形成具有非对称外形的鳍状物结构的装置和方法制造方法及图纸

实施例包括微电子器件，其包括：衬底，其包括凸起部分和非凸起部分，其中，电介质材料设置为与所述凸起部分相邻；外延子鳍状物结构，其设置在所述凸起部分上，其中，所述外延子鳍状物结构的底部部分包括非对称外形；以及设置在所述子鳍状物结构上的外延鳍状物器件结构。本文中描述了其它实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成具有非对称外形的鳍状物结构的装置和方法
技术介绍
例如，将诸如磷化铝铟等外延材料集成到诸如硅衬底等衬底上在微电子器件应用中是非常期望的。高质量外延材料增强了诸如片上系统(SoC)、高电压和射频器件以及互补金属氧化物硅(CMOS)应用等应用的性能。该集成涉及可能由于两种材料之间的晶格性质失配而引起的制造挑战。附图说明尽管说明书以特定地指出并清晰地要求保护某些实施例作为结束，但在结合附图阅读时，从对实施例的以下描述中可以更容易确定这些实施例的优点，在附图中：图la-1i表示根据各个实施例的结构的截面图。图2a-2c表示根据实施例的结构的截面图。图3表示根据实施例的方法的流程图。图4是实现一个或多个实施例的内插件。图5是根据实施例构建的计算设备。具体实施方式在以下详细描述中，参照附图，其通过例示的方式显示了其中可以实践所述方法和结构的具体实施例。对这些实施例进行足够详细的描述，以使本领域技术人员能够实践实施例。要理解，各个实施例(尽管不同)不一定是相互排斥的。例如，本文结合一个实施例所述的特定特征、结构或特性可以在其它实施例内被实施，而不脱离实施例的精神和范围。另外，要理解的是，可以修改每个所公开的实施例内的个体要素的位置或布置而不脱离实施例的精神和范围。在图中，贯穿若干视图，类似的附图标记可以指代相同或相似的功能。将以最有助于理解本文中的实施例的方式依次将各个操作描述为多个分立操作，然而，不应将描述的次序解释为暗示这些操作必然依赖于次序。特别地，这些操作不需要按照所呈现的次序执行。可以在诸如半导体衬底之类的衬底上形成或执行实施例的实施方式。在一种实施方式中，半导体衬底可以是使用体硅或绝缘体上硅下部结构形成的晶体衬底。在其它实施方式中，可以使用替代的材料来形成半导体衬底，这些材料可以或可以不与硅组合，其包括但不限于锗、锑化铟、碲化铅、砷化铟、磷化铟、砷化镓、砷化铟镓、锑化镓、或者III-V族或IV族材料的其它组合。虽然这里描述了可以用于形成衬底的材料的几个示例，但是可以充当可以在上面建立半导体器件的基础的任何材料都落在本文的实施例的的精神和范围内。描述了形成并利用诸如形成在衬底上的外延鳍状物结构之类的微电子结构的方法和相关联的结构。那些方法/结构可以包括形成设置在衬底的凸起部分上的外延子鳍状物结构，其中凸起部分包括衬底的凸起部分的单侧(singlesided)(111)刻面(facet)。(111)刻面被设置为沿着子鳍状物长度。子鳍状物的底部部分的非对称性将外延鳍状物生长限制于单个生长阵面，因此减少了缺陷。例如，图1a-1i示出了形成诸如设置在衬底上的外延鳍状物结构之类的微电子结构的实施例的截面图。在实施例中，微电子器件100可以包括衬底102(图1a)。在实施例中，例如，衬底102可以包括硅衬底，并且可以利用诸如硼之类的p型材料/元素进行p掺杂。在另一个实施例中，例如，衬底102可以包括电路元件，例如晶体管和无源元件。在实施例中，衬底102可以包括CMOS衬底102的一部分，并且可以包括p型金属氧化物半导体(PMOS)和n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。在实施例中，微电子器件100可以包括三栅极晶体管、栅极完全包围(GAA)晶体管、或任何其它类型的多栅晶体管的一部分。在实施例中，微电子器件100可以包括复合(包括III-V族材料)晶体管的一部分。在实施例中可以包括硅的鳍状物104可以设置在衬底102上。在其它实施例中，根据特定应用，鳍状物可以包括任何其它类型的适合的材料。在实施例中，鳍状物104可以被取向为使得其正交地设置在衬底102上。在实施例中，鳍状物104可以包括与衬底102相同的材料，并且在其它实施例中，鳍状物104可以包括与衬底102不同的材料。在实施例中，至少一个鳍状物104可以形成在衬底102上，其中鳍状物104可以包括从衬底102的第一表面104延伸并且终止于上表面107的相对侧壁105。上表面107在一些实施例中可以包括弯曲的外形，并且在其它实施例中可以包括其它形状，例如更呈矩形的外形。为了清晰和简洁起见，在图1a中仅示出两个鳍状物104；然而，要理解，可以制造任何适当数量的鳍状物104。在实施例中，诸如电介质材料106之类的隔离材料可以形成在鳍状物104上(图1b)。电介质材料106可以包括诸如二氧化硅之类的材料，并且在某些情况下可以包括浅沟槽隔离(STT)材料，其中电介质材料106邻接相对的鳍状物侧壁105。在实施例中，电介质材料106可以包括诸如碳掺杂的氧化物(CDO)、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、有机聚合物(例如，全氟环丁烷或聚四氟乙烯、氟硅酸盐玻璃(FSG))、和/或有机硅酸盐(ganosilicates)(例如，硅倍半氧烷、硅氧烷或有机硅酸盐玻璃)之类的材料。在实施例中，电介质材料106可以包括不同材料构成的多个层。在实施例中，电介质材料106可以包括化学气相沉积(CVD)沉积的材料。在实施例中，可以通过利用诸如化学机械抛光(CMP)工艺108之类的去除工艺108来去除隔离材料106的一部分(图1c)。在实施例中，可以通过利用氧化物抛光去除工艺来去除电介质材料106的一部分。在其它实施例中，可以利用其它去除工艺，例如各种湿法和/或干法蚀刻工艺。在实施例中，可以在去除工艺108之后暴露鳍状物104的顶部部分107。由于鳍状物外形107，可以在氧化物去除工艺108之后得到非对称氧化物形貌，其中与鳍状物104的第二侧壁105’的高度109’相比，与鳍状物104的第一侧壁105相邻的电介质材料106的高度109具有较短的高度。在实施例中，可以执行各向同性刻蚀工艺110，其中鳍状物104的一部分可以被去除(图1d)。由于蚀刻工艺110是各向同性的，在实施例中，在各向同性蚀刻工艺110期间，没有鳍状物104的材料的特定结晶平面(刻面)是优选的/暴露的，并且在执行各向同性蚀刻工艺110之后，各向同性的剩余鳍状物部分111的外形包括弯曲的外形。在实施例中，各向同性蚀刻工艺可以包括硅蚀刻，并且可以包括诸如使用氯或SF6等离子体化学试剂的等离子体干法蚀刻工艺之类的工艺，或者可以采用诸如硝酸/HF溶液之类的湿法蚀刻剂。在实施例中，与各向同性的剩余鳍状物部分111接触的相邻电介质材料区106、106’仍然是非对称的形貌，即，第一电介质材料106的高度109比相邻电介质材料区106’的高度109’短。在实施例中，可以执行非对称去除工艺112，其中剩余鳍状物部分103的(111)刻面可以被暴露(图1e)。在实施例中，例如，诸如四甲基氢氧化铵(TMAH)蚀刻剂和/或包括氢氧化铵的蚀刻剂之类的湿法蚀刻可以用于去除鳍状物结构104的一部分，然而根据特定应用可以利用其它干法和/或湿法蚀刻。非对称剩余鳍状物部分103可以包括倾斜的非对称外形，并且可以包括被暴露的单侧占优势(111)刻面。在实施例中，非对称剩余鳍状物部分103包括衬底102的凸起部分103，其中凸起部分的顶表面118包括鳍状物104材料的单侧(111)刻面。在实施例中，顶表面118的单侧(111)刻面可以包括单侧硅(111)刻面。在实施例中，顶表面118的单侧(111)刻面可以设置为在沟道电流方向上沿着鳍状物器件结构长度，本文中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电子器件结构，包括：衬底，其包括凸起部分和非凸起部分，其中，电介质材料设置为与所述凸起部分相邻，并且其中，所述凸起部分的顶表面包括所述凸起部分的材料的单侧(111)刻面；子鳍状物结构，其设置在所述凸起部分的所述顶表面上，其中，所述子鳍状物结构的底部部分包括非对称外形；鳍状物器件结构，其设置在所述子鳍状物结构上；栅极氧化物，其设置在所述鳍状物器件结构的一部分上；以及栅极材料，其设置在所述栅极氧化物上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微电子器件结构，包括：衬底，其包括凸起部分和非凸起部分，其中，电介质材料设置为与所述凸起部分相邻，并且其中，所述凸起部分的顶表面包括所述凸起部分的材料的单侧(111)刻面；子鳍状物结构，其设置在所述凸起部分的所述顶表面上，其中，所述子鳍状物结构的底部部分包括非对称外形；鳍状物器件结构，其设置在所述子鳍状物结构上；栅极氧化物，其设置在所述鳍状物器件结构的一部分上；以及栅极材料，其设置在所述栅极氧化物上。2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述子鳍状物结构包括第一侧和第二侧，其中，所述第一侧和所述第二侧具有不相等的长度。3.根据权利要求1所述的结构，其中，所述鳍状物器件结构和所述子鳍状物结构包括选自由III族元素、IV族元素、以及V族元素组成的组中的外延材料。4.根据权利要求1所述的结构，其中，所述微电子器件包括选自由多栅极晶体管和栅极完全包围晶体管组成的组中的器件。5.根据权利要求1所述的结构，其中，所述子鳍状物结构的所述底部部分包括所述衬底的所述凸起部分的(111)硅平面。6.根据权利要求1所述的结构，其中，所述单侧(111)刻面设置为沿着所述鳍状物器件结构的长度。7.根据权利要求1所述的结构，其中，所述衬底的所述凸起部分包括非对称外形。8.根据权利要求1所述的结构，其中，所述鳍状物器件结构在所述电介质材料的表面上方延伸。9.一种电子系统，包括：板；附接到所述板的微电子器件，其中，所述微电子器件包括至少一个晶体管，所述至少一个晶体管包括：衬底，其包括凸起部分和非凸起部分，其中，电介质材料设置为与所述凸起部分相邻；外延子鳍状物结构，其设置在所述凸起部分上，其中，所述外延子鳍状物结构的底部部分包括非对称外形；以及外延鳍状物器件结构，其设置在所述子鳍状物结构上。10.根据权利要求9所述的系统，还包括：其中，所述外延材料包括选自由氮化镓、砷化镓、磷化铟、磷化铟铝、砷化铟镓、砷化镓、砷化铟和氮化铟镓组成的组中的材料。11.根据权利要求9所述的系统，还包括：其中，所述衬底的所述凸起部分包括第一角度和第二角度。12.根据权利要求11所述的系统，还包括：其中，所述第一角度包括在大约120度与大约130度之间。13.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·拉赫马迪，M·V·梅茨，C·S·莫哈帕特拉，G·杜威，J·T·卡瓦列罗斯，A·S·默西，N·M·拉哈尔乌拉比，T·加尼，G·A·格拉斯，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US