本發(fā)明涉及一種鍺硅刻蝕液的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著超高密度集成電路的尺寸縮小、速度和功能提高，集成電路的技術(shù)節(jié)點縮小到10nm以下，對半導(dǎo)體器件的各種電學(xué)特性的精確控制變得更具挑戰(zhàn)性。與平面柵mosfet結(jié)構(gòu)相比，鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)通過將柵極包裹在鰭形通道的三個側(cè)面上增強了柵極對通道區(qū)的控制能力。gaa?mosfet與finfet類似，但是由于柵電極完全圍繞溝道，其具有更高的在通道上的靜電控制潛力。

2、在gaa?mosfet中，溝道區(qū)的典型制造方法包括在本體襯底頂部上外延生長溝道層和犧牲層的疊層(外延疊層(epi-stack)，犧牲層和溝道層由兩種不同的材料組成(交替的硅(si)和硅-鍺合金(sige)層)，然后通過選擇性刻蝕去除犧牲層形成溝道區(qū)的納米線。根據(jù)工藝需求，在gaa?mosfet結(jié)構(gòu)中，由于犧牲層和溝道層沉積材料的不同需要si/sige或sige/si的選擇性刻蝕液。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有的鍺硅刻蝕液對gaa?mosfet中，犧牲層和溝道層的材料(交替的硅(si)和硅-鍺合金(sige)層)刻蝕性能差，選擇比不高等缺陷，而提供了一種鍺硅刻蝕液的制備方法。采用本發(fā)明的制備方法制得的鍺硅刻蝕液可用于在gaamosfet中，選擇性刻蝕去除犧牲層形成溝道區(qū)的納米線，更具體地可用于從柵電極交替的硅(si)和硅-鍺合金(sige)層中，能夠選擇性加快硅-鍺合金的氧化速率以及氧化物去除速率，同時減慢或小幅加快硅的氧化速率以及氧化物的去除速率。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題。

3、本發(fā)明提供了一種鍺硅刻蝕液，其包括以下質(zhì)量分數(shù)的組分：0.1％-5％的氟化物、5％-25％的氧化劑、0.5％-2％抑制劑和水；所述的各組分之和為100％，所述的質(zhì)量分數(shù)為各組分質(zhì)量占各組分總質(zhì)量的質(zhì)量百分比。

4、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液中，所述的氟化物為本領(lǐng)域常規(guī)使用的氟化物，例如氫氟酸、氟化銨、四甲基氟化銨、氟化氫銨、四乙基氟化銨、四丙基氟化銨、氟磺酸、氟硼酸、氟化氫銨、六氟硅酸、六氟硅酸鹽、三乙胺三氫氟酸、吡啶氫氟酸鹽等化合物中的一種或多種，更優(yōu)選為氫氟酸。

5、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液中，所述的氟化物的質(zhì)量分數(shù)可為0.1％-5％(例如0.1％、1％、2.5％、5％)。

6、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液中，所述的氧化劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的氧化劑，優(yōu)選為過氧化氫、過氧乙酸、過硼酸、過硫酸銨、硝酸或高碘酸中的一種或多一種，更優(yōu)選為過氧化氫。

7、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液中，所述的氧化劑的質(zhì)量分數(shù)可為5％-25％(例如5％、10％、15％、20％或25％)。

8、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液中，所述的抑制劑為氨基酸，優(yōu)選為甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸(蛋氨酸)、脯氨酸、色氨酸、絲氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸、賴氨酸、精氨酸或組氨酸中的一種或多種，優(yōu)選為丙氨酸。

9、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液中，所述的抑制劑的質(zhì)量分數(shù)可為0.5％-1％(例如1％)。

10、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液還可包括以下質(zhì)量分數(shù)的組分：0.01％-5％絡(luò)合劑、0.01％-1％非離子表活性劑。

11、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液中，所述的絡(luò)合劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的絡(luò)合劑，可為有機酸，優(yōu)選為乙二胺四乙酸(edta)、乳酸、苯甲酸、乙二醇酸、丙二酸、馬來酸、水楊酸、甘油酸、草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、鄰苯二甲酸、蘋果酸、甲磺酸、乙磺酸、羥乙基磺酸、酒石酸、檸檬酸、瓜氨酸、五倍子酸和沒食子酸中的一種或多種，優(yōu)選edta。

12、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液中，所述的絡(luò)合劑的質(zhì)量分數(shù)可為0.5％-2％(例如1％)。

13、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液中，所述的非離子表面活性劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的非離子表面活性劑eo-po聚合物，所述的eo-po聚合物為聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物；優(yōu)選為eo-po聚合物l42、eo-po聚合物l43或eo-po聚合物l44中的一種或多種，優(yōu)選為eo-po聚合物l42。

14、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液中，所述的非離子表面活性劑的質(zhì)量分數(shù)可為0.1％-1％(例如0.5％)。

15、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液中，所述的水為去離子水、蒸餾水、純水或超純水中的一種或多種，優(yōu)選為去離子水。

16、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液包括以下質(zhì)量分數(shù)的組分：0.5％-5％的氫氟酸、5％-25％的過氧化氫、0.05-2％乙二胺四乙酸、0.01％-5％的丙氨酸、0.1％-1％eo-po聚合物l42和水。

17、在本發(fā)明某些優(yōu)選實施方案中，所述的鍺硅刻蝕液的包括以下的組分：

18、(1)0.1％的氟化物、15％的氧化劑、1％的絡(luò)合劑、1％的抑制劑、0.5％非離子表面活性劑和余量的水；

19、(2)1％的氟化物、15％的氧化劑、1％的絡(luò)合劑、1％的抑制劑、0.5％非離子表面活性劑和余量的水；

20、(3)2.5％的氟化物、15％的氧化劑、1％的絡(luò)合劑、1％的抑制劑、0.5％非離子表面活性劑和余量的水；

21、(4)5％的氟化物、15％的氧化劑、1％的絡(luò)合劑、1％的抑制劑、0.5％非離子表面活性劑和余量的水；

22、(5)1％的氟化物、5％的氧化劑、1％的絡(luò)合劑、1％的抑制劑、0.5％非離子表面活性劑和余量的水；

23、(6)1％的氟化物、10％的氧化劑、1％的絡(luò)合劑、1％的抑制劑、0.5％非離子表面活性劑和余量的水；

24、(7)1％的氟化物、20％的氧化劑、1％的絡(luò)合劑、1％的抑制劑、0.5％非離子表面活性劑和余量的水；

25、(8)1％的氟化物、25％的氧化劑、1％的絡(luò)合劑、1％的抑制劑、0.5％非離子表面活性劑余量的水；

26、組分(1)至(8)中，所述的氟化物、所述的氧化劑、所述的絡(luò)合劑、所述的抑制劑、所述的非離子表面活性劑和水均同前所述。

27、在本發(fā)明的某一方案中，所述的鍺硅刻蝕液優(yōu)選由以下質(zhì)量分數(shù)的組分組成：0.1％-5％的上述的氟化物、10％-50％的上述的氧化劑、0.01-5％的上述的絡(luò)合劑、0.01-5％的上述的抑制劑、0.01-1％的上述的非離子表面活性劑和余量的上述的水。

28、在本發(fā)明某些優(yōu)選實施方案中，所述的鍺硅刻蝕液由以下的組分組成：

29、(1)0.1％的氫氟酸、15％的過氧化氫、1％的edta、1％的丙氨酸、0.5％eo-po聚合物l42和余量的去離子水；

30、(2)1％的氫氟酸、15％的過氧化氫、1％的edta、1％的丙氨酸、0.5％eo-po聚合物l42和余量的去離子水；

31、(3)2.5％的氫氟酸、15％的過氧化氫、1％的edta、1％的丙氨酸、0.5％eo-po聚合物l42和余量的去離子水；

32、(4)5％的氫氟酸、15％的過氧化氫、1％的edta、1％的丙氨酸、0.5％eo-po聚合物l42和余量的去離子水；

33、(5)1％的氫氟酸、5％的過氧化氫、1％的edta、1％的丙氨酸、0.5％eo-po聚合物l42和余量的去離子水；

34、(6)1％的氫氟酸、10％的過氧化氫、1％的edta、1％的丙氨酸、0.5％eo-po聚合物l42和余量的去離子水；

35、(7)1％的氫氟酸、20％的過氧化氫、1％的edta、1％的丙氨酸、0.5％eo-po聚合物l42和余量的去離子水；

36、(8)1％的氫氟酸、25％的過氧化氫、1％的edta、1％的丙氨酸、0.5％eo-po聚合物l42和余量的去離子水。

37、本發(fā)明還提供了一種上述鍺硅刻蝕液的制備方法，其包括以下步驟：將所述的鍺硅刻蝕液的各組分進行混合，得到所述的鍺硅刻蝕液。

38、在本發(fā)明的某一方案中，所述的制備方法的溫度為室溫。

39、本發(fā)明還提供了一種上述的鍺硅刻蝕液在選擇性刻蝕gaa?mosfet結(jié)構(gòu)中犧牲層中的應(yīng)用。

40、在本發(fā)明的某一方案中，所述的應(yīng)用能夠選擇性加快硅-鍺合金的氧化速率以及氧化物去除速率，同時減慢或小幅加快硅的氧化速率以及氧化物的去除速率；對刻蝕硅-鍺合金/si具有高選擇比。

41、在本發(fā)明的某一方案中，所述的應(yīng)用在刻蝕過程中對硅-鍺合金/si的選擇性刻蝕比可為30-45，例如35-39；優(yōu)選為36、37、38、39。

42、在不違背本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。

43、本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得，其中，eo-po聚合物l42購自南通錦萊化工有限公司。

44、本發(fā)明的積極進步效果在于：采用本發(fā)明制備得到的鍺硅刻蝕液可用于在gaamosfet中，選擇性刻蝕去除犧牲層形成溝道區(qū)的納米線，能夠選擇性加快硅-鍺合金的氧化速率以及氧化物去除速率；同時減慢或小幅加快硅的氧化速率以及氧化物的去除速率；對刻蝕硅-鍺合金/si具有高選擇比。