发明名称 一种用于基板之各异向性蚀刻之非结晶蚀刻停止
摘要 本发明描述藉由向一基板内植入电中性元素而形成非结晶蚀刻停止层之方法。若该等元素扩散至该基板内的其它区域,则使用该基板内之电中性元素来防止该等元素之电干扰。该非结晶蚀刻停止层可在电晶体或诸如悬臂支架之其它装置的制造中用作硬式遮罩。
申请公布号 TWI250576 申请公布日期 2006.03.01
申请号 TW093114529 申请日期 2004.05.21
申请人 英特尔公司 发明人 史帝夫 卡汀;克利斯 亚斯
分类号 H01L21/3065 主分类号 H01L21/3065
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种形成一非结晶蚀刻停止层之方法,其包含: 在一基板中蚀刻一凹槽,该凹槽具有一底部; 在该凹槽的底部植入选自由惰性元素、元素周期 表I行之咸金属以及元素周期表II行之咸金属所组 成之群中至少一离子化物质以形成一非结晶蚀刻 停止区域,该离子化物质在该基板中为电中性;及 以一各异向性湿式蚀刻来蚀刻该基板。 2.如申请专利范围第1项之形成一非结晶蚀刻停止 层之方法,其中该离子化物质在该基板中具有一低 溶解度。 3.如申请专利范围第2项之形成一非结晶蚀刻停止 层之方法,其中该离子化物质具有大于130 pm或小于 80 pm的离子半径。 4.如申请专利范围第1项之形成一非结晶蚀刻停止 层之方法,其中该基板系一具有一垂直[100]晶面、 一水平[110]晶面及一对角[111]晶面的单晶,且其中 以硷性各异向性湿式蚀刻来蚀刻该单晶导致相对 于该[100]晶面沿该[111]晶面产生刻面。 5.如申请专利范围第4项之形成一非结晶蚀刻停止 层之方法,其中该硷性各异向性湿式蚀刻溶液之pH 値接近10或更高。 6.如申请专利范围第4项之形成一非结晶蚀刻停止 层之方法,其中该硷性各异向性湿式蚀刻不含一氧 化剂。 7.如申请专利范围第1项之形成一非结晶蚀刻停止 层之方法,其中在一基板中植入一元素以形成一非 结晶蚀刻停止区域的步骤包含在近似5e14原子/平 方公分至1e15原子/平方公分范围内的该元素的剂 量。 8.如申请专利范围第1项之形成一非结晶蚀刻停止 层之方法,其中向一基板植入一离子化物质以形成 一非结晶蚀刻停止区域的步骤包含在近似1 KeV至20 KeV范围内的植入能量。 9.如申请专利范围第1项之形成一非结晶蚀刻停止 层之方法,其中在该基板中蚀刻该凹槽的步骤包含 一各异向性乾式电浆蚀刻。 10.一种形成一非结晶蚀刻停止层之方法,其包含: 在一基板中植入选自由惰性元素、元素周期表I行 之咸金属以及元素周期表II行之咸金属所组成之 群中至少一离子化物质以形成一非结晶蚀刻停止 区域,该离子化物质在该基板中为电中性; 于植入至少一离子化物质入基板后在基板中蚀刻 一凹槽;及 以一各异向性湿式蚀刻来蚀刻该基板。 11.如申请专利范围第10项之形成一非结晶蚀刻停 止层之方法,其中将该离子化物质植入该凹槽的步 骤包含在近似1e15原子/平方公分至1e16原子/平方 公分范围内的该离子化物质之剂量。 12.如申请专利范围第10项之形成一非结晶蚀刻停 止层之方法,其中将该离子物质植入该凹槽的步骤 包含在近似10 KeV至40 KeV范围内的植入能量。 13.一种形成一非结晶蚀刻停止层之方法,其包含: 在具有一垂直[100]晶面、一水平[110]晶面及一对角 [111]晶面的一单晶矽基板上方形成一闸极及位于 该闸极两侧上的一对侧壁间隔物; 沿该垂直[100]晶面以一各异向性乾式电浆蚀刻在 该单晶矽基板中蚀刻一凹槽; 在该凹槽的底部植入矽以形成一非结晶蚀刻停止; 沿该对角[111]晶面以一pH値至少近似于10且无氧化 剂的各异向性湿式蚀刻来蚀刻该凹槽;及 以一电掺杂的矽锗材料来填充该凹槽以形成一源 极/汲极区域。 14.如申请专利范围第13项之形成一非结晶蚀刻停 止层之方法,其进一步包含在该等侧壁间隔物下方 的一源极/汲极顶部植入区域。 15.如申请专利范围第13项之形成一非结晶蚀刻停 止层之方法,其进一步包含一含有氧化物的浅沟槽 隔离区域,且其中该各异向性湿式蚀刻并不蚀刻该 浅沟槽隔离区域或一保护该闸极的硬式遮罩。 16.如申请专利范围第13项之形成一非结晶蚀刻停 止层之方法,其中以一电掺杂矽锗材料填充该凹槽 的步骤会在该闸极的下方形成一磊晶源极/汲极顶 部延伸区域。 17.一种形成一非结晶蚀刻停止层之方法,其包含: 提供一具有一晶格的基板;及 利用该基板中的电中性选自由惰性元素、元素周 期表I行之咸金属以及元素周期表II行之咸金属所 组成之群中至少离子化物质来破坏该基板的晶格 以形成一蚀刻停止区域。 18.如申请专利范围第17项之形成一非结晶蚀刻停 止层之方法,其中破坏该基板的晶格的步骤包含破 坏该晶格之一晶面内的化学键。 19.如申请专利范围第17项之形成一非结晶蚀刻停 止层之方法,其中破坏该晶格的步骤包含加速度能 量、离子半径及足以破坏该晶格化学键的元素的 质量之组合。 20.一种非结晶蚀刻停止层之结构,其包含: 一基板,该基板具有复数个垂直[100]晶面、复数个 水[110]晶面及复数个对角[111]晶面,该基板的形状 如一倒置的截棱锥的凹槽,该凹槽沿四个对角[110] 晶面具有四个壁且沿一水平[110]晶面具有一平坦 的底部;及 一非结晶蚀刻停止区域,其在该凹槽的平坦底部中 含有基板内之选自由惰性元素、元素周期表I行之 咸金属以及元素周期表II行之咸金属所组成之群 中至少一电中性元素,其中该非结晶蚀刻停止区域 充当一用以保护该基板表面的遮罩。 21.如申请专利范围第20项之形成一非结晶蚀刻停 止层之结构,其中该基板系单晶矽。 22.如申请专利范围第20项之形成一非结晶蚀刻停 止层之结构,其中该凹槽之纵横比在近似1:1至1:5范 围内。 23.如申请专利范围第20项之形成一非结晶蚀刻停 止层之结构,其进一步包含一在该凹槽上方向外伸 出的悬臂支架。 24.一种电晶体,其包含: 一结晶半导体基板,其具有复数个垂直[100]晶面、 复数个水平[110]晶面及复数个对角[111]晶面; 一闸电极,其形成在该结晶半导体基板上方; 一对侧壁间隔物,在该闸电极的每一侧上各有一个 ;及 一对源极/汲极区域,在每一个侧壁间隔物的下方 各有一个源极/汲极区域,其中由该等间隔物的底 部及该等对角[111]晶面来界定该等源极/汲极区域 。 25.如申请专利范围第24项之电晶体,其中,该对源极 /汲极区域在该对侧壁间隔物的下方延伸一高达该 对侧壁间隔物中之一个之宽度的距离。 26.如申请专利范围第24项之电晶体,其中该对源极/ 汲极区域在该闸电极下方延伸一近似该闸电极宽 度的10%至20%范围内的距离。 图式简单说明: 图1说明一表明先前技术蚀刻后之微负载的基板。 图2a-2j说明一具有源极/汲极植入区域的电晶体之 形成及将一非结晶植入区域用作一蚀刻停止。 图3a-3g说明一无源极/汲极植入区域的电晶体之形 成及将一非结晶植入区域用作蚀刻停止的替代实 施例。 图4a-4d说明一种形成悬臂支架的方法。
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