Selektive Ätztechnologie für SiGe und Si

Der Gate-All-Around-FET (GAAFET) als Transistorarchitektur der nächsten Generation, die den FinFET ersetzen soll, hat aufgrund seiner Fähigkeit, eine überlegene elektrostatische Kontrolle und verbesserte Leistung bei kleineren Abmessungen zu bieten, große Aufmerksamkeit erregt. Ein entscheidender Schritt bei der Herstellung von GAAFETs vom n-Typ ist die hohe SelektivitätRadierungvon SiGe:Si-Stapeln vor der Abscheidung innerer Abstandshalter, wodurch Silizium-Nanoblätter erzeugt und Kanäle freigesetzt werden.

Dieser Artikel befasst sich mit dem SelektivenÄtztechnologienist an diesem Prozess beteiligt und stellt zwei neuartige Ätzmethoden vor – hochoxidatives gasplasmafreies Ätzen und Atomlagenätzen (ALE) – die neue Lösungen für das Erreichen hoher Präzision und Selektivität beim SiGe-Ätzen bieten.

SiGe-Übergitterschichten in GAA-Strukturen

Beim Design von GAAFETs werden zur Verbesserung der Geräteleistung abwechselnd Schichten aus Si und SiGe verwendetepitaktisch auf einem Siliziumsubstrat aufgewachsen, wodurch eine mehrschichtige Struktur entsteht, die als Übergitter bekannt ist. Diese SiGe-Schichten passen nicht nur die Ladungsträgerkonzentration an, sondern verbessern durch die Einführung von Spannung auch die Elektronenmobilität. In nachfolgenden Prozessschritten müssen diese SiGe-Schichten jedoch präzise entfernt werden, während die Siliziumschichten erhalten bleiben, was hochselektive Ätztechnologien erfordert.

Methoden zum selektiven Ätzen von SiGe

Hochoxidatives gasplasmafreies Ätzen

Die Auswahl des ClF3-Gases: Bei dieser Ätzmethode werden hochoxidative Gase mit extremer Selektivität wie ClF3 eingesetzt, wodurch ein SiGe:Si-Selektivitätsverhältnis von 1000–5000 erreicht wird. Es kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden, ohne dass es zu Plasmaschäden kommt.

Effizienz bei niedrigen Temperaturen: Die optimale Temperatur liegt bei etwa 30 °C, wodurch ein hochselektives Ätzen unter Niedrigtemperaturbedingungen möglich ist und zusätzliche Erhöhungen des Wärmebudgets vermieden werden, was für die Aufrechterhaltung der Geräteleistung von entscheidender Bedeutung ist.

Trockene Umgebung: Das GanzeÄtzverfahrenwird unter völlig trockenen Bedingungen durchgeführt, wodurch das Risiko einer Strukturverklebung ausgeschlossen ist.

Atomlagenätzung (ALE)

Selbstlimitierende Eigenschaften: ALE ist ein zweistufiger ZyklusÄtztechnikDabei wird zunächst die Oberfläche des zu ätzenden Materials modifiziert und dann die modifizierte Schicht entfernt, ohne die nicht modifizierten Teile zu beeinträchtigen. Jeder Schritt ist selbstlimitierend und gewährleistet eine Präzision, die der Entfernung von jeweils nur wenigen Atomschichten entspricht.

Zyklisches Ätzen: Die oben genannten zwei Schritte werden wiederholt durchlaufen, bis die gewünschte Ätztiefe erreicht ist. Dieser Prozess ermöglicht ALE, dies zu erreichenPräzisionsätzung auf atomarer Ebenein kleinen Hohlräumen an den Innenwänden.

Wir bei Semicorex sind spezialisiert aufSiC/TaC-beschichtete GraphitlösungenAnwendung bei Ätzprozessen in der Halbleiterfertigung. Wenn Sie Fragen haben oder weitere Informationen benötigen, zögern Sie bitte nicht, Kontakt mit uns aufzunehmen.

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