CN105304480B - 锗的干法刻蚀方法 - Google Patents

锗的干法刻蚀方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105304480B
CN105304480B CN201410231370.6A CN201410231370A CN105304480B CN 105304480 B CN105304480 B CN 105304480B CN 201410231370 A CN201410231370 A CN 201410231370A CN 105304480 B CN105304480 B CN 105304480B
Authority
CN
China
Prior art keywords
germanium
plasma treatment
treatment step
plasma
germanium layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410231370.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105304480A (zh
Inventor
邱鹏
王宇翔
顾佳烨
段立帆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Sirui Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
SHANGHAI XIRUI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI XIRUI TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SHANGHAI XIRUI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410231370.6A priority Critical patent/CN105304480B/zh
Publication of CN105304480A publication Critical patent/CN105304480A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105304480B publication Critical patent/CN105304480B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明提供一种锗的干法刻蚀方法，包括如下步骤：提供一表面具有锗层的衬底；对所述锗层实施等离子体处理，以形成图形化的锗层，所述等离子体的源物质中含有氯气和三氯化硼。本发明的优点在于，采用氯基的氯气和三氯化硼对锗进行等离子体处理，由于氯基的氯气和三氯化硼对阻挡层的刻蚀速率小于对锗的刻蚀速率，从而提高了锗刻蚀时对阻挡层材料的刻蚀选择比，优化了锗的刻蚀工艺。

Description

锗的干法刻蚀方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种锗的干法刻蚀方法。
背景技术
锗是一种良好的半导体材料，锗膜叠层用于形成半导体器件的栅电极。半导体干法刻蚀中通常选用含F 的气体CF4或SF6来刻蚀金属锗材料，但CF4或SF6对SiO2或SiN这样半导体常用阻挡层材料刻蚀速率更快，使得金属锗与阻挡层的刻蚀选择比很低，不能满足要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种锗的干法刻蚀方法，它能够提高锗与阻挡层的刻蚀选择比，优化锗的刻蚀工艺。
为了解决上述问题，本发明提供了一种锗的干法刻蚀方法，包括如下步骤：提供一表面具有锗层的衬底；对所述锗层实施等离子体处理，以形成图形化的锗层，所述等离子体的源物质中含有氯气和三氯化硼。
进一步，在所述锗层表面设置有图形化的掩膜层，以在后续等离子体处理步骤中形成图形化的锗层。
进一步，所述等离子体的源物质中含有氩气。
进一步，所述等离子体的源物质中含有氮气。
在等离子体处理步骤之后，进一步包括一后处理步骤：提高等离子体处理的偏置射频功率，并通入氧气，以去除等离子体处理步骤中产生的覆盖物。
在等离子体处理步骤之后，进一步包括一后处理步骤：增加等离子体处理步骤的时间，以去除等离子体处理步骤中产生的覆盖物。
进一步，所述等离子体处理步骤的偏置射频功率范围为20~50瓦。
进一步，等离子体处理步骤的源射频功率的范围为200~1200瓦。
进一步，等离子体处理步骤的压力范围为10~100毫乇，温度范围为30~45摄氏度。
进一步，所述等离子体的源物质的流量范围为50~100sccm。
本发明的优点在于，采用氯基的氯气和三氯化硼对锗进行等离子体处理，由于氯基的氯气和三氯化硼对阻挡层的刻蚀速率小于对锗的刻蚀速率，从而提高了锗刻蚀时对阻挡层材料的刻蚀选择比，优化了锗的刻蚀工艺。
附图说明
图1为本发明锗的干法刻蚀方法的步骤示意图；
图2A~图2D为本发明锗的干法刻蚀方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的锗的干法刻蚀方法的具体实施方式做详细说明。
参见图1，本发明一种锗的干法刻蚀方法，包括如下步骤：步骤S10，提供一表面具有锗层的衬底；步骤S11，对所述锗层实施等离子体处理，以形成图形化的锗层，所述等离子体的源物质中含有氯气和三氯化硼；步骤S121，提高等离子体处理的偏置射频功率，并通入氧气，去除等离子体处理步骤产生的覆盖物；步骤S122，增加等离子体处理步骤的时间，去除等离子体处理步骤产生的覆盖物；步骤S13，对所述衬底进行标准化的灰化和清洗。
图2A~图2D为本发明锗的干法刻蚀方法的工艺流程图。
参见图2A及步骤S10，提供一表面具有锗层201的衬底200。
所述衬底200包括一阻挡层202，所述锗层201设置在阻挡层202的表面。所述阻挡层202的材料可以为硅、二氧化硅、氮化硅或者铝。进一步，在本具体实施方式中，在所述锗层201表面设置有一层图形化的掩膜层203，以在等离子体处理步骤中形成图形化的锗层。所述掩膜层203可以为光刻胶层。利用图形化的掩膜层203覆盖在锗层201表面，以在等离子体处理步骤中部分刻蚀所述锗层201，形成图形化的锗层，该方法为现有技术，在此不赘述。
参见图2B及步骤S11，对所述锗层201实施等离子体处理，以形成图形化的锗层，所述等离子体的源物质中含有氯气和三氯化硼。
在本发明方法中，所述氯气为主刻蚀气体，其与锗层201发生反应。所述三氯化硼发生聚合物反应，增强刻蚀异向性。所述等离子体的源物质的流量范围为50~100sccm。其中，sccm为流量单位，其表示标准状态毫升/分 ，标准状态指温度为0摄氏度，气压为101325帕(760ｍｍ汞柱)。
进一步，所述等离子体的源物质还包括氩气和氮气。所述氩气离子可以轰击反应表面，以改变反应表面的形貌，使得刻蚀反应更易发生。同时，所述氩气还能够将刻蚀反应产生的覆盖层从反应表面剥离，以避免刻蚀反应产生的覆盖层影响刻蚀的进行。所述氮气可以用于使气体离子化，提高气体的电离能力。
所述等离子体处理步骤的压力范围为10~100毫乇（1毫乇=1.33X10-1帕），温度范围为30~45摄氏度。所述压力范围及温度范围有利于等离子体源物质与金属锗发生反应。所述等离子体处理步骤的偏置射频功率范围为20~50瓦，以利于所述氯气及三氯化硼气体形成等离子体。源射频功率的范围为200~1200瓦。等离子体处理的时间由源射频功率大小决定，所述源射频功率越大，等离子体处理的时间越短。在等离子体处理完成后，在掩膜层203表面会覆盖有等离子体处理产生的覆盖物204。
进一步，参见图2C、步骤S121及步骤S122，在等离子体处理步骤之后，还可以包括一后处理步骤。所述后处理步骤的目的在于，在等离子体处理步骤结束后，去除反应表面的等离子体处理产生的覆盖物204，以暴露出掩膜层203，保证掩膜层203可以在后续的灰化和清洗工艺中被去除，从而得到具有图形化的锗层201的衬底200。
本发明提供两种后处理的方法。一种后处理方法为：步骤S121，在等离子体处理步骤结束后，提高等离子体处理的偏置射频功率，例如，提高所述偏置射频功率至200瓦，并通入氧气，所述源射频功率可以保持不变。所述氧气氧化和去除掩膜层表面等离子体处理步骤生成的覆盖物204。另一种后处理方法为：步骤S122，增加等离子体处理步骤的时间，去除等离子体处理步骤产生的覆盖物204。所述增加的刻蚀时间称为过刻蚀时间，所述过刻蚀时间为刻蚀时间的100%~200%。例如，刻蚀时间为60秒，则过刻蚀时间为60~120秒。
参见图2D及步骤S13，对所述衬底200进行标准化的灰化和清洗，去除掩膜层203，得到一表面具有图形化的锗层201的衬底200。
下面列举本发明锗干法刻蚀方法的实施例。
实施例1
（1）将带有锗层的衬底放入电感耦合反应离子刻蚀机台反应腔室中；
（2）向反应腔室中通入反应气体25sccm 的CL2、50sccm的BCl3、100sccm的Ar和10sccm的N2；
（3）将反应腔室压力控制在50毫乇, 温度控制在35摄氏度；
（4）用低偏置射频功率20瓦对锗层进行等离子体处理，源射频功率控制在500瓦；
（5）等离子体处理结束后，提高偏置射频功率至200瓦，源极功率控制在500瓦，通入氧气，所述氧气氧化和去除掩膜层表面刻蚀反应生成的覆盖物，保证掩膜层可以被后续灰化和清洗工艺去除；
（6）经过设定时间的等离子体处理，并经过后续标准化的灰化和清洗工艺就可以得到表面具有图形化的锗层的衬底。
实施例2
（1）将带有锗层的衬底放入电感耦合反应离子刻蚀机台反应腔室中；
（2）向反应腔室中通入反应气体25sccm的CL2、50sccm的BCl3、100sccm的Ar和10sccm的N2；
（3）将反应腔室压力控制在50毫乇, 温度控制在45摄氏度；
（4）用低偏置射频功率50瓦对锗层进行等离子体处理，源射频功率控制在500瓦；
（5）等离子体处理反应结束后，增加过刻蚀时间150%~200%，去除掩膜层表面刻蚀反应生成的覆盖物，保证掩膜层可以被后续灰化和清洗工艺去除；
（6）经过设定时间的等离子体处理，并经过后续标准化的灰化和清洗工艺就可以得到表面具有图形化的锗层的衬底。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种锗的干法刻蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一表面具有锗层的衬底；
对所述锗层实施等离子体处理，以形成图形化的锗层，所述等离子体的源物质中含有氯气和三氯化硼，所述等离子体的源物质中还含有氩气及氮气，其中，所述氯气为主刻蚀气体；
在等离子体处理步骤之后，还包括一后处理步骤：
所述后处理步骤为：
提高等离子体处理的偏置功率，并通入氧气，以去除等离子体处理步骤中产生的覆盖物；或者，所述后处理步骤为：增加等离子体处理步骤的时间，以去除等离子体处理步骤中产生的覆盖物；其中，
所述等离子体处理步骤的偏置射频功率范围为20～50瓦；等离子体处理步骤的源射频功率的范围为200～1200瓦；等离子体处理步骤的压力范围为10～100毫乇，温度范围为30～45摄氏度，并且，所述等离子体的源物质的流量范围为50～100sccm。
2.根据权利要求1所述的锗的干法刻蚀方法，其特征在于，在所述锗层表面设置有图形化的掩膜层，以在后续等离子体处理步骤中形成图形化的锗层。
CN201410231370.6A 2014-05-29 2014-05-29 锗的干法刻蚀方法 Active CN105304480B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410231370.6A CN105304480B (zh) 2014-05-29 2014-05-29 锗的干法刻蚀方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410231370.6A CN105304480B (zh) 2014-05-29 2014-05-29 锗的干法刻蚀方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105304480A CN105304480A (zh) 2016-02-03
CN105304480B true CN105304480B (zh) 2019-11-22

Family

ID=55201576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410231370.6A Active CN105304480B (zh) 2014-05-29 2014-05-29 锗的干法刻蚀方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105304480B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104465369B (zh) * 2014-12-30 2017-10-10 上海华虹宏力半导体制造有限公司 锗的刻蚀方法
CN106865488B (zh) * 2017-02-08 2018-08-21 上海华虹宏力半导体制造有限公司 锗层图形化方法及硅基mems运动传感器的制造方法
CN109031496A (zh) * 2018-07-19 2018-12-18 深圳市华星光电技术有限公司 一种纳米金属光栅的制作方法及纳米金属光栅

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7591201B1 (en) * 2007-03-09 2009-09-22 Silicon Clocks, Inc. MEMS structure having a compensated resonating member
CN104541370A (zh) * 2012-07-09 2015-04-22 桑迪士克科技股份有限公司 三维nand 装置和电荷捕获层分开以及在nand 装置中浮动栅极形成的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7829465B2 (en) * 2006-08-09 2010-11-09 Shouliang Lai Method for plasma etching of positively sloped structures

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7591201B1 (en) * 2007-03-09 2009-09-22 Silicon Clocks, Inc. MEMS structure having a compensated resonating member
CN104541370A (zh) * 2012-07-09 2015-04-22 桑迪士克科技股份有限公司 三维nand 装置和电荷捕获层分开以及在nand 装置中浮动栅极形成的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105304480A (zh) 2016-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7026237B2 (ja) ３Ｄ ＮＡＮＤデバイスアプリケーションのための非プラズマ乾式処理によるＳｉＯ２に対するＳｉＮ選択的エッチング
TWI579892B (zh) 用以形成具有多膜層的間隔壁之蝕刻方法
JP2020515047A5 (zh)
CN104658882B (zh) 控制浅沟槽深度微负载效应的刻蚀方法
TWI661461B (zh) Plasma processing method and plasma processing device
TWI547991B (zh) 蝕刻方法
CN105244372A (zh) 对被处理体进行处理的方法
JP2015533029A5 (zh)
WO2012154429A2 (en) Methods of dry stripping boron-carbon films
KR102204116B1 (ko) 높은 종횡비 구조의 스트립 프로세스
JP2007035860A (ja) 半導体装置の製造方法
TWI766866B (zh) 蝕刻方法
JP5235596B2 (ja) Ｓｉエッチング方法
CN105304480B (zh) 锗的干法刻蚀方法
CN112236854A (zh) 用于制造半导体装置的互连结构的方法
TW202032661A (zh) 用於移除硬遮罩之以水蒸氣為基礎的含氟電漿
TW201818465A (zh) 被處理體之處理方法
TWI294144B (en) Etching method and plasma etching processing apparatus
JP2017112293A (ja) 溝を有するシリコンカーバイド基板の製造方法
CN105810582A (zh) 蚀刻方法
CN101447426B (zh) 等离子体蚀刻方法
CN105702569A (zh) 刻蚀方法
CN104810241B (zh) 一种金属层上含钽薄膜的刻蚀方法
CN105712289B (zh) 半导体结构的形成方法
CN112151370A (zh) 基片处理方法和基片处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 200000 room 307, 3 / F, No. 1328, Dingxi Road, Jiading District, Shanghai

Patentee after: Shanghai Sirui Technology Co.,Ltd.

Address before: 201815 room 3157, building 3, No. 1368, Xingxian Road, Jiading District, Shanghai

Patentee before: Shanghai Silicon Technology Co.,Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 200000 room 307, floor 3, No. 1328, Dingxi Road, Changning District, Shanghai

Patentee after: Shanghai Sirui Technology Co.,Ltd.

Address before: 200000 room 307, 3 / F, No. 1328, Dingxi Road, Jiading District, Shanghai

Patentee before: Shanghai Sirui Technology Co.,Ltd.