Tecnologia de Gravura Seletiva SiGe e Si

O Gate-All-Around FET (GAAFET), como uma arquitetura de transistor de próxima geração preparada para substituir o FinFET, atraiu atenção significativa por sua capacidade de fornecer controle eletrostático superior e desempenho aprimorado em dimensões menores. Um passo crítico na fabricação de GAAFETs do tipo n envolve a alta seletividadegravurade pilhas de SiGe:Si antes da deposição de espaçadores internos, gerando nanofolhas de silício e liberando canais.

Este artigo investiga a seleçãotecnologias de gravaçãoenvolvido neste processo e apresenta dois novos métodos de gravação - gravação sem plasma com gás altamente oxidativo e gravação em camada atômica (ALE) - que oferecem novas soluções para alcançar alta precisão e seletividade na gravação SiGe.

Camadas Superrede SiGe em Estruturas GAA

No projeto dos GAAFETs, para melhorar o desempenho do dispositivo, camadas alternadas de Si e SiGe sãocultivado epitaxialmente em um substrato de silício, formando uma estrutura multicamadas conhecida como superrede. Essas camadas de SiGe não apenas ajustam a concentração de transportadores, mas também melhoram a mobilidade dos elétrons ao introduzir estresse. No entanto, nas etapas subsequentes do processo, essas camadas de SiGe precisam ser removidas com precisão, mantendo as camadas de silício, exigindo tecnologias de gravação altamente seletivas.

Métodos para Gravura Seletiva de SiGe

Gravura sem plasma com gás altamente oxidante

A seleção do gás ClF3: Este método de ataque emprega gases altamente oxidativos com extrema seletividade, como o ClF3, alcançando uma relação de seletividade SiGe:Si de 1000-5000. Pode ser concluído à temperatura ambiente sem causar danos ao plasma.

Eficiência em baixas temperaturas: A temperatura ideal é de cerca de 30°C, realizando gravação de alta seletividade sob condições de baixa temperatura, evitando aumentos adicionais no orçamento térmico, o que é crucial para manter o desempenho do dispositivo.

Ambiente seco: Todo oprocesso de gravaçãoé conduzido em condições completamente secas, eliminando o risco de aderência da estrutura.

Gravura em Camada Atômica (ALE)

Características autolimitadas: ALE é uma atividade cíclica de duas etapastecnologia de gravação, onde a superfície do material a ser gravado é primeiro modificada e, em seguida, a camada modificada é removida sem afetar as partes não modificadas. Cada etapa é autolimitada, garantindo precisão ao nível da remoção de apenas algumas camadas atômicas por vez.

Gravação cíclica: As duas etapas mencionadas acima são repetidas repetidamente até que a profundidade de gravação desejada seja alcançada. Este processo permite que a ALE alcancegravação de precisão em nível atômicoem cavidades de pequeno porte nas paredes internas.

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