[发明专利]一种SiGe和Si的选择性蚀刻液

说明书

本发明属于集成电路电子化学品领域，具体涉及一种SiGe和Si的选择性蚀刻液的制备及其使用方法。所述蚀刻液主要用于SiGe的湿法刻蚀，对SiGe具有良好的选择性，且对Si的腐蚀性弱，主要成分包括1~15%的复合氧化剂、1~15%的氟源、30~60%的缓冲组合物、0.05~5%的螯合剂、高纯水。该蚀刻液不仅对SiGe具有良好的选择性，而且具有较高的寿命，还能通过组分含量以及温度来控制蚀刻速率及选择比。

技术领域

本发明属于电子化学品领域，具体涉及一种SiGe和Si的选择性蚀刻液的制备及其使用方法。

背景技术

鳍式场效应晶体管(FinFET)的引入降低了电源电压，并对通道提供更好的电气控制，从而减少泄漏电流，克服短通道效应。FinFET的显著特点是，栅极包裹在导电沟道“Fin”的三个侧面。为了进一步提高CMOS器件的性能，缩小尺寸的同时引入像Ge这样高迁移率的材料，CMOS的下一个时代还要引用一种“GAA(环栅)FET”的概念，GAA FET可以看作是当前制作FinFET器件的延伸。GAA FET的特征是将栅极包裹在沟道的四个侧面，它可以进一步改进短沟道控制，被认为是未来CMOS技术的关键设计特征。

选择性地从鳍的SiGe和Si多层叠层中移除SiGe会产生垂直叠层的Si纳米线；反之亦然，从鳍的同一多层堆叠中选择性地移除Si会产生垂直堆叠的SiGe纳米线。本发明主要针对SiGe和Si多层叠层中选择性移除SiGe，增加蚀刻液对SiGe选择性的方式有很多，如合理选择氧化剂及氟源，调节pH值，调节蚀刻温度，增加蚀刻液极性等方式。目前SiGe/Si选择性去除SiGe的蚀刻存在多种问题，如蚀刻温度高，选择性低等。本发明的蚀刻液对SiGe的选择性大于30，反应温度低，还可以控制SiGe蚀刻速率与选择比。

发明内容

本发明针对现有选择性蚀刻SiGe的蚀刻液蚀刻温度高，SiGe选择性低等问题，目的在于提供一种选择性良好、蚀刻温度低的SiGe选择性蚀刻液的制备及其使用方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种SiGe和Si的选择性蚀刻液，蚀刻液主要成分包括1～15％的复合氧化剂、1～15％的氟源、30～60％的缓冲组合物、0.05～5％的螯合剂、余量为高纯水。

上述方案中，所述复合氧化剂是无机氧化剂和有机氧化剂以质量比1：1-10复配形成的复合氧化剂。

所述的无机氧化剂包括过氧化氢、过氧乙酸、过硼酸、过硫酸铵、硝酸、高碘酸中的至少一种；

所述的有机氧化剂包括苯醌、N-甲基吗啉-N-氧化物、硝基吡啶、硝基苯酚、阿脲、N-氧化吡啶、三甲胺N-氧化物中的至少一种。

上述方案中，所述氟离子源包括氢氟酸、氟化铵、四甲基氟化铵、四乙基氟化铵、四丙基氟化铵、氟硼酸、氟化氢铵、六氟硅酸、六氟硅酸盐、三乙胺三氢氟酸、吡啶氢氟酸盐等化合物中的至少一种。

上述方案中，所述缓冲组合物主要是醋酸-醋酸铵，柠檬酸-柠檬酸铵缓冲体系，优选醋酸-醋酸铵缓冲体系。

上述方案中，所述的螯合剂可以是乙二胺四乙酸、丁二胺四乙酸、丙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、酒石酸、二乙烯三胺五醋酸、硫代水杨酸、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸、胱氨酸、没食子酸等物质。

上述方案中，所用SiGe含30-60％的Ge(质量分数)，不同Ge含量的SiGe材料会有不同的蚀刻速率以及选择比，本发明对30％以上Ge含量的SiGe蚀刻的选择比大于30，且Ge含量越高选择性越大，而当SiGe中Ge含量低于25％时，由于Si含量过大，将不利于对SiGe的选择性蚀刻效果，即SiGe相对于Si的选择比小于15，此时可以通过改变条件来提高选择比。