CN117417747A - 一种相对于硅锗的硅选择性蚀刻液 - Google Patents
一种相对于硅锗的硅选择性蚀刻液 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117417747A CN117417747A CN202311180647.2A CN202311180647A CN117417747A CN 117417747 A CN117417747 A CN 117417747A CN 202311180647 A CN202311180647 A CN 202311180647A CN 117417747 A CN117417747 A CN 117417747A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ascorbic acid
- silicon
- etching solution
- optionally
- solution according
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 19
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 17
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims abstract description 17
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000000996 L-ascorbic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000003248 quinolines Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 229940027991 antiseptic and disinfectant quinoline derivative Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- -1 amine hydroxide compound Chemical class 0.000 claims description 11
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 4
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- IMUDHTPIFIBORV-UHFFFAOYSA-N aminoethylpiperazine Chemical compound NCCN1CCNCC1 IMUDHTPIFIBORV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZGSCRDSBTNQPMS-UJURSFKZSA-N 3-O-Ethylascorbic acid Chemical compound CCOC1=C(O)C(=O)O[C@@H]1[C@@H](O)CO ZGSCRDSBTNQPMS-UJURSFKZSA-N 0.000 claims description 3
- 229940120145 3-o-ethylascorbic acid Drugs 0.000 claims description 3
- MLSJBGYKDYSOAE-DCWMUDTNSA-N L-Ascorbic acid-2-glucoside Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)=C1O MLSJBGYKDYSOAE-DCWMUDTNSA-N 0.000 claims description 3
- 229940067599 ascorbyl glucoside Drugs 0.000 claims description 3
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 3
- DBSABEYSGXPBTA-RXSVEWSESA-N (2r)-2-[(1s)-1,2-dihydroxyethyl]-3,4-dihydroxy-2h-furan-5-one;phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O.OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O DBSABEYSGXPBTA-RXSVEWSESA-N 0.000 claims description 2
- VBGGLSWSRVDWHB-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-henicosafluorodecyl-tris(trifluoromethoxy)silane Chemical compound FC(F)(F)O[Si](OC(F)(F)F)(OC(F)(F)F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F VBGGLSWSRVDWHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 1-aminopropan-2-ol Chemical compound CC(O)CN HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HHPDFYDITNAMAM-UHFFFAOYSA-N 2-[cyclohexyl(2-hydroxyethyl)amino]ethanol Chemical compound OCCN(CCO)C1CCCCC1 HHPDFYDITNAMAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UFVLIVCXTIGACT-UHFFFAOYSA-N 2-aminoquinolin-8-ol Chemical compound C1=CC=C(O)C2=NC(N)=CC=C21 UFVLIVCXTIGACT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HXMVNCMPQGPRLN-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyputrescine Chemical compound NCCC(O)CN HXMVNCMPQGPRLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- COCFIBRMFPWUDW-UHFFFAOYSA-N 2-methylquinolin-4-amine Chemical compound C1=CC=CC2=NC(C)=CC(N)=C21 COCFIBRMFPWUDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WFCSWCVEJLETKA-UHFFFAOYSA-N 2-piperazin-1-ylethanol Chemical compound OCCN1CCNCC1 WFCSWCVEJLETKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PXBPXLOPWHUDGF-UHFFFAOYSA-N 7,8,8-trihexylhexadecan-7-ol Chemical compound C(CCCCC)C(C(O)(CCCCCC)CCCCCC)(CCCCCCCC)CCCCCC PXBPXLOPWHUDGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005725 8-Hydroxyquinoline Substances 0.000 claims description 2
- LITUBCVUXPBCGA-WMZHIEFXSA-N Ascorbyl stearate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O LITUBCVUXPBCGA-WMZHIEFXSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004261 Ascorbyl stearate Substances 0.000 claims description 2
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N Triisopropanolamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CC(C)O SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000008052 alkyl sulfonates Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000004422 alkyl sulphonamide group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 claims description 2
- LHIJANUOQQMGNT-UHFFFAOYSA-N aminoethylethanolamine Chemical compound NCCNCCO LHIJANUOQQMGNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940072107 ascorbate Drugs 0.000 claims description 2
- 229940071097 ascorbyl phosphate Drugs 0.000 claims description 2
- 235000019276 ascorbyl stearate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N diisopropanolamine Chemical compound CC(O)CNCC(C)O LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940043276 diisopropanolamine Drugs 0.000 claims description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 229940078752 magnesium ascorbyl phosphate Drugs 0.000 claims description 2
- 229960003540 oxyquinoline Drugs 0.000 claims description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical group CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N quinolin-8-ol Chemical group C1=CN=C2C(O)=CC=CC2=C1 MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylenedisulfotetramine Chemical compound C1N(S2(=O)=O)CN3S(=O)(=O)N1CN2C3 AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960001124 trientine Drugs 0.000 claims description 2
- HTJNEBVCZXHBNJ-XCTPRCOBSA-H trimagnesium;(2r)-2-[(1s)-1,2-dihydroxyethyl]-3,4-dihydroxy-2h-furan-5-one;diphosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O HTJNEBVCZXHBNJ-XCTPRCOBSA-H 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Natural products CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QAQJMLQRFWZOBN-LAUBAEHRSA-N L-ascorbyl-6-palmitate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O QAQJMLQRFWZOBN-LAUBAEHRSA-N 0.000 claims 1
- 239000011786 L-ascorbyl-6-palmitate Substances 0.000 claims 1
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 claims 1
- 235000010385 ascorbyl palmitate Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000004813 Perfluoroalkoxy alkane Substances 0.000 description 1
- OEWBEINAQKIQLZ-CMRBMDBWSA-N [(2s)-2-[(2r)-3,4-bis(2-hexyldecanoyloxy)-5-oxo-2h-furan-2-yl]-2-(2-hexyldecanoyloxy)ethyl] 2-hexyldecanoate Chemical compound CCCCCCCCC(CCCCCC)C(=O)OC[C@H](OC(=O)C(CCCCCC)CCCCCCCC)[C@H]1OC(=O)C(OC(=O)C(CCCCCC)CCCCCCCC)=C1OC(=O)C(CCCCCC)CCCCCCCC OEWBEINAQKIQLZ-CMRBMDBWSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000000347 anisotropic wet etching Methods 0.000 description 1
- 229940111121 antirheumatic drug quinolines Drugs 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 1
- 239000002090 nanochannel Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229920011301 perfluoro alkoxyl alkane Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30604—Chemical etching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30604—Chemical etching
- H01L21/30608—Anisotropic liquid etching
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
本文描述了一种相对于氧化硅的硅锗选择性蚀刻液。该蚀刻液包括至少一种氢氧化季铵、任选地一种水混溶性溶剂、至少一种抗坏血酸及其抗坏血酸衍生物、至少一种聚亚烷基亚胺、任选地链烷醇胺、多胺、任选的喹啉和喹啉衍生物、任选地表面活性剂和水。本发明提供一种适用于微电子器件相对于硅锗选择性去除硅的蚀刻液。
Description
技术领域
本发明属于电子化学品领域，具体涉及一种相对于硅锗的硅选择性蚀刻液。
背景技术
CMOS技术扩展的下一个时代旨在用GAAMOSFET的概念取代FINFET技术，这需要寻求引入SiGe或Ge并选择性地去除，以研究改进的短沟道控制的综合方案。GAA MOSFET结构可以通过选择性去除沉积在多层中的Si或SiGe来实现FINFET结构和图案化，举例来说，外延叠层由交替的纳米牺牲层Si层和纳米沟道层SiGe层形成，通过选择性地去除纳米牺牲层Si层和无意蚀刻的本体衬底凹陷以形成悬在沟槽上的SiGe层纳米线沟道，在SiGe层纳米线沟道周围和本体衬底凹陷沟槽上设置薄的栅电介质，然后将金属布置在电介质上以形成GAA MOSFET的金属栅电极。
其中利用碱溶液的各向异性湿法蚀刻Si因具有低成本、操作简单和几乎不蚀刻氧化硅的特性而被广泛利用。到目前为止，KOH和TMAH(四甲基氢氧化铵)是最常用的两种蚀刻剂，KOH在反应中会引入影响集成电路器件性能的金属钾离子和蚀刻暴露的晶面十分粗糙。TMAH具有良好的IC工艺兼容性等优点，但目前TMAH在较高浓度下使用，蚀刻速率较低；在相对于SiGe选择性蚀刻Si的工艺中，在Si/SiGe/Si/SiGe/Si叠层中蚀刻牺牲层硅时对SiGe纳米层的不能提供高的蚀刻选择性，其结果将是沟槽上SiGe纳米线的损坏。
因此，本领域需要一种蚀刻组合物，目的在于提供一种更好的蚀刻牺牲层Si的蚀刻工艺控制、对SiGe纳米线选择性良好的硅选择性蚀刻液的制备及其使用方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种适用于微电子器件相对于硅锗选择性去除硅的蚀刻液，其中硅相对于硅锗的蚀刻选择性高于20。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种相对于硅锗的硅选择性蚀刻液，所述蚀刻液包括：至少一种季胺氢氧化物化合物；至少一种水混溶性溶剂；至少一种抗坏血酸及其抗坏血酸衍生物；至少一种聚亚烷基亚胺；任选地链烷醇胺、多胺；任选的喹啉和喹啉衍生物；和任选地，表面活性剂；水。
上述方案中，所述至少一种氢氧化季胺化合物约1重量％至约20重量％；
所述至少一种水混溶性溶剂约10重量％至约60重量％；
所述至少一种抗坏血酸及其抗坏血酸衍生物约0.01重量％至约10重量％；
所述至少一种聚亚烷基亚胺约0.01重量％至约5重量％；
所述任选地链烷醇胺、多胺约0.01重量％至约5重量％；
所述任选地喹啉和喹啉衍生物约0.01重量％至约5重量％；
所述任选地表面活性剂约0.01重量％至约1重量％；
其余为高纯水。
上述方案中，所述至少一种季胺氢氧化物化合物选自具有下式的季胺碱化合物及其混合物：
R4NOH，其中R为四个相同或不相同的脂烃基或芳烃基。
所述至少一种季胺氢氧化物化合物是四甲基氢氧化铵(TMAH)。
上述方案中，所述至少一种水混溶性溶剂选自丙醇、异丙醇、丙二醇、丁醇、丁基二甘醇、环己烷、环丁砜和二甲基亚砜，或其混合物。
上述方案中，所述至少一种抗坏血酸及其抗坏血酸衍生物选自抗坏血酸(AsA)、3-O-乙基抗坏血酸(EAC)、四己基癸醇抗坏血酸酯(VC-IP)、抗坏血酸硬脂酸酯、抗坏血酸磷酸酯镁、抗坏血酸磷酸酯锌、抗坏血酸葡萄糖苷(AA2G)。
上述方案中，所述聚亚烷基亚胺为聚乙烯亚胺(PEI)。
上述方案中，所述链烷醇胺选自单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺、2-(乙基氨基)乙醇2-二丁氨基乙醇、N，N-二乙基乙醇胺、三乙醇胺(TEA)、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、环己胺二乙醇及其混合物。
上述方案中，所述任选地多胺选自、一乙烯三胺(DETA)、三乙烯二胺、三乙稀四胺(TETA)、羟乙基乙二胺(AEEA)、无水哌嗪、氨基乙基哌嗉(AEP)、羟乙基哌嗪。
上述方案中，所述任选地喹啉及喹啉衍生物选自8-羟基喹啉、2-氨基-8-羟基喹啉、4-氨基-2-甲基喹啉。
上述方案中，所述任选地表面活性剂选自全氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基乙基三甲氧基硅烷、全氟化烷基磺酸盐、全氟化烷基磺酰胺盐。
上述方案中，所述任选地表面活性剂并不包含金属或金属离子。
上述方案中，所用半导体器件中SiGe含30-60％的Ge(质量分数)，本发明硅对30％以上Ge含量的SiGe选择比大于20，其中Ge含量越高，选择比越大，而当SiGe中Ge低于25％时，由于Si含量过大，将不利于si对SiGe的选择比，此时可通过改变组合物含量来提高选择比。
上述方案中，将一定量的超纯水加入到容器中，向纯水中依次加入一定量的至少一种氢氧化季铵、任选地一种水混溶性溶剂、至少一种抗坏血酸及其抗坏血酸衍生物、至少一种聚亚烷基亚胺、任选地链烷醇胺、多胺、任选的喹啉和喹啉衍生物和任选地表面活性剂，混合均匀即得相对于硅锗的硅选择性蚀刻液，蚀刻在25℃至80℃的温度下进行。
上述方案中，所述容器内衬材质为HDPE、PFA或PTFE中，其金属析出量≤30w/10-9。
本申请的技术方案提供了一种更好的蚀刻牺牲层Si的蚀刻工艺控制、对SiGe纳米线选择性良好的硅选择性。
具体实施方式
为了很好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
(1)配制方法：按照表1中实施例的组份及其含量,通过百分比计算称取相应的各原料质量,配制得到不同的选择性蚀刻液,其中含量单位为w％。
(2)蚀刻条件：70℃，300r/min搅拌浸泡。
(3)蚀刻试片：Si(110)、SiGe(30％Ge)
(4)不同混溶性溶剂组合蚀刻液的实施例
(5)实施例2-6的方法同实施例1，仅配方不同，具体如下：
表1.不同实施例及配方比例
实施例7
(1)配制方法：按照表2中实施例的组份及其含量，通过百分比计算称取相应的各原料质量，配制得到不同的选择性蚀刻液,其中含量单位为w％。
(2)蚀刻条件：70℃，300r/min搅拌浸泡。
(3)蚀刻试片：Si(110)、SiGe(30％Ge)
(4)抗坏血酸及其衍生物的实施例
(5)实施例8、9的方法同实施例7，仅配方不同，具体如下：
表2.不同实施例及配方比例
实施例10
(1)配制方法：按照表3中实施例的组份及其含量,通过百分比计算称取相应的各原料质量,配制得到不同的选择性蚀刻液,其中含量单位为w％。
(2)蚀刻条件：70℃，300r/min搅拌浸泡。
(3)蚀刻试片：Si(110)、SiGe(30％Ge)
(4)链烷醇胺、多胺的实施例
(5)实施例2-6的方法同实施例10，仅配方不同，具体如下：
表3.不同实施例及配方比
实施例16
1)配制方法：按照表4中实施例的组份及其含量,通过百分比计算称取相应的各原料质量,配制得到不同的选择性蚀刻液,其中含量单位为w％。
(2)蚀刻条件：70℃，300r/min搅拌浸泡。
(3)蚀刻试片：Si(110)、SiGe(30％Ge)
(4)喹啉和喹啉衍生物的实施例
(5)实施例17的方法同实施例16，仅配方不同，具体如下：
表4.不同实施例及配方比
实施例19
(1)配制方法：按照表4中实施例的组份及其含量,通过百分比计算称取相应的各原料质量,配制得到不同的选择性蚀刻液,其中含量单位为w％。
(2)蚀刻条件：70℃，300r/min搅拌浸泡。
(3)蚀刻试片：Si(110)、SiGe(30％Ge)
(4)表面活性剂的实施例
(5)实施例20的方法同实施例19，仅配方不同，具体如下：
表4.不同实施例及配方比
实施例21
(1)配制方法：按照表5中实施例的组份及其含量,通过百分比计算称取相应的各原料质量,配制得到不同的选择性蚀刻液,其中含量单位为w％。
(2)蚀刻条件：300r/min搅拌浸泡。
(3)蚀刻试片：Si(110)、SiGe(30％Ge)
(4)不同温度下的实施例
(5)实施例22、23的方法同实施例21，仅配方不同，具体如下：
表5.不同实施例及配方比
实施例24
(1)配制方法：按照表5中实施例的组份及其含量,通过百分比计算称取相应的各原料质量,配制得到不同的选择性蚀刻液,其中含量单位为w％。
(2)蚀刻条件：70℃，300r/min搅拌浸泡。
(3)蚀刻试片：Si(110)、SiGe
(4)不同Ge含量的蚀刻方案如下：
实施例24SiGe蚀刻试片：SiGe(20％SiGe)；
实施例25SiGe蚀刻试片：SiGe(25％SiGe)；
实施例26SiGe蚀刻试片：SiGe(50％SiGe)；
(5)实施例25、26的方法同实施例24，仅配方不同，具体如下：
表5.不同实施例及配方比
Claims (9)
1.一种相对于硅锗的硅选择性蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液包含：
至少一种季胺氢氧化物化合物；
至少一种水混溶性溶剂；
至少一种抗坏血酸及其抗坏血酸衍生物；
至少一种聚亚烷基亚胺；
任选地链烷醇胺、多胺；
任选的喹啉和喹啉衍生物；
任选地，表面活性剂；
水。
2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其包含：
约1重量%至约20重量%的所述至少一种氢氧化季胺化合物；
约10重量%至约70重量%的所述至少一种水混溶性溶剂；
约0.01重量%至约10重量%的所述至少一种抗坏血酸及其抗坏血酸衍生物；
约0.01重量%至约5重量%的所述至少一种聚亚烷基亚胺；
约0.01重量%至约5重量%的所述任选地链烷醇胺、多胺；
约0.01重量%至约5重量%的所述任选地喹啉和喹啉衍生物；
约0.01重量%至约1重量%任选地，表面活性剂；
其余为高纯水。
3.根据权利要求1或2所述的蚀刻液，其中所述至少一种季胺氢氧化物化合物选自具有下式的季胺碱化合物及其混合物：
R4NOH，
其中R为四个相同或不相同的脂烃基或芳烃基。
4.根据权利要求3所述的蚀刻液，其中所述至少一种季胺氢氧化物化合物是四甲基氢氧化铵（TMAH）；
所述至少一种水混溶性溶剂选自丙醇、异丙醇、丙二醇、丁醇、丁基二甘醇、环己烷、环丁砜和二甲基亚砜，或其混合物。
5.根据权利要求1或2所述的蚀刻液，其中所述至少一种抗坏血酸及其抗坏血酸衍生物选自抗坏血酸、3-O-乙基抗坏血酸、四己基癸醇抗坏血酸酯、抗坏血酸乙基醚、抗坏血酸棕榈酸酯、抗坏血酸硬脂酸酯、抗坏血酸磷酸酯镁、抗坏血酸磷酸酯锌、抗坏血酸葡萄糖苷。
6.根据权利要求1或2所述的蚀刻液，其中所述至少一种抗坏血酸及其抗坏血酸衍生物选自抗坏血酸（AsA）、3-O-乙基抗坏血酸（EAC）、抗坏血酸葡萄糖苷(AA2G）；所述聚亚烷基亚胺为聚乙烯亚胺(PEI)。
7.根据权利要求1或2所述的蚀刻液，其中所述链烷醇胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、2-(乙基氨基)乙醇2-二丁氨基乙醇、N，N-二乙基乙醇胺、三乙醇胺(TEA)、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、环己胺二乙醇及其混合物；
所述任选地多胺选自、一乙烯三胺(DETA)、三乙烯二胺、三乙稀四胺(TETA)、羟乙基乙二胺（AEEA）、无水哌嗪、氨基乙基哌嗉(AEP)、羟乙基哌嗪；
所述任选地喹啉选自8-羟基喹啉、2-氨基-8-羟基喹啉、4-氨基-2-甲基喹啉；
所述任选地表面活性剂选自：全氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基乙基三甲氧基硅烷、全氟化烷基磺酸盐、全氟化烷基磺酰胺盐。
8. 根据权利要求1-7任一项所述的蚀刻液的用途，一种用在包含硅和硅锗的复合半导体器件中相对于硅锗提高硅的蚀刻速率的方法，所述方法包括以下步骤：
包含硅和硅锗的复合半导体器件与根据权利要求1-7任一项所述的蚀刻液接触；和
在所述硅被至少部分的去除之后冲洗所述半导体器件，其中硅相对于硅锗的蚀刻选择比大于20。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述接触步骤在25℃至80℃的温度下进行。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311180647.2A CN117417747A (zh) | 2023-09-13 | 2023-09-13 | 一种相对于硅锗的硅选择性蚀刻液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311180647.2A CN117417747A (zh) | 2023-09-13 | 2023-09-13 | 一种相对于硅锗的硅选择性蚀刻液 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117417747A true CN117417747A (zh) | 2024-01-19 |
Family
ID=89529128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311180647.2A Pending CN117417747A (zh) | 2023-09-13 | 2023-09-13 | 一种相对于硅锗的硅选择性蚀刻液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117417747A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109423288A (zh) * | 2017-08-25 | 2019-03-05 | 弗萨姆材料美国有限责任公司 | 制造半导体器件过程中从硅-锗/硅叠层中相对于硅-锗合金选择性去除硅的蚀刻溶液 |
| CN111197182A (zh) * | 2018-11-19 | 2020-05-26 | 弗萨姆材料美国有限责任公司 | 具有氧化硅腐蚀抑制剂的蚀刻溶液及其使用方法 |
| CN113950520A (zh) * | 2019-06-13 | 2022-01-18 | 弗萨姆材料美国有限责任公司 | 在半导体器件制造期间相对于p-掺杂硅和硅-锗选择性去除多晶硅的液体组合物 |
-
2023
- 2023-09-13 CN CN202311180647.2A patent/CN117417747A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109423288A (zh) * | 2017-08-25 | 2019-03-05 | 弗萨姆材料美国有限责任公司 | 制造半导体器件过程中从硅-锗/硅叠层中相对于硅-锗合金选择性去除硅的蚀刻溶液 |
| CN111197182A (zh) * | 2018-11-19 | 2020-05-26 | 弗萨姆材料美国有限责任公司 | 具有氧化硅腐蚀抑制剂的蚀刻溶液及其使用方法 |
| CN113950520A (zh) * | 2019-06-13 | 2022-01-18 | 弗萨姆材料美国有限责任公司 | 在半导体器件制造期间相对于p-掺杂硅和硅-锗选择性去除多晶硅的液体组合物 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI773809B (zh) | 於製造一半導體裝置時用於從一矽-鍺/矽堆疊相對矽-鍺合金選擇性移除矽的蝕刻組合物 | |
| KR102396018B1 (ko) | 반도체 디바이스의 제조 과정에서 규소-게르마늄/규소 스택으로부터 규소 및 규소-게르마늄 합금을 동시 제거하기 위한 에칭 용액 | |
| KR102334924B1 (ko) | 규소 산화물 부식 억제제를 갖는 에칭액 및 이의 사용 방법 | |
| TWI760768B (zh) | 於製造一半導體裝置時優先p-摻雜矽及矽-鍺選擇性移除多晶矽的液態組合物 | |
| TWI659088B (zh) | 蝕刻組成物 | |
| KR20100123757A (ko) | 비-선택적 산화물 에칭용 습윤 세정 조성물 및 사용 방법 | |
| JP2006054363A (ja) | シリコン微細加工に用いる異方性エッチング剤組成物及びエッチング方法 | |
| US11946148B2 (en) | Hafnium oxide corrosion inhibitor | |
| US20230374383A1 (en) | Etching Composition, Etching Method, Method for Manufacturing Semiconductor Device, and Method for Manufacturing Gate-All-Around-Type Transistor | |
| CN117417747A (zh) | 一种相对于硅锗的硅选择性蚀刻液 | |
| WO2023172378A2 (en) | Etching compositions | |
| CN104169801A (zh) | 光致抗蚀剂剥离和清洁组合物、其制备方法及其用途 | |
| JPH11251214A (ja) | タンタル薄膜回路素子の製造方法 | |
| CN117866634A (zh) | 一种相对于二氧化硅的选择性硅锗蚀刻液 | |
| WO2024166976A1 (ja) | エッチング組成物、エッチング方法、半導体デバイスの製造方法及びゲートオールアラウンド型トランジスタの製造方法 | |
| JP2008084883A (ja) | 半導体製造装置洗浄用組成物及びそれを用いた洗浄方法 | |
| CN117616544A (zh) | 组合物用于选择性蚀刻硅的用途以及用于选择性蚀刻硅的方法 | |
| JP2023066405A (ja) | 芳香族アルデヒドを含有したシリコンエッチング液 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |