动能转移被牵引植入单晶硅表层形成氧化硅。2.如权利要求1所述的在单晶硅表层植入氧原子的方法，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：a1)所述氧化物层为氧化物绝缘体薄膜；a2)所述氧化物层的厚度为2～50nm；a3)所述氧化物层选自氧化铝、氧化硅、氧化铪和氧化锌中的一种；a4)所述表面镀有氧化物层的单晶硅通过包括如下步骤的方法获得：使用化学气相沉积方法在单晶硅表层上镀氧化物，形成氧化物层；a5)所述氦离子束来源于聚焦氦离子束显微镜中氦离子源；a6)所述氦离子束的加速电压为10～30kV；a7)所述氦离子束的束斑为0.5～2nm；a8)所述氦离子束的束流为1～3pA；a9)所述氦离子束的辐照总剂量为5～15pC/μm；a10)直写图形的速度为0.037～0.5微米/秒。3.如权利要求2所述的在单晶硅表层植入氧原子的方法，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：a41)特征a4)中，在镀氧化物之前，将所述单晶硅进行有机残留清洗，再刻蚀除去硅表面自然氧化层；a42)特征a4)中，所述化学气相沉积方法选自原子层沉积法、等离子辅助化学气相沉积法、低压化学气相沉积法、高压化学气相沉积法和磁控溅镀法中的一种；a43)特征a4)中，所述化学气相沉积方法为原子层沉积法；a44)特征a4)中，镀氧化物的温度为200～250℃。4.一种硅纳米沟道的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)采用权利要求1至3任一项所述的在单晶硅表层植入氧原子的方法获得氦离子辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：高珍，张超，王宏达，
申请(专利权)人：上海科技大学，
类型：发明
国别省市：