【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子化学品，具体涉及一种sige/si和sio2的选择性蚀刻液。
技术介绍
1、鳍式场效应晶体管(finfet)的引入降低了电源电压，并对通道提供更好的电气控制，从而减少泄漏电流，克服短通道效应。finfet的显著特点是，栅极包裹在导电沟道“fin”的三个侧面。为了进一步提高cmos器件的性能，缩小尺寸的同时引入像ge这样高迁移率的材料，cmos的下一个时代还要引用一种“gaa(环栅) fet”的概念，gaa fet可以看作是当前制作finfet器件的延伸。gaa fet的特征是将栅极包裹在沟道的四个侧面，它可以进一步改进短沟道控制，被认为是未来cmos技术的关键设计特征。
2、选择性地从鳍的sige和si多层叠层中移除sige会产生垂直叠层的si纳米线；反之亦然，从鳍的同一多层堆叠中选择性地移除si会产生垂直堆叠的sige纳米线。本专利技术主要针对sige和si多层叠层中选择性移除sige，增加蚀刻液对sige选择性的方式有很多，如合理选择氧化剂及氟源，调节ph值，调节蚀刻温度，增加蚀刻液极性等方式。研究表明，双氧水、氢氟酸和醋酸混合物可以在sige/si叠层中选择性蚀刻sige，但是存在长时间的熟化期，实际应用极不方便，且对sio2的腐蚀性很大，存在选择比较低等问题。65℃以上的tmah也能实现对sige的选择性蚀刻，但是在gaa半导体器件的制造中，不仅蚀刻温度高，而且sige/si叠层选择性蚀刻sige时存在sige去除不彻底的问题。
技术实现思路
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种sige/si和sio2的选择性蚀刻液，所述选择性蚀刻液包括1~15%的氧化剂、1~15%的氟源、0.5~10%的缓冲组合物、0.05~5%的螯合剂、0.001%~1%的二氧化硅腐蚀抑制剂、余量为高纯水。
3、优选的，所述氧化剂为无机氧化剂或有机弱氧化剂。
4、进一步优选的，所述无机氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸、过硼酸、过硫酸铵、硝酸、高碘酸中的任一种；有机弱氧化剂为苯醌、n-甲基吗啉n-氧化物(nmmo)、硝基吡啶、硝基苯酚、阿脲、n-氧化吡啶、三甲胺n-氧化物、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰中的任一种。
5、优选的，所述氟源为氢氟酸、氟化铵、四甲基氟化铵、四乙基氟化铵、四丙基氟化铵、氟化氢铵、氟硼酸、六氟硅酸、六氟硅酸盐、三乙胺三氢氟酸、吡啶氢氟酸盐中的任一种。
6、优选的，所述缓冲组合物为醋酸-醋酸盐缓冲体系、乳酸-乳酸盐缓冲体系、丙酸-丙酸盐缓冲体系、丁酸-丁酸盐缓冲体系、苯磺酸-苯磺酸盐缓冲体系、富马酸-富马酸盐缓冲体系、苹果酸-苹果酸盐缓冲体系、琥珀酸-琥珀酸盐缓冲体系、柠檬酸-柠檬酸盐缓冲体系中的任一种，缓冲ph值3.0-5.0。
7、所述螯合剂为乙二胺四乙酸、丁二胺四乙酸、丙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、二乙烯三胺五醋酸、酒石酸、硫代水杨酸、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸、胱氨酸、没食子酸中的任一种。
8、优选的，所述二氧化硅腐蚀抑制剂为胶体二氧化硅或改性胶体二氧化硅组合物。
9、进一步优选的，所述改性胶体二氧化硅组合物的制备方法是在50%有机溶剂中加入硅烷偶联剂和胶体二氧化硅，60℃密闭搅拌10min制备得到均相体系的改性胶体二氧化硅组合物。
10、更进一步优选的，所述改性胶体二氧化硅组合物中硅烷偶联剂的含量为20%，胶体二氧化硅的含量为1-8%。
11、更进一步优选的，所述硅烷偶联剂为不含氟的硅烷偶联剂或含氟的硅烷偶联剂。
12、进一步的，所述不含氟的硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、氰乙基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等物质中的任一种；所述含氟的硅烷偶联剂，包括三氧乙基-1h，1h，2h，2h-十三氟代正辛基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、全氟癸基三氯硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟辛基三氯硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷等物质中的任一种。
13、本专利技术的有益效果在于：
14、1、利用本专利技术制备的选择性蚀刻液对sige和si进行湿法蚀刻过程中，氧化剂先将sige和si氧化，再由氟源去除这些氧化物，而对sige的选择性是通过改变蚀刻液成分或蚀刻条件以权衡sige和si氧化速率以及氧化物去除速率来实现的，目的是大大加快sige的氧化速率以及氧化物去除速率，减慢或小幅加快si的氧化速率以及氧化物去除速率。
15、2、在选择性蚀刻液中加入二氧化硅腐蚀抑制剂，可以抑制硅氧化后的氧化物和结构中自带的硅氧化物与氟源反应后溶解，因此选择性蚀刻液可以同时抑制si和sio2的腐蚀，增大选择比。
16、3、本专利技术制备得到的选择性蚀刻液可以在低于40℃实现对sige/si叠层中sige的选择性蚀刻，在保证sige彻底去除的同时，抑制对si和sio2的蚀刻，使sige/si选择比可以达到62左右，sige/sio2选择比可以达到50左右。
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1.一种SiGe/Si和SiO2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述选择性蚀刻液包括1~15%的氧化剂、1~15%的氟源、0.5~10%的缓冲组合物、0.05~5%的螯合剂、0.001%~1%的二氧化硅腐蚀抑制剂、余量为高纯水。
2.根据权利要求1所述的一种SiGe/Si和SiO2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述氧化剂为无机氧化剂或有机弱氧化剂。
3.根据权利要求2所述的一种SiGe/Si和SiO2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述无机氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸、过硼酸、过硫酸铵、硝酸、高碘酸中的任一种；有机弱氧化剂为苯醌、N-甲基吗啉N-氧化物(NMMO)、硝基吡啶、硝基苯酚、阿脲、N-氧化吡啶、三甲胺N-氧化物、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种SiGe/Si和SiO2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述氟源为氢氟酸、氟化铵、四甲基氟化铵、四乙基氟化铵、四丙基氟化铵、氟化氢铵、氟硼酸、六氟硅酸、六氟硅酸盐、三乙胺三氢氟酸、吡啶氢氟酸盐中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种SiGe/Si和SiO2的
6.根据权利要求1所述的一种SiGe/Si和SiO2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述二氧化硅腐蚀抑制剂为胶体二氧化硅或改性胶体二氧化硅组合物。
7.根据权利要求6所述的一种SiGe/Si和SiO2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述改性胶体二氧化硅组合物的制备方法为在50%有机溶剂中加入硅烷偶联剂和胶体二氧化硅，60℃密闭搅拌10min制备得到均相体系的改性胶体二氧化硅组合物。
8.根据权利要求7所述的一种SiGe/Si和SiO2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述改性胶体二氧化硅组合物中硅烷偶联剂的含量为20%，胶体二氧化硅的含量为1-8%。
9.根据权利要求8所述的一种SiGe/Si和SiO2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述硅烷偶联剂为不含氟的硅烷偶联剂或含氟的硅烷偶联剂。
10.根据权利要求9所述的一种SiGe/Si和SiO2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述不含氟的硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、氰乙基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等物质中的任一种；所述含氟的硅烷偶联剂，包括三氧乙基-1H，1H，2H，2H-十三氟代正辛基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、全氟癸基三氯硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟辛基三氯硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷等物质中的任一种。
...【技术特征摘要】
1.一种sige/si和sio2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述选择性蚀刻液包括1~15%的氧化剂、1~15%的氟源、0.5~10%的缓冲组合物、0.05~5%的螯合剂、0.001%~1%的二氧化硅腐蚀抑制剂、余量为高纯水。
2.根据权利要求1所述的一种sige/si和sio2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述氧化剂为无机氧化剂或有机弱氧化剂。
3.根据权利要求2所述的一种sige/si和sio2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述无机氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸、过硼酸、过硫酸铵、硝酸、高碘酸中的任一种；有机弱氧化剂为苯醌、n-甲基吗啉n-氧化物(nmmo)、硝基吡啶、硝基苯酚、阿脲、n-氧化吡啶、三甲胺n-氧化物、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种sige/si和sio2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述氟源为氢氟酸、氟化铵、四甲基氟化铵、四乙基氟化铵、四丙基氟化铵、氟化氢铵、氟硼酸、六氟硅酸、六氟硅酸盐、三乙胺三氢氟酸、吡啶氢氟酸盐中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种sige/si和sio2的选择性蚀刻液，其特征在于：所述缓冲组合物为醋酸-醋酸盐缓冲体系、乳酸-乳酸盐缓冲体系、丙酸-丙酸盐缓冲体系、丁酸-丁酸盐缓冲体系、苯磺酸-苯磺酸盐缓冲体系、富马酸-富马酸盐缓冲体系、苹果酸-苹果酸盐缓冲体系、琥珀酸-琥珀酸盐缓冲体系、柠檬酸-柠檬酸盐缓冲体系中的任一种，缓冲ph值3...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺兆波，余迪，尹印，叶瑞，张庭，臧洋，马瑞，万阳杨，路明，彭浩，王巍，
申请(专利权)人：湖北兴福电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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