受控横向刻蚀方法技术

本申请公开了一种受控横向刻蚀方法，包括：在包括突出结构的第一材料层上形成第二材料层；在所述第二材料层与所述突出结构的竖直表面相对的外侧，形成侧墙；在所述第二材料层以及所述侧墙的表面上形成第三材料层；在所述第三材料层上覆盖沿第一材料层的横向表面方向延伸的掩膜层；对所述突出结构侧面上的层进行横向刻蚀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件领域，更具体地，涉及一种。
技术介绍
在半导体工艺中，经常存在需要对材料层进行横向刻蚀而不进行竖直方向刻蚀的情况。在此，所谓“横向”是指平行于衬底表面的方向，所谓“竖直方向”是指垂直于衬底表面的方向。例如，图1示出了这样一种示例。如图1所示，在衬底100上形成有突出于衬底表面的结构101，该突出结构101可以与衬底100是一体的(如图1中所示)，或者也可以是衬底100上另外形成的材料层(图中未示出)。这种衬底上形成有突出结构的配置在半 导体领域是非常常见的，例如鳍式场效应晶体管(FinFET)，其中在衬底上形成突出的鳍片。经常，需要在衬底100上在突出结构101两侧形成材料层102，例如在FinFET的情况下，需要在鳍片两侧形成隔离层。一般来说，为了在突出结构101两侧形成材料层102，首先在衬底100 (包括突出结构101)上淀积一层材料层102的构成材料，然后对该淀积层进行构图来得到材料层102。在此，如果可以对淀积层有效地进行横向刻蚀以去除位于突出结构101侧壁上的材料，而在竖直方向没有刻蚀或者刻蚀很少，就可以得到如图1所示形成于衬底100上突出结构101两侧的材料层102。遗憾的是，目前尚不存在有效的横向刻蚀方法。在现有技术中，通常通过如下方法来形成如图1所示的配置。具体地，首先，如图2(a)所示，在衬底100(包括突出结构101)上淀积一层(102')材料层102的构成材料。在淀积过程中，通过控制工艺参数，使得淀积层102'在竖直方向上的厚度(即，位于衬底100上的厚度)大，而在横向上的厚度(即，位于突出结构101侧壁上的厚度)小。然后，如图2(b)所示，对淀积层102'进行各向同性回蚀，以去除淀积层102'位于突出结构101侧壁上的部分。而位于衬底100上的部分具有相对大的厚度，因此在各向同性回蚀之后仍然留有一部分。在此，材料层102也可以留于突出结构101的顶面上(图2(b)中未示出)。但是，上述现有技术存在如下问题。首先，要淀积竖直方向上厚度大而横向厚度小的材料层，这对于淀积工艺的要求很高。第二，在刻蚀过程中，对于横向、竖直方向上的刻蚀不存在有效控制。有鉴于此，需要一种新颖的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。根据本专利技术的一个方面，提供了一种，包括在包括突出结构的第一材料层上形成第二材料层；在所述第二材料层与所述突出结构的竖直表面相对的外侦牝形成侧墙；在所述第二材料层以及所述侧墙的表面上形成第三材料层；在所述第三材料层上覆盖沿第一材料层的横向表面方向延伸的掩膜层；对所述突出结构侧面上的层进行横向刻蚀。根据本专利技术的实施例，通过在各材料层之间插入侧墙，使得各材料层相对较窄，从而在刻蚀过程中导致窄宽度效应。由于窄宽度效应，刻蚀主要沿横向进行，基本上不会沿竖直方向进行。从而实现了有效的横向刻蚀。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中图1示出了需要横向刻蚀处理的示例配置的示意透视图； 图2(a)和2(b)示出了根据现有技术形成图1所示配置的示意流程；图3(a)_3(j)示出了根据本专利技术实施例的的流程中各阶段得到的结构的示意剖面图；图4示出了根据本专利技术实施例的方法制造得到的半导体器件的示意透视图；图5 (a) -5 (h)示出了根据本专利技术实施例的制造图4所示半导体器件结构的流程中各阶段得到的结构的示意剖面图；以及图6示出了根据本专利技术实施例的方法制造得到的另一半导体器件结构的示意剖面图。具体实施例方式以下，通过附图中示出的具体实施例来描述本专利技术。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。在附图中示出了根据本专利技术实施例的半导体器件的各种结构图及截面图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。图3中示出了根据本专利技术实施例的的示意流程。具体地，如图3(a)所示，提供第一材料层200，并在该第一材料层200上形成突出于第一材料层200表面的结构201。在此,第一材料层200例如是半导体衬底,包括体半导体材料衬底、II1-V族化合物半导体材料衬底、绝缘体上半导体(SOI)衬底等，或者可以是诸如玻璃等其他衬底。可选地，第一材料层200也可以是衬底上形成的材料层，例如衬底上形成的半导体材料层、导电材料层或绝缘材料层等。突出结构201可以是利用第一材料层200形成从而与第一材料层200为一体(如图3(a)所示)，或者可以是在第一材料层200上形成的其他材料层通过构图而得到。例如，突出结构201可以是鳍片，而第一材料层200可以是体半导体衬底。以下，以第一材料层200是体Si半导体衬底，突出结构201是在该体Si半导体衬底上形成的Si鳍片为例进行说明。但是需要指出的是，本专利技术并不局限于此。在第一材料层200 (包括突出结构201)上形成(例如，淀积)第二材料层202_1如氧化物(SiO2)。在此，不需要如现有技术中那样特别控制淀积过程中的工艺参数以使得第二材料层202-1的竖直方向厚度大于横向厚度。例如，第二材料层202-1在竖直方向和横向上的厚度可以相同，例如是5-10nm。接着，如图3(b)所示，在突出结构201两侧(具体地，在第二材料层202-1与突出结构201的竖直表面相对的外侧)形成侧墙203。例如，可以通过淀积侧墙材料并进行反应离子刻蚀(RIE)来形成侧墙。形成侧墙的工艺是本领域中公知的，在此不详细描述其过程。根据本专利技术的一个实施例，侧墙203例如可以包括非掺杂的非晶Si。侧墙203的厚度例如是 5_10nmo然后，如图3(c)所示，在整个结构上，具体地，在第二材料层202-1以及侧墙203的表面上，再形成(例如，淀积)第三材料层202-2。该第三材料层202-2可以包括与第二材料层202-1相同的材料如氧化物(SiO2)或高密度等离子(HDP)氧化物(SiO2)。在此，也不需要如现有技术中那样特别控制淀积过程中的工艺参数以使得第三材料层202-2的竖 直方向厚度大于横向厚度。例如，第三材料层202-2在竖直方向和横向上的厚度可以相同，例如是5-1Onm。参见图3(c)所示的结构，第二材料层202-1和第三材料层202_2两者构成了与图2所示的淀积层102'类似的功能层。与图2所示结构不同的是，在图3(c)所示的实施例中，该功能层(202-1和202-2)在竖直方向上的厚度可以与横向上的厚度相同。这简化了形成该功能层(202-1和202-2)的工艺。这里需要指出的是，第二材料层202-1和第三材料层202-2的材料可以相同，也可以不同。例如，在FinFET的示例中，第二材料层202-1和第三材料层202-2可以均为SiO2,从而形成最终的隔离层。当然，第二材料层202-1和第三材料层202-2也可以分别是不同的绝缘电介质材料，这对于最终形成的隔离层的性能并无任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种受控横向刻蚀方法，包括：在包括突出结构的第一材料层上形成第二材料层；在所述第二材料层与所述突出结构的竖直表面相对的外侧，形成侧墙；在所述第二材料层以及所述侧墙的表面上形成第三材料层；在所述第三材料层上覆盖沿第一材料层的横向表面方向延伸的掩膜层；对所述突出结构侧面上的层进行横向刻蚀。

【技术特征摘要】
1.一种受控横向刻蚀方法，包括在包括突出结构的第一材料层上形成第二材料层；在所述第二材料层与所述突出结构的竖直表面相对的外侧，形成侧墙；在所述第二材料层以及所述侧墙的表面上形成第三材料层；在所述第三材料层上覆盖沿第一材料层的横向表面方向延伸的掩膜层；对所述突出结构侧面上的层进行横向刻蚀。2.根据权利要求1所述的受控横向刻蚀方法，其中，所述掩膜层包括掺杂的多晶硅。3.根据权利要求2所述的受控横向刻蚀方法，其中，所述掩膜层通过如下步骤来形成在所述第三材料层上形成非掺杂的非晶硅层；向所述非晶娃层沿第一材料层的横向表面方向延伸的部分中注入掺杂剂；退火，以激活掺杂剂，并使得非晶硅材料转变为多晶硅材料；以及相对于掺杂的多晶娃，选择性刻蚀非掺杂的多晶娃，以形成所述掩膜层。4.根据权利要求2所述的受控横向刻蚀方法，其中，所述第二材料层和第三材料层均包括氧化物，所述侧墙包括非掺杂的多晶硅。5.根据权利要求1所述的受控横向刻蚀方法，在形成掩膜层之前，还包括在所述第三材料层与所述突出结构的垂直表面相对的外侧，形成另一侧墙；在所述第三材料层以及所述另一侧墙的表面上形成另一材料层，其中在所述另一材料层上形成所述掩膜层。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱慧珑，骆志炯，尹海洲，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：