GAA NSFET内部スペーサー形成に適用される複数の乾式エッチング技術の特徴比較とプロセス最適化

科学分野:

• 材料科学および工学
• 半導体デバイス製造

背景:

• 内部スペーサーモジュールは、ゲートオールアラウンドナノシート電界効果トランジスタ（GAA NSFET）の性能にとって重要です。
• 先進的なロジックデバイスには、内部スペーサー製造における体系的な最適化と技術革新が必要です。

研究 の 目的:

• GAA NSFETにおける理想的な内部スペーサー構造のための先進的なシリコンゲルマニウム（SiGe）エッチングプロセスを開発すること。
• 3つの乾式エッチング技術、すなわち誘導結合プラズマ（ICP）、リモートプラズマソース（RPS）、およびガスエッチングを評価および比較すること。

主な方法:

• 同一条件下でのSiGe内部スペーサーキャビティエッチングのためのICP、RPS、およびガスエッチングの比較分析。
• ガスエッチングのプレクリーニング条件、温度、およびチャンバー圧力の体系的な最適化。

主要な成果:

• ガスエッチングは、ICP（約9倍）、RPS（約2倍）と比較して、著しく高いSiGe/Si選択性を示しました。
• 最適化されたガスエッチングは、平均SiGe/Si選択率約56、内部スペーサー形状指数0.92、および最小のエッチング変動（0.65 nm）を達成しました。
• ガスエッチングは、その高いSiGe選択性により、Siナノシートへのダメージを最小限に抑えるのに最も適していることが証明されました。

結論:

• ガスエッチングは、GAA NSFET内部スペーサー製造における高選択的なSiGeエッチングに推奨される技術です。
• 本研究結果は、GAA NSFET製造におけるプロセスモジュール開発および装置選択のための重要な洞察を提供します。