JP2021528859A - ナノワイヤデバイスを形成する方法 - Google Patents

ナノワイヤデバイスを形成する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2021528859A
JP2021528859A JP2020571513A JP2020571513A JP2021528859A JP 2021528859 A JP2021528859 A JP 2021528859A JP 2020571513 A JP2020571513 A JP 2020571513A JP 2020571513 A JP2020571513 A JP 2020571513A JP 2021528859 A JP2021528859 A JP 2021528859A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
nanowires
vertical spacer
dielectric material
gate electrode
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.)
Granted
Application number
JP2020571513A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7348442B2 (ja
Inventor
タピリー，カンダバラ
スミス，ジェフリー
ルーシンク，ゲリット
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.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron 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 Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of JP2021528859A publication Critical patent/JP2021528859A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7348442B2 publication Critical patent/JP7348442B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0657—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body
    • H01L29/0665—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body the shape of the body defining a nanostructure
    • H01L29/0669—Nanowires or nanotubes
    • H01L29/0673—Nanowires or nanotubes oriented parallel to a substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0657—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body
    • H01L29/0665—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body the shape of the body defining a nanostructure
    • H01L29/0669—Nanowires or nanotubes
    • 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
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232—Field-effect technology
    • H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823462—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type with a particular manufacturing method of the gate insulating layers, e.g. different gate insulating layer thicknesses, particular gate insulator materials or particular gate insulator implants
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02587—Structure
    • H01L21/0259—Microstructure
    • H01L21/02603—Nanowires
    • 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
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28158—Making the insulator
    • 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
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28158—Making the insulator
    • H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
    • H01L21/28185—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation with a treatment, e.g. annealing, after the formation of the gate insulator and before the formation of the definitive gate conductor
    • 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
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28158—Making the insulator
    • H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
    • H01L21/28194—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation by deposition, e.g. evaporation, ALD, CVD, sputtering, laser deposition
    • 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
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • 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
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232—Field-effect technology
    • H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
    • H01L29/0642—Isolation within the component, i.e. internal isolation
    • H01L29/0649—Dielectric regions, e.g. SiO2 regions, air gaps
    • H01L29/0653—Dielectric regions, e.g. SiO2 regions, air gaps adjoining the input or output region of a field-effect device, e.g. the source or drain region
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/401—Multistep manufacturing processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42364—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the insulating layer, e.g. thickness or uniformity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42384—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate for thin film field effect transistors, e.g. characterised by the thickness or the shape of the insulator or the dimensions, the shape or the lay-out of the conductor
    • H01L29/42392—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate for thin film field effect transistors, e.g. characterised by the thickness or the shape of the insulator or the dimensions, the shape or the lay-out of the conductor fully surrounding the channel, e.g. gate-all-around
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/4908—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET for thin film semiconductor, e.g. gate of TFT
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/51—Insulating materials associated therewith
    • H01L29/511—Insulating materials associated therewith with a compositional variation, e.g. multilayer structures
    • H01L29/513—Insulating materials associated therewith with a compositional variation, e.g. multilayer structures the variation being perpendicular to the channel plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66439—Unipolar field-effect transistors with a one- or zero-dimensional channel, e.g. quantum wire FET, in-plane gate transistor [IPG], single electron transistor [SET], striped channel transistor, Coulomb blockade transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
    • H01L29/66772—Monocristalline silicon transistors on insulating substrates, e.g. quartz substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/775—Field effect transistors with one dimensional charge carrier gas channel, e.g. quantum wire FET
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78651—Silicon transistors
    • H01L29/78654—Monocrystalline silicon transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78684—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising semiconductor materials of Group IV not being silicon, or alloys including an element of the group IV, e.g. Ge, SiN alloys, SiC alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78696—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • 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
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28026—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
    • H01L21/28079—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being a single metal, e.g. Ta, W, Mo, Al
    • 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
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28026—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
    • H01L21/28088—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being a composite, e.g. TiN
    • 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
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232—Field-effect technology
    • H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
    • H01L21/823807—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS with a particular manufacturing method of the channel structures, e.g. channel implants, halo or pocket implants, or channel materials
    • 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
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232—Field-effect technology
    • H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
    • H01L21/823864—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS with a particular manufacturing method of the gate sidewall spacers, e.g. double spacers, particular spacer material or shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66545—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET using a dummy, i.e. replacement gate in a process wherein at least a part of the final gate is self aligned to the dummy gate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/1026—Compound semiconductors
    • H01L2924/1027—IV
    • H01L2924/10271—Silicon-germanium [SiGe]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

ナノワイヤデバイスを形成する方法は、垂直スペーサ間にナノワイヤを含む基板を提供することと、垂直スペーサに対してナノワイヤ上にｈｉｇｈ−ｋフィルムを選択的に成膜することと、垂直スペーサに対してｈｉｇｈ−ｋフィルム上に金属含有ゲート電極層を選択的に成膜することと、を含む。方法は、ｈｉｇｈ−ｋフィルムを選択的に成膜する前に垂直スペーサ上に誘電材料を選択的に成膜することであって、誘電材料が、ｈｉｇｈ−ｋフィルムよりも低い比誘電率を有する、選択的に成膜することをさらに含み得る。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年６月２２日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ ａｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｇａｔｅ Ｓｔａｃｋ ｆｏｒ ３Ｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」と題する米国仮特許出願第６２／６８８，９０６号の優先権を主張するものであり、該出願の開示はその全体が、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。本出願は、２０１８年６月２６日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ ａｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｇａｔｅ Ｓｔａｃｋ ｆｏｒ ３Ｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」と題する米国仮特許出願第６２／６９０，３３１号の優先権を主張するものであり、該出願の開示はその全体が、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
本発明は、半導体製造及び半導体デバイスの分野に関し、より詳細には、集積回路のためのナノワイヤデバイスを形成する方法に関する。
半導体産業は、性能を増強し、デバイス密度を増加させるために、デバイスのフィーチャサイズをスケーリング／減少させることに依拠している。スケーリングによる継続的なデバイス性能改善は、セミコンダクタオンインシュレータ（例えば、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）及びゲルマニウムオンインシュレータ（ＧｅＯＩ））、ＳｉＧｅなどのストレッサ、９０ｎｍノードにおける移動度を改善するためのＳｉＣ、ソース及びドレインのエピタキシャル再成長（隆起したソース及びドレイン）、４５ｎｍノードにおけるｈｉｇｈ−ｋ金属ゲート（ＨＫＭＧ）、並びに２２ｎｍノードにおけるＦｉｎＦＥＴ及びトライゲートなどの３Ｄ構造といった、独自技術の導入をもたらしている。
しかしながら、デバイス性能及び良好なショートチャネル制御を維持することは、１４ｎｍ技術ノード以上に極めて挑戦的である。新たな材料（例えば、ＩＩＩ−Ｖ半導体、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、グラフェン、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ＭｏＳｅ２、及びＷＳ２）並びに新たな集積スキーム（例えば、ナノワイヤ）が必要とされる。ナノワイヤデバイスは、フィーチャサイズのスケーリング、良好なショートチャネル制御、及びデバイス移動度の強化、したがってデバイス速度の強化を提供する。
方法は、ナノワイヤデバイスを形成するために提供される。方法は、垂直スペーサ間にナノワイヤを含む基板を提供することと、垂直スペーサに対してナノワイヤ上にｈｉｇｈ−ｋフィルムを選択的に成膜することと、垂直スペーサに対してｈｉｇｈ−ｋフィルム上に金属含有ゲート電極層を選択的に成膜することと、を含む。方法は、ｈｉｇｈ−ｋフィルムを選択的に成膜する前に垂直スペーサ上に誘電材料を選択的に成膜することであって、誘電材料が、ｈｉｇｈ−ｋフィルムよりも低い比誘電率を有する、選択的に成膜することをさらに含み得る。
添付の図面に関連して考慮されるとき、以下の詳細な説明を参照することによって本発明がよりよく理解されるようになるので、本発明及びその付随する利点の多くについてのより完全な評価が容易に得られることになる。
本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスの形成を、断面図を通して概略的に示す。 本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスの形成を、断面図を通して概略的に示す。 本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスの形成を、断面図を通して概略的に示す。 本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスの形成を、断面図を通して概略的に示す。 本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスの形成を、断面図を通して概略的に示す。 本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスの形成を、断面図を通して概略的に示す。 本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスの形成を、断面図を通して概略的に示す。 本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスの形成を、断面図を通して概略的に示す。 本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスの形成を、断面図を通して概略的に示す。 本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスの形成を、断面図を通して概略的に示す。 本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスを、断面図を通して概略的に示す。 本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスを、断面図を通して概略的に示す。
図１Ａ−１Ｊは、本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスの形成を、断面図を通して概略的に示す。図１Ａ及び１Ｂは、基板１００上に形成された簡略化されたナノワイヤ構造１０／１１の断面図を概略的に示し、ナノワイヤ構造１０／１１は、垂直スペーサ１０４／１０６、及び垂直スペーサ１０４／１０６間に垂直に積層されたナノワイヤ１０２／１０３を含む。別の実施形態によれば、ナノワイヤ１０２／１０３は、同一の垂直平面にあってもよい。基板１００は、例えば、２００ｍｍＳｉウェハ、３００ｍｍＳｉウェハ、又はそれ以上のＳｉウェハであってもよい。垂直スペーサ１０４は、約７未満の比誘電率（ｋ）を有する誘電材料、例えば約２．８〜３．５の間の比誘電率（ｋ）を有するＳｉＣＯＨ材料を含有し得る。別の例では、垂直スペーサ１０４は、エアギャップスペーサを含み得る。一例では、垂直スペーサ１０６は、ＳｉＯ２材料を含有し得る。３つのナノワイヤ１０２／１０３だけが、ナノワイヤ構造１０／１１に示されているが、本発明の実施形態は、任意の数のナノワイヤを含み得る。
ナノワイヤ１０２は、エピタキシャルＳｉ材料を含有してもよく、ナノワイヤ構造１０は、基板１００上にＮ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）デバイスを形成し得る。さらに、ナノワイヤ１０３は、エピタキシャルＳｉＧｅ材料を含有してもよく、ナノワイヤ構造１１は、基板１００上にＰ型金属酸化膜半導体（ＰＭＯＳ）デバイスを形成し得る。別の例では、ナノワイヤ１０２／１０３は、ＮＭＯＳデバイス及びＰＭＯＳデバイスの両方を形成する垂直オフセットナノワイヤ構造に集積されてもよい。部分的に製造されたナノワイヤ構造１０／１１は、ナノワイヤ１０２／１０３より上のダミーゲート（図示せず）を除去すること、及びナノワイヤ１０２／１０３間のエピタキシャル層を除去することによって形成され得る。除去は、ナノワイヤ１０２／１０３間に開口部１４０／１４１を形成する選択的等方性エッチング処理を用いて行われ得る。
図１Ｃ及び１Ｄは、本発明の実施形態によるナノワイヤ構造１０／１１の任意の処理を示す。処理は、ナノワイヤ１０２／１０３の表面を酸化してナノワイヤ１０２／１０３上にＳｉＯ２層１０８／１０９を形成する等方性酸化プラズマに、ナノワイヤ構造１０／１１を露出することを含む。等方性酸化プラズマへの露出は、酸素及び水素を含有する処理ガスのマイクロ波プラズマ励起を用いて行われ得る。一例では、処理ガスは、Ｏ２ガス及びＨ２ガスを含有し得る。マイクロ波プラズマ励起は、東京エレクトロン株式会社、赤坂、日本から入手可能なＲＬＳＡ（商標）マイクロ波プラズマシステムによって供給され得る。代替的には、ＳｉＯ２層１０８／１０９は、酸化雰囲気内での高温及び高圧凝縮熱処理を用いて形成され得る。
その後、ＳｉＯ２層１０８／１０９は、ナノワイヤ１０２／１０３から除去され得る。これは、図１Ｅ及び１Ｆに概略的に示されている。ＳｉＯ２層１０８／１０９の形成及びそれに続く除去は、ナノワイヤ１０２／１０３の表面から欠陥を除去し、また、ナノワイヤ１０２／１０３に丸みを付ける。さらに、ＳｉＯ２層１０９の除去は、ＳｉＧｅナノワイヤ１０３の外表面付近のＧｅ含有量を増加させる。ＳｉＯ２除去は、等方性エッチング処理、例えば化学的酸化物除去（ＣＯＲ）処理を用いて行われ得る。例えば、ＣＯＲ処理は、ＨＦガス及びＮＨ３ガスの連続的な露出又は同時露出によって行われてもよく、それに続けてＳｉＯ２のＨＦガス及びＮＨ３ガスとの反応からの反応生成物を放出する熱処理が行われてもよい。一例では、ＣＯＲ処理は、東京エレクトロン株式会社、赤坂、日本から入手可能なハイスループットガスプラズマなしケミカルエッチングシステム、Ｃｅｒｔａｓ ＷＩＮＧ（商標）において行われ得る。
一例では、ＳｉＯ２除去、及び後続のさらなる処理は、ナノワイヤ構造１０／１１の再酸化を回避するために真空処理ツールプラットフォーム内に統合され得る。別の例では、ＳｉＯ２除去は、ナノワイヤ構造１０／１１を希ＨＦ（ＤＨＦ）溶液内に浸すこと、及びその後、ナノワイヤ構造１０／１１の再酸化を回避するために真空処理ツール内に基板１００を素早く載置することによって行われ得る。
ここで、図１Ｇ及び１Ｈを参照すると、ナノワイヤ構造１０／１１のさらなる処理が、概略的に示されており、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１が、ナノワイヤ１０２／１０３上に選択的に成膜される。選択的ｈｉｇｈ−ｋ成膜は、垂直スペーサ１０４上の成膜をブロックすることによって行われ得る。一例では、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）は、垂直スペーサ１０４の表面上に選択的に吸着されてもよく、その後、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１は、垂直スペーサ１０４上のＳＡＭのブロック効果に起因してナノワイヤ１０２／１０３上に選択的に成膜される。
ＳＡＭは、基板上にＳＡＭを形成可能な分子を含有する反応ガスにナノワイヤ構造１０／１１を処理することにより、垂直スペーサ１０４上に選択的に吸着され得る。ＳＡＭは、吸着により基板表面上に自発的に形成されて、多少大きな秩序ドメインに組織化された分子集合体である。ＳＡＭは、先端基、テール基、及び官能性末端基を有する分子を含むことができ、ＳＡＭは、室温で又は室温超で気相から基板上に先端基を化学吸着させ、その後、テール基をゆっくりと組織化させることにより生成される。最初、表面上の分子密度が小さいときには、吸着質分子は、無秩序な分子の塊を形成するか、秩序のある２次元の「横たわる相（ｌｙｉｎｇ ｄｏｗｎ ｐｈａｓｅ）」を形成するかのいずれかであり、分子による被覆範囲が広くなると、数分から数時間をかけて、基板表面上に３次元の結晶構造又は半結晶構造を形成し始める。先端基は基板上に集合し、テール基は基板から離れたところに集合する。
一実施形態によれば、ＳＡＭを形成する分子の先端基は、チオール、シラン、又はホスホネートを含み得る。シランの例は、Ｃ、Ｈ、Ｃｌ、Ｆ、及びＳｉ原子、又はＣ、Ｈ、Ｃｌ、及びＳｉ原子を含む分子を含み得る。分子の非限定的な例は、パーフルオロデシルトリクロロシラン（ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３）、パーフルオロデカンチオール（ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２ＳＨ）、クロロデシルジメチルシラン（ＣＨ３（ＣＨ２）８ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｃｌ）、及びｔｅｒｔ−ブチル（クロロ）ジメチルシラン（（ＣＨ３）３ＣＳｉ（ＣＨ３）２Ｃｌ））を含む。シランの他の例は、Ｃ、Ｈ、及びＳｉ原子を含むアルキルシランを含む。
ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１は、１つ又は複数の金属ベース酸化物、例えば、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、又はそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの例では、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１０８／１０９は、気相成膜、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）又は原子層成膜（ＡＬＤ）によって成膜され得る。高品質ｈｉｇｈ−ｋフィルムは、複数の交互の成膜及びアニーリングステップを含む気相成膜によって形成され得る。ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１の成膜、又は後続のアニーリングの間、Ｓｉは、Ｓｉナノワイヤ１０２からｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０内に拡散されてもよく、Ｇｅは、ＳｉＧｅナノワイヤからｈｉｇｈ−ｋフィルム１１１内に拡散されてもよい。
ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１の成膜に続いて、ナノワイヤ構造１０／１１は、任意選択的に、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１とナノワイヤ１０２／１０３との間の境界面に薄い酸化境界層を形成する等方性酸化プラズマに露出され得る。プラズマ処理条件は、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１への損傷を防止するように、且つ酸化境界層の形成のみを行い、ナノワイヤ構造１０／１１内の他の材料を酸化しないように、最適化され得る。一実施形態によれば、等方性酸化プラズマへの露出は、酸素及び水素を含有する処理ガスのマイクロ波プラズマ励起を用いて行われ得る。一例では、処理ガスは、Ｏ２ガス及びＨ２ガスを含有し得る。マイクロ波プラズマ励起は、東京エレクトロン株式会社、赤坂、日本から入手可能なＲＬＳＡ（商標）マイクロ波プラズマシステムによって供給され得る。アニーリング及び等方性プラズマ露出ステップは、漏洩電流を減少させ、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１の等価酸化物（ＥＯＴ）を減少させる。
一実施形態によれば、図１Ｇ及び１Ｈの基板１００は、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０上に第１の金属含有ゲート電極フィルム１１２を選択的に成膜すること、及びｈｉｇｈ−ｋフィルム１１１上に第２の金属含有ゲート電極フィルム１１３を選択的に成膜することによってさらに処理され得る。一例では、第１の及び第２の金属含有ゲート電極フィルム１１２／１１３は、ナノワイヤ１０２／１０３間の開口部１４０／１４１の残りの体積を完全に充填し得る。これは、図１Ｉ及び１Ｊに概略的に示されている。一例では、第１の金属含有ゲート電極フィルム１１２は、Ｓｉナノワイヤ１０２を含むＮＭＯＳデバイスのためのＴｉＳｉＮ、ＴｉＡｌＣ、Ｔｉ−ｒｉｃｈ ＴｉＮ、Ｗ、ＷＮｘ、Ｍｏ、又はＰｔを含み得る。第２の金属含有ゲート電極フィルム１１３は、ＳｉＧｅナノワイヤ１０３を含むＰＭＯＳデバイスのためのＴｉＮ、ＴｉＯＮ、Ｒｕ、Ｗ、ＷＮｘ、Ｍｏ、又はＰｔを含み得る。Ｔｉ−ｒｉｃｈ ＴｉＮは、従来のＴｉＮ材料よりも多くのＴｉ含有量を有し得る。選択的成膜は、マスク層の使用を含む従来のリソグラフィ及びエッチング法を用いて実行され得る。さらに、選択的成膜は、図１Ｇ及び１Ｈを参照して説明されるＳＡＭを用いて、垂直スペーサ１０４上の第１の及び第２の金属含有ゲート電極フィルム１１２／１１３の成膜をブロックすることをさらに含み得る。
一実施形態によれば、図１Ｇ及び１Ｈの基板１００は、金属含有ゲート電極フィルム１１２／１１３を成膜する前に、誘電体閾値電圧調整層をｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１上に選択的に成膜することによってさらに処理され得る。代替的には、誘電体閾値電圧調整層は、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１の前に成膜され得る。誘電体閾値電圧調整層は、ナノワイヤ構造１０／１１の閾値電圧（Ｖｔ）を調整するために使用され得る。一例では、誘電体閾値電圧調整層は、ＳｉＧｅナノワイヤ１０３を含むＰＭＯＳデバイスのためのＬａ２Ｏ３又はＹ２Ｏ３、及びＳｉナノワイヤ１０２を含むＮＭＯＳデバイスのためのＡｌ２Ｏ３を含み得る。さらに、強誘電体材料（例えばＨｆＹＯｘ、ＹはＺｒ、Ａｌ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｉ、又はＳｉである）は、Ｖｔを調節するためにｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１に追加され得る。一例では、誘電体閾値電圧調整層は、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１の成膜を中断すること、誘電体閾値電圧調整層を成膜すること、及び次いでｈｉｇｈ−ｋフィルム１１１０／１１１の成膜を再開することによって、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１と混合され得る。他の例では、Ｖｔは、誘電体閾値電圧調整層の厚さを変化させること、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０／１１１への拡散を促進するために誘電体閾値電圧調整層をアニーリングすること、又はその両方によって、さらに調節され得る。誘電体閾値電圧調整層の選択的成膜は、マスク層の使用を含む従来のリソグラフィ及びエッチング法を用いて実行され得る。さらに、選択的成膜は、図１Ｇ及び１Ｈを参照して説明されるＳＡＭを用いて、垂直スペーサ１０４上の誘電体閾値電圧調整層の成膜をブロックすることをさらに含み得る。その後、ナノワイヤ構造１０は、誘電体閾値電圧調整層上に金属含有ゲート電極フィルム１１２／１１３を選択的に成膜することによってさらに処理され得る。別の実施形態によれば、ナノワイヤ構造１０／１１のＶｔは、第１の及び第２の金属含有ゲート電極フィルム１１２／１１３をドーピングすることによって、第１の及び第２の金属含有ゲート電極フィルム１１２／１１３について異なる厚さを使用することによって、又はその両方によって、調整され得る。
図２は、本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスを、断面図を通して概略的に示す。ナノワイヤ構造２０は、図１Ｉのナノワイヤ構造１０と類似であり、垂直スペーサ２０４／２０６、及び垂直スペーサ２０４／２０６の間に垂直に積層されるナノワイヤ２０２を含む。垂直スペーサ２０４は、誘電体材料、例えばＳｉＣＯＨ材料を含み得る。３つのナノワイヤ２０２だけが、ナノワイヤ構造２０に示されているが、本発明の実施形態は、任意の数のナノワイヤを含み得る。ナノワイヤ２０２は、エピタキシャルＳｉ材料を含有してもよく、ナノワイヤ構造２０は、基板１００上にＮＭＯＳデバイスを形成し得る。代替的に、ナノワイヤ２０２は、エピタキシャルＳｉＧｅ材料を含有してもよく、ナノワイヤ構造２０は、基板２００上にＰＭＯＳデバイスを形成し得る。
ナノワイヤ構造２０は、垂直スペーサ２０４上に選択的に成膜された誘電体フィルム２０７、ナノワイヤ２０２上のｈｉｇｈ−ｋフィルム２１０、ｈｉｇｈ−ｋフィルム２１０上の金属含有ゲート電極フィルム２１２、及び金属ゲート２０９をさらに含む。誘電体フィルム２０７の選択的成膜は、ｈｉｇｈ−ｋフィルム２１０の成膜前の製造処理中のいかなるときでも行われ得る。誘電体フィルム２０７（例えばＳｉＯｘ、ｘ≦２）は、ｈｉｇｈ−ｋフィルム２１０よりも低い比誘電率（ｋ）を有し、これは、ナノワイヤ構造２０のゲート−ドレイン容量を制御すること（低下させること）を可能にする。これは、図１Ｉのナノワイヤ構造１０とは対照的であり、そこではそのような誘電体フィルムはなく、ｈｉｇｈ−ｋフィルム１１０及び第１の金属含有ゲート電極フィルム１１２が、開口部１４０においてナノワイヤ１０２の周囲に選択的に成膜され、それによって、ナノワイヤ構造２０よりも高いゲート−ドレイン容量がもたらされる。これは、ｈｉｇｈ−ｋフィルムがナノワイヤ構造の周囲及び垂直スペーサ２０４の表面上に非選択的に成膜されるナノワイヤ構造とは対照的でもある。さらに、図２において、垂直スペーサ２０４上の誘電体フィルム２０７の選択的成膜は、ナノワイヤ２０２上のｈｉｇｈ−ｋフィルム２１０の選択的成膜、及びｈｉｇｈ−ｋフィルム２１０上の金属含有ゲート電極フィルム２１２の選択的成膜に影響を与えない。
ゲート−ドレイン容量を制御するための、垂直スペーサ上の誘電体フィルム２０７の選択的成膜は、垂直スペーサ２０４の厚さを増加させる必要性に取って替わり得る。垂直スペーサ２０４の厚さを増加させることは、標準セルの接触ポリピッチ（ＣＰＰ）の増加に繋がり得るか、又はＣＰＰが維持される場合にゲート長若しくは接触領域のいずれかの減少に繋がり得る。これらの効果の両方が、短チャネル効果及び接触抵抗に悪影響を与えることがあり、したがって、いくつかのデバイスに対して問題となり得る。垂直スペーサ２０４の厚さの増加は、また、ソースとゲートとの間をチャネルが通っている長さをさらに延長し、これが性能劣化に繋がり得る。一方、垂直スペーサ２０４上に誘電体フィルム２０７を選択的に配置することによって、薄い垂直スペーサ２０４を使用すること、並びにソース及びゲート間の距離を最小に保つことが可能となる。
図３は、本発明の実施形態による部分的に製造されたナノワイヤデバイスを、断面図を通して概略的に示す。ナノワイヤ構造３０は、図２のナノワイヤ構造２０と類似であるが、誘電体フィルム２０７は、ナノワイヤ２０２上のｈｉｇｈ−ｋフィルム２１０、及びｈｉｇｈ−ｋフィルム２１０上の金属含有ゲート電極フィルム２１２の成膜後にナノワイヤ２０２より上に成膜される誘電体フィルム２１１によって置換される。これは、誘電体フィルム２１１が、誘電体フィルム２０７よりも薄くなることを可能にし、それは、誘電体フィルム２１１がナノワイヤ２０２の周囲の空間を取らないからである。これによって、ゲート−ドレイン容量がさらに著しく減少され得る。
ナノワイヤデバイスを形成する方法のための複数の実施形態が、説明された。本発明の実施形態の上述の説明は、例示及び説明を目的として提示されている。この説明は、網羅的であること、又は開示されている厳密な形態に本発明を限定することを意図するものではない。本明細書及び以下の特許請求の範囲は、説明目的でのみ使用される用語を含み、限定するものとして解釈されないものとする。関連する技術分野の当業者であれば、上記教示に照らして多くの修正及び変形が可能であることを理解し得る。したがって、本発明の範囲は、この詳細な説明によってではなく、むしろ本明細書に添付の特許請求の範囲によって限定されることを意図している。

Claims (20)

  1. ナノワイヤデバイスを形成する方法であって、
    垂直スペーサ間にナノワイヤを含む基板を提供することと、
    前記垂直スペーサに対して前記ナノワイヤ上にｈｉｇｈ−ｋフィルムを選択的に成膜することと、
    前記垂直スペーサに対して前記ｈｉｇｈ−ｋフィルム上に金属含有ゲート電極層を選択的に成膜することと、
    を含む、方法。
  2. 前記ｈｉｇｈ−ｋフィルムを選択的に成膜する前に前記垂直スペーサ上に誘電材料を選択的に成膜することであって、前記誘電材料が、前記ｈｉｇｈ−ｋフィルムよりも低い比誘電率を有する、前記選択的に成膜することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記垂直スペーサ上に前記誘電材料を選択的に成膜することが、前記ナノワイヤデバイスにおけるゲート−ドレイン容量を減少させるのに十分な誘電材料を成膜することを含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記金属含有ゲート電極層を選択的に成膜した後で前記ナノワイヤよりも上の前記垂直スペーサ上に誘電材料を成膜することであって、前記誘電材料が、前記ｈｉｇｈ−ｋフィルムよりも低い比誘電率を有する、前記成膜することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記ｈｉｇｈ−ｋフィルムを選択的に成膜する前に、前記ナノワイヤ上に酸化層を形成する等方性酸化プラズマに前記基板を露出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記ナノワイヤから前記酸化層を除去することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記ナノワイヤが、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、又はＳｉ及びＳｉＧｅの両方で構成される、請求項１に記載の方法。
  8. 前記垂直スペーサが、ＳｉＣＯＨ材料、約７未満の比誘電率を有する誘電材料、又はエアギャップスペーサを含む、請求項１に記載の方法。
  9. 前記ｈｉｇｈ−ｋフィルムが、ＨｆＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、又はＡｌ２Ｏ３を含む、請求項１に記載の方法。
  10. 前記ナノワイヤが、Ｓｉで構成され、前記金属含有ゲート電極層が、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＡｌＣ、Ｔｉ−ｒｉｃｈ ＴｉＮ、Ｗ、ＷＮｘ、Ｍｏ、又はＰｔを含有する、請求項１に記載の方法。
  11. 前記ナノワイヤが、ＳｉＧｅで構成され、前記金属含有ゲート電極層が、ＴｉＮ、ＴｉＯＮ、Ｒｕ、Ｗ、ＷＮｘ、Ｍｏ、又はＰｔを含有する、請求項１に記載の方法。
  12. 前記ｈｉｇｈ−ｋフィルム上に誘電体閾値電圧調整層を成膜することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  13. 前記ナノワイヤが、Ｓｉで構成され、前記誘電体閾値電圧調整層が、Ｌａ２Ｏ３又はＹ２Ｏ３を含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記ナノワイヤが、ＳｉＧｅで構成され、前記誘電体閾値電圧調整層が、Ａｌ２Ｏ３を含む、請求項１２に記載の方法。
  15. 前記ナノワイヤと前記ｈｉｇｈ−ｋフィルムとの間の境界面に酸化層を形成する等方性酸化プラズマに前記ｈｉｇｈ−ｋフィルムを露出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  16. 前記ｈｉｇｈ−ｋフィルムを前記選択的に成膜することが、前記垂直スペーサ上の前記ｈｉｇｈ−ｋフィルム成膜をブロックすることを含む、請求項１に記載の方法。
  17. 前記ブロックすることが、前記垂直スペーサ上に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を形成することを含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記金属含有ゲート電極層を前記選択的に成膜することが、前記垂直スペーサ上の前記金属含有ゲート電極層の成膜をブロックすることを含む、請求項１に記載の方法。
  19. 前記ブロックすることが、前記垂直スペーサ上に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を形成することを含む、請求項１８に記載の方法。
  20. ナノワイヤデバイスを形成する方法であって、
    垂直スペーサ間にＳｉ、ＳｉＧｅ、又はＳｉ及びＳｉＧｅナノワイヤの両方を含有する基板を提供することと、
    前記垂直スペーサ上に誘電材料を選択的に成膜することであって、前記垂直スペーサ上に前記誘電材料を前記選択的に成膜することが、前記ナノワイヤデバイスにおけるゲート−ドレイン容量を減少させるのに十分な誘電材料を成膜することを含む、前記選択的に成膜することと、
    前記垂直スペーサ上のｈｉｇｈ−ｋフィルム成膜をブロックすることによって、前記垂直スペーサに対して前記ナノワイヤ上に前記ｈｉｇｈ−ｋフィルムを選択的に成膜することであって、前記誘電材料が、前記ｈｉｇｈ−ｋフィルムよりも低い比誘電率を有する、前記選択的に成膜することと、
    前記垂直スペーサ上の金属含有ゲート電極層の成膜をブロックすることによって、前記垂直スペーサに対して前記ｈｉｇｈ−ｋフィルム上に前記金属含有ゲート電極層を選択的に成膜することと、
    を含む、方法。
JP2020571513A 2018-06-22 2019-06-21 ナノワイヤデバイスを形成する方法 Active JP7348442B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862688906P 2018-06-22 2018-06-22
US62/688,906 2018-06-22
US201862690331P 2018-06-26 2018-06-26
US62/690,331 2018-06-26
PCT/US2019/038566 WO2019246574A1 (en) 2018-06-22 2019-06-21 Method for forming a nanowire device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021528859A true JP2021528859A (ja) 2021-10-21
JP7348442B2 JP7348442B2 (ja) 2023-09-21

Family

ID=68982136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020571513A Active JP7348442B2 (ja) 2018-06-22 2019-06-21 ナノワイヤデバイスを形成する方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10847424B2 (ja)
JP (1) JP7348442B2 (ja)
TW (1) TW202017011A (ja)
WO (1) WO2019246574A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11769836B2 (en) * 2019-05-07 2023-09-26 Intel Corporation Gate-all-around integrated circuit structures having nanowires with tight vertical spacing
CN112420831B (zh) * 2019-08-23 2024-05-14 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构及其形成方法
TW202230452A (zh) * 2020-08-02 2022-08-01 美商應用材料股份有限公司 用於環繞式閘極奈米片輸出入裝置之共形氧化
US11552177B2 (en) * 2020-09-04 2023-01-10 Applied Materials, Inc. PMOS high-K metal gates
US11791216B2 (en) * 2020-09-15 2023-10-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Nanostructure field-effect transistor device and method of forming
KR20220045591A (ko) 2020-10-05 2022-04-13 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 그의 제조 방법
US20220139770A1 (en) * 2020-11-04 2022-05-05 International Business Machines Corporation High-transparency semiconductor-metal interfaces
US20220399351A1 (en) * 2021-06-15 2022-12-15 International Business Machines Corporation Multi-bit memory device with nanowire structure

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006093670A (ja) * 2004-08-25 2006-04-06 Nec Electronics Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2010272596A (ja) * 2009-05-19 2010-12-02 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法
JP2014007343A (ja) * 2012-06-26 2014-01-16 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
JP2015508575A (ja) * 2012-01-05 2015-03-19 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 電界効果トランジスタ及びその形成方法
JP2015195405A (ja) * 2010-12-01 2015-11-05 インテル コーポレイション シリコン及びシリコンゲルマニウムのナノワイヤ構造
WO2017079470A1 (en) * 2015-11-03 2017-05-11 Tokyo Electron Limited Method of corner rounding and trimming of nanowires by microwave plasma
WO2017120102A1 (en) * 2016-01-05 2017-07-13 Applied Materials, Inc. Method for fabricating nanowires for horizontal gate all around devices for semiconductor applications
WO2017189123A1 (en) * 2016-04-25 2017-11-02 Applied Materials, Inc. Horizontal gate all around device nanowire air gap spacer formation
JP2017535053A (ja) * 2014-09-26 2017-11-24 インテル・コーポレーション 半導体デバイス用の選択的ゲートスペーサ
JP2017535958A (ja) * 2014-11-24 2017-11-30 クアルコム，インコーポレイテッド コンタクトラップアラウンド構造
WO2018031528A1 (en) * 2016-08-08 2018-02-15 Tokyo Electron Limited Three-dimensional semiconductor device and method of fabrication

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7855105B1 (en) * 2009-06-18 2010-12-21 International Business Machines Corporation Planar and non-planar CMOS devices with multiple tuned threshold voltages
US9543440B2 (en) 2014-06-20 2017-01-10 International Business Machines Corporation High density vertical nanowire stack for field effect transistor
CN113764526A (zh) 2015-09-25 2021-12-07 英特尔公司 半导体器件及其制造方法
US10014373B2 (en) * 2015-10-08 2018-07-03 International Business Machines Corporation Fabrication of semiconductor junctions
CN105633166B (zh) * 2015-12-07 2019-06-18 中国科学院微电子研究所 具有高质量外延层的纳米线半导体器件及其制造方法
US9425293B1 (en) 2015-12-30 2016-08-23 International Business Machines Corporation Stacked nanowires with multi-threshold voltage solution for pFETs
US9484267B1 (en) 2016-02-04 2016-11-01 International Business Machines Corporation Stacked nanowire devices
CN109075021B (zh) * 2016-03-03 2023-09-05 应用材料公司 利用间歇性空气-水暴露的改良自组装单层阻挡

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006093670A (ja) * 2004-08-25 2006-04-06 Nec Electronics Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2010272596A (ja) * 2009-05-19 2010-12-02 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法
JP2015195405A (ja) * 2010-12-01 2015-11-05 インテル コーポレイション シリコン及びシリコンゲルマニウムのナノワイヤ構造
JP2015508575A (ja) * 2012-01-05 2015-03-19 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 電界効果トランジスタ及びその形成方法
JP2014007343A (ja) * 2012-06-26 2014-01-16 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
JP2017535053A (ja) * 2014-09-26 2017-11-24 インテル・コーポレーション 半導体デバイス用の選択的ゲートスペーサ
JP2017535958A (ja) * 2014-11-24 2017-11-30 クアルコム，インコーポレイテッド コンタクトラップアラウンド構造
WO2017079470A1 (en) * 2015-11-03 2017-05-11 Tokyo Electron Limited Method of corner rounding and trimming of nanowires by microwave plasma
WO2017120102A1 (en) * 2016-01-05 2017-07-13 Applied Materials, Inc. Method for fabricating nanowires for horizontal gate all around devices for semiconductor applications
WO2017189123A1 (en) * 2016-04-25 2017-11-02 Applied Materials, Inc. Horizontal gate all around device nanowire air gap spacer formation
WO2018031528A1 (en) * 2016-08-08 2018-02-15 Tokyo Electron Limited Three-dimensional semiconductor device and method of fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
US20190393097A1 (en) 2019-12-26
JP7348442B2 (ja) 2023-09-21
US10847424B2 (en) 2020-11-24
WO2019246574A1 (en) 2019-12-26
KR20210012014A (ko) 2021-02-02
TW202017011A (zh) 2020-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7348442B2 (ja) ナノワイヤデバイスを形成する方法
TWI453820B (zh) 半導體裝置及其方法
JP5931312B2 (ja) Ｃｍｏｓ半導体素子及びその製造方法
JP2002359370A (ja) 半導体装置、相補型半導体装置
JP2012004577A (ja) 高誘電率のゲート絶縁膜を有する半導体装置及びそれの製造方法
JP2004214661A (ja) トランジスタゲートの製造及び高誘電率ゲート誘電体の粗さを減少する方法
US20150140834A1 (en) al2o3 surface nucleation preparation with remote oxygen plasma
TWI806881B (zh) 金屬閘極之低厚度相依功函數nMOS整合
US11018223B2 (en) Methods for forming device isolation for semiconductor applications
US11854895B2 (en) Transistors with channels formed of low-dimensional materials and method forming same
CN103871895A (zh) 用于制造场效应晶体管器件的方法
JP2006024894A (ja) 高誘電率のゲート絶縁膜を有する半導体装置及びそれの製造方法
WO2007126463A2 (en) Low-temperature dielectric formation for devices with strained germanium-containing channels
KR102668031B1 (ko) 나노와이어 소자를 형성하기 위한 방법
US9698218B2 (en) Method for forming semiconductor structure
US20150093914A1 (en) Methods for depositing an aluminum oxide layer over germanium susbtrates in the fabrication of integrated circuits
JP3696196B2 (ja) 半導体装置
JP7340538B2 (ja) ３次元構造の共形ドーピングのための方法
US20210066627A1 (en) Transistors with Channels Formed of Low-Dimensional Materials and Method Forming Same
JP2005045166A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US20120289052A1 (en) Methods for Manufacturing High Dielectric Constant Films
KR20220070518A (ko) 게이트 올 어라운드 i/o 엔지니어링
Yamamoto et al. Electrical and physical characterization of remote plasma oxidized HfO/sub 2/gate dielectrics
JP3963446B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
Kar et al. Physics and Technology of High-k Materials 9

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220616

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230404

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230629

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230801

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20230809

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230809

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7348442

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150