JP5117906B2 - ナノワイヤトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
N. Singh, A. Agarwal, L. K. Bera, T. Y. Liow, R. Yang, S. C. Rustagi, C. H. Tung, R. Kumar, G. Q. Lo, N. Balasubramanian, and D.-L. Kwong, IEEE Electron Device Letters, vol.27, No.5, May 2006.
上記導電性薄膜凹状ストリンガをエッチングする工程は、SC1エッチング液に上記凹状ストリンガを露出する工程を含むことが好ましい。
シリコン(Si)コアと、該Siコアを被覆するSi含有絶縁性シェルと、該Si含有絶縁性シェルを被覆する金属含有シェルとを有する円筒状のコア−シェル−シェル(CSS)ナノ構造体であって、軸の外部表面が基板表面に接しているCSSナノ構造体を準備する工程と、上記CSSナノ構造体上にドープされたアモルファスSi(a−Si)薄膜を一様に堆積する工程と、上記a−Si薄膜上に二酸化シリコンハードマスク絶縁体を堆積する工程と、上記ハードマスクの選択領域を異方性プラズマエッチングする工程と、上記ナノ構造体の円筒状部分を実質的に囲むa−Si薄膜ゲート電極を形成する工程と、上記a−Si薄膜により作られており、かつ上記ナノ構造体の軸の外部表面に隣接する凹状ストリンガを形成する工程と、上記a−Si薄膜凹状ストリンガをエッチングする工程と、上記a−Si薄膜凹状ストリンガを除去する工程と、を含むことを特徴とする。
Claims (16)
- ナノワイヤトランジスタ(NWT)を製造するときに、凹状ストリンガを除去する方法であって、
絶縁性半導体コアを含む円筒状のナノ構造体であって、軸の外部表面が基板表面に接しているナノ構造体を準備する工程と、
上記ナノ構造体上に導電性薄膜を一様に堆積する工程と、
上記導電性薄膜上にハードマスク絶縁体を堆積する工程と、
上記ハードマスク絶縁体によって覆われていない上記導電性薄膜を異方性プラズマエッチングすることによって、上記ナノ構造体の円筒状部分を実質的に囲む導電性ゲート電極を形成するとともに、上記異方性プラズマエッチングで残った上記導電性薄膜の残渣により作られており、かつ上記ナノ構造体の軸の外部表面に隣接する凹状ストリンガを形成する工程と、
上記導電性薄膜凹状ストリンガをエッチングして、上記導電性薄膜凹状ストリンガを除去する工程と、を含むことを特徴とするストリンガを除去する方法。 - 上記導電性薄膜を一様に堆積する工程は、ドープされたアモルファスシリコン(a−Si)を堆積する工程を含み、
上記導電性薄膜凹状ストリンガをエッチングする工程は、希釈した水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)溶液に上記凹状ストリンガを露出させる工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 上記導電性薄膜凹状ストリンガを希釈した水酸化テトラメチルアンモニウム溶液へ露出する工程は、上記導電性薄膜凹状ストリンガを、50℃の3%水酸化テトラメチルアンモニウム溶液(重量比)に20秒間露出させる工程を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 上記導電性薄膜凹状ストリンガを水酸化テトラメチルアンモニウム溶液に露出させる工程の前に、上記導電性薄膜凹状ストリンガを希釈フッ化水素(HF)酸に露出させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 上記導電性薄膜を一様に堆積する工程は、タングステン(W)および窒化タングステン(WN)からなる群より選択される材料を堆積する工程を含み、
上記導電性薄膜凹状ストリンガをエッチングする工程は、SC1エッチング液に上記凹状ストリンガを露出する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 上記導電性薄膜凹状ストリンガを形成する工程は、上記ナノ構造体に隣接する導電性薄膜層と、該導電性薄膜層を被覆するハードマスク層とによって作られる凹状ストリンガを形成する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 上記導電性薄膜凹状ストリンガをエッチングして、浮動ハードマスクストリンガを形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 上記ナノ構造体を準備する工程は、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、カーボン−ナノチューブ、III−IV族化合物およびII−VI族化合物からなる群より選択される半導体コア材料を有するナノ構造体を準備する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 上記ナノ構造体を準備する工程は、Siコアと、該Siコアを被覆するSi含有絶縁性シェルとを有するコア−シェル(CS)ナノ構造体を準備する工程を含み、
上記導電性薄膜凹状ストリンガを形成する工程は、上記ナノ構造体に隣接するSi含有絶縁層、および該Si含有絶縁層を被覆する導電性薄膜層を形成する工程を含み、
上記導電性薄膜凹状ストリンガをエッチングする工程は、上記導電性薄膜のエッチングの後に、上記Si含有絶縁層をエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 上記ハードマスクの選択領域を異方性プラズマエッチングでする工程は、上記ハードマスク上にパターン形成されたフォトレジストマスクを形成する工程と、上記ハードマスクの露出領域をエッチングして、エッチングした領域の下部にある導電性薄膜を露出させる工程とを含み、
上記導電性薄膜凹状ストリンガをエッチングする工程は、上記導電性薄膜の露出領域をエッチングして、下部にあるSi含有絶縁層を露出させる工程と、上記Si含有絶縁層の露出領域をエッチングする工程とを含む、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 上記ナノ構造体を準備する工程は、Siコアと、該Siコアを被覆するSi含有絶縁性シェルと、該Si含有絶縁性シェルを被覆する金属含有導電性シェルとを有するコア−シェル−シェル(CSS)ナノ構造体を準備する工程を含み、
上記導電性薄膜凹状ストリンガを形成する工程は、上記ナノ構造体コアに隣接するSi含有絶縁層、該Si含有絶縁層を被覆する導電性薄膜層、および該Si含有絶縁層を被覆する金属含有導電層を形成して、上記導電性薄膜層の下に上記金属含有導電層を形成するとともに、当該金属含有導電層の下にSi含有絶縁層を形成する工程を含み、
上記導電性薄膜凹状ストリンガをエッチングする工程は、上記導電性薄膜のエッチングの後に、上記金属含有導電層およびSi含有絶縁層をエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 上記ハードマスクの選択領域を異方性プラズマエッチングする工程は、
パターン形成されたフォトレジストマスクを、上記ハードマスク上に形成する工程と、ハードマスクの露出領域をエッチングして、エッチングした領域の下部にある導電性薄膜を露出さる工程と、を含み、
上記導電性薄膜凹状ストリンガをエッチングする工程は、
上記導電性薄膜の露出領域をエッチングして、下部にあるナノ構造体金属含有層を露出させる工程と、上記金属含有層の露出領域をエッチングし、下部にあるSi含有絶縁層を露出さる工程と、上記Si含有絶縁層の露出領域をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 上記ハードマスク絶縁体を堆積する工程は、テトラエトキシシラン(TEOS)ハードマスクを堆積する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 上記導電性薄膜を一様に堆積する工程は、ドープされたa−Siをおよそ50から200ナノメータ(nm)の幅の厚さに堆積する工程を含み、
上記TEOSハードマスクを堆積する工程は、上記TEOSハードマスクを100nm以上の厚さに堆積する工程を含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - コア−シェルナノワイヤトランジスタ(NWT)を製造するときに、凹状ストリンガを除去する方法であって、
シリコン(Si)コアと、該Siコアを被覆するSi含有絶縁性シェルとを有する円筒状のコア−シェル(CS)ナノ構造体であって、軸の外部表面が基板表面に接しているCSナノ構造体を準備する工程と、
上記CSナノ構造体上にドープされたアモルファスSi(a−Si)薄膜を一様に堆積する工程と、
上記a−Si薄膜上に二酸化シリコンハードマスク絶縁体を堆積する工程と、
上記二酸化シリコンハードマスク絶縁体によって覆われていない上記アモルファスSi(a−Si)薄膜を異方性プラズマエッチングすることによって、上記ナノ構造体の円筒状部分を実質的に囲むa−Si薄膜ゲート電極を形成するとともに、上記異方性プラズマエッチングで残った上記a−Si薄膜の残渣により作られており、かつ上記ナノ構造体の軸の外部表面に隣接する凹状ストリンガを形成する工程と、
上記a−Si薄膜凹状ストリンガをエッチングして、上記a−Si薄膜凹状ストリンガを除去する工程と、を含むことを特徴とするストリンガを除去する方法。 - コア−シェル−シェルナノワイヤトランジスタ(NWT)を製造するときに、凹状ストリンガを除去する方法であって、
シリコン(Si)コアと、該Siコアを被覆するSi含有絶縁性シェルと、該Si含有絶縁性シェルを被覆する金属含有シェルとを有する円筒状のコア−シェル−シェル(CSS)ナノ構造体であって、軸の外部表面が基板表面に接しているCSSナノ構造体を準備する工程と、
上記CSSナノ構造体上にドープされたアモルファスSi(a−Si)薄膜を一様に堆積する工程と、
上記a−Si薄膜上に二酸化シリコンハードマスク絶縁体を堆積する工程と、
上記二酸化シリコンハードマスク絶縁体によって覆われていない上記アモルファスSi(a−Si)薄膜を異方性プラズマエッチングすることによって、上記ナノ構造体の円筒状部分を実質的に囲むa−Si薄膜ゲート電極を形成するとともに、上記異方性プラズマエッチングで残った上記a−Si薄膜の残渣により作られており、かつ上記ナノ構造体の軸の外部表面に隣接する凹状ストリンガを形成する工程と、
上記a−Si薄膜凹状ストリンガをエッチングして、上記a−Si薄膜凹状ストリンガを除去する工程と、を含むことを特徴とするストリンガを除去する方法。
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