使用CF₄/O₂/N₂的高选择性同位素蚀刻Si到SiGe,用于高级GAA纳米板晶体管的等离子体

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 半导体设备物理 半导体设备物理
• 等离子体化学

背景情况:

• 过渡到门周围纳米板 (GAA-NS) 晶体管架构的过渡在道材料工程中提出了挑战,特别是在pFET性能方面.
• 压力工程- (SiGe) 通道对于提高晶体管性能至关重要,但需要精确的制造技术.

研究的目的:

• 开发和优化选择性蚀刻工艺,用于制造GAA-NS pFET中的应变工程SiGe通道.
• 为解决在GAA-NS技术中的pFET中观察到的性能退化问题.

主要方法:

• 在远程等离子源反应堆中使用CF4/O2/N2气体混合物对 (Si) 进行选择性蚀刻的系统研究.
• 对N2添加和F:O比率对Si/SiGe选择性和微挖掘的影响的分析.
• 使用传输电子显微镜 (TEM) 和能量分散式X射线光谱 (EDS) 进行材料表征.

主要成果:

• 将N2添加到CF4/O2等离子体中,通过破坏Si表面的被动化层,显著提高了Si对SiGe的选择性 (高达58).
• 优化的F:O比率减轻了压力诱导的侧向微 ("Si-tip"),实现接近零的尖端长度,同时保持高选择性 (>40).
• 通过TEM和EDS确认了Si牺牲层的完全去除,SiGe通道损失最小.

结论:

• 开发的选择性蚀刻工艺对于在GAA-NS FET中制造高性能SiGe通道是有效的.
• 这一过程使NFET和pFET在下一代半导体技术中的性能保持平衡.
• 这些发现为先进电子产品的压力工程SiGe通道制造提供了关键的见解.