專利名稱：在垂直半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上制造精密垂直和水平層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
體結(jié)構(gòu)中的柵電極和精密層的形成。具體地本發(fā)明涉及以納米線
(nanowire )或多個(gè)納米線作為電流路徑的基本部分的圍柵(wrap gate)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
背景技術(shù)：
直到最近，半導(dǎo)體器件已經(jīng)基于平面工藝，其在小型化和適合材 料的選擇方面強(qiáng)加了限制，其在下文中將進(jìn)一步說(shuō)明。納米級(jí)技術(shù)的 發(fā)展以及特別地制造納米線的能力打開(kāi)了設(shè)計(jì)垂直半導(dǎo)體器件的可 能性。為了這個(gè)應(yīng)用的目的，垂直半導(dǎo)體器件應(yīng)該理解為由基體和至 少一個(gè)突出結(jié)構(gòu)組成的器件，該突出結(jié)構(gòu)例如從基體生長(zhǎng)出。該突出 結(jié)構(gòu)對(duì)于器件的功能性應(yīng)該是必不可少的，例如形成電流傳輸溝道。 該突出結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度基本上比該結(jié)構(gòu)的直徑長(zhǎng)并且該突出結(jié)構(gòu)不與襯 底接觸的部分大致上比與襯底接觸的部分大。根據(jù)襯底表面、材料， 和生長(zhǎng)方法，優(yōu)選不同的生長(zhǎng)方向，所有這樣的方向認(rèn)為包括在術(shù)語(yǔ) 垂直半導(dǎo)體器件內(nèi)。以下舉例說(shuō)明具有納米線的該突出結(jié)構(gòu)。
具有窄帶隙的半導(dǎo)體材料，在下文中指III/V半導(dǎo)體，例如InAs 和InSb，具有高遷移率、高飽和載流子速度和低接觸電阻。這使得該 材料成為高速和低功率電子器件的合適的選擇物，并且近些年在大量 各種半導(dǎo)體器件中使用這些材料的興趣已經(jīng)顯示出顯著的增長(zhǎng)。然
而，用這些材料制成的晶體管經(jīng)常遭受與窄帶隙相關(guān)的差的電流控 制，小的電流開(kāi)啟/關(guān)閉比例，強(qiáng)的熱效應(yīng)，以及大的輸出電導(dǎo)。另外，III/ V半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)為了在商業(yè)上引起人的興趣優(yōu)選地應(yīng)該與目前的 基于硅的工藝相容，例如在硅襯底上制造是可能的。由于硅和III/V半 導(dǎo)體材料之間巨大的晶格失配，這對(duì)于常規(guī)工藝是困難的。這些上文
和數(shù)字應(yīng)用的性能。
具有寬帶隙的半導(dǎo)體材料，在下文中指氮化物半導(dǎo)體材料，例如
GaN、 InGaN，和AlGaN等，非常適合高電壓和高功率應(yīng)用。然而， 由于在氮化物半導(dǎo)體材料和它們從其制造的襯底之間高材料失配，用 這些材料制成的晶體管遭受差的材料質(zhì)量。而且，襯底的高成本，例 如藍(lán)寶石和SiC限制了氮化物半導(dǎo)體器件的潛在應(yīng)用領(lǐng)域。
在典型的平面場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)中源-漏電流限于半導(dǎo)體材料 的平面層。這意味著不可能在溝道中電流路徑方向上使用異質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái) 改進(jìn)性能，如在垂直的例如雙極的晶體管中實(shí)現(xiàn)的。用窄帶隙材料制 造異質(zhì)結(jié)構(gòu)也是困難的在111/ V半導(dǎo)體中由于缺少適合的晶格匹配材 料和Sb基化合物的問(wèn)題，以及對(duì)于Ge，與Si和SiC的巨大的晶格失 配。
納米線的生長(zhǎng)在異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上提供新的可能性，因?yàn)閺较驊?yīng)變 松弛允許制造大范圍的新的成分。例如InP可以在InAs上生長(zhǎng)而沒(méi)有 缺陷，如由Samuelson等的美國(guó)專利申請(qǐng)US2004/0075464 Al說(shuō)明的。 使用與線晶格不匹配的襯底也是可能的，其提供甚至更多的設(shè)計(jì)靈活
性并且打開(kāi)在si上集成in-v半導(dǎo)體的途徑。因而上文說(shuō)明的問(wèn)題可 以通過(guò)使用納米級(jí)尺寸的器件減輕。因此，包括納米線的結(jié)構(gòu)具有特 別的興趣并且在本申請(qǐng)自始至終用作非限制性例子。然而，如本領(lǐng)域 內(nèi)技術(shù)人員理解的，根據(jù)本發(fā)明的方法和器件不限制于納米級(jí)尺寸的 器件，也可以涉及更大的結(jié)構(gòu)。
半導(dǎo)體納米線在該上下文中確定為直徑小于200nm和長(zhǎng)度高達(dá) 幾個(gè)pm的桿狀結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體納米線的生長(zhǎng)可以以不同方式實(shí)現(xiàn)，例 如通過(guò)使用金屬微粒以幫助各向異性生長(zhǎng)的金屬有機(jī)氣相外延(MOVPE)，通常指的是氣液固體生長(zhǎng)(VLS),如在上文提到的 Samuelson等的美國(guó)申請(qǐng)中。另一個(gè)生長(zhǎng)外延納米線結(jié)構(gòu)的經(jīng)過(guò)驗(yàn)證 的方法是通過(guò)選擇區(qū)域外延(SAE)。
這樣的如垂直器件的突出結(jié)構(gòu)和納米線在關(guān)聯(lián)的工藝步驟上提 出新的要求并且新的工藝步驟必需為了實(shí)現(xiàn)精密的器件設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì) 和創(chuàng)造。特別地，對(duì)于緊隨器件的垂直部分制造之后的工藝步驟，在 納米線器件概念中的后生長(zhǎng)處理，這是真實(shí)的。這樣的工藝是層的制 造，其中在垂直部分和該層之間精密的表面面積是重要的或者其中需
要靠近納米線的該層的高度的平整度。納米線將在任何薄膜、層、電 極，或隔離的后生長(zhǎng)制造中起擾動(dòng)的作用，其中納米線會(huì)突出。這個(gè) 擾動(dòng)可以以薄膜沉積的遮蔽或薄膜在納米線側(cè)壁上的粘附的形式。
納米級(jí)圍柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括作為電流傳輸溝道的納米線。在納 米線的一端提供源電極或源接點(diǎn)，并且在相對(duì)端提供漏電極/接點(diǎn)。在 源電極和漏電極之間是設(shè)置的柵電極/接點(diǎn)。柵接點(diǎn)包圍或圍繞納米線 并且覆蓋一部分，納米線的柵部分。柵部分確定柵長(zhǎng)度。柵長(zhǎng)度對(duì)器 件的特性具有非常大的影響。在很多應(yīng)用中期望具有短的典型地低于 100nm的柵長(zhǎng)度。為了獲得具有可預(yù)測(cè)特性的器件，柵長(zhǎng)度應(yīng)該也是 一致的和可復(fù)制的。先前的方法例如在IEEE 2005中Tomas Bryllert 等的"垂直高遷移率圍柵InAs納米線晶體管"中說(shuō)明的給出覆蓋納米 線主要部分的圍柵。
發(fā)明摘要
存在提供層的需要，例如形成具有精確確定(well-defmed)的厚 度和位置的接點(diǎn)的層。這對(duì)于納米級(jí)垂直半導(dǎo)體器件特別重要，其中 例如柵接點(diǎn)的柵長(zhǎng)度的精密度和可復(fù)制性對(duì)于器件的性能和可復(fù)制 性是非常重要的。
本發(fā)明的目的是提供在垂直半導(dǎo)體器件中的垂直和水平表面兩 者上制造精確確定的層的方法。這通過(guò)如在權(quán)利要求1中定義的方法實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明涉及在具有突出結(jié)構(gòu)的襯底上各向異性沉積材料的方法， 其中不同的表面方向?qū)е螺^薄和/或較多孔的材料在該突出結(jié)構(gòu)的側(cè) 面上。在例如在濕法選擇性蝕刻中去除該薄和/或多孔材料后，假定 用于蝕刻的時(shí)間足夠短，橫向的層殘留在襯底上。
根據(jù)本發(fā)明的方法垂直半導(dǎo)體器件的垂直幾何形狀，提供垂直和 水平表面與提供各向異性的沉積和去除工藝結(jié)合使用，以制造具有不 同并且良好控制的厚度的垂直和水平表面的沉積層。
根據(jù)本發(fā)明提供包括襯底和從襯底突出的結(jié)構(gòu)的垂直半導(dǎo)體器
件。突出結(jié)構(gòu)被至少一層精密層(precision layer)包圍在它的長(zhǎng)度的 一部分中，并且突出結(jié)構(gòu)的包圍部分向突出結(jié)構(gòu)提供接觸長(zhǎng)度或接觸 面積。精密層放置于襯底上方并且接觸長(zhǎng)度由在突出結(jié)構(gòu)附近的精密 層的厚度限定。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，精密層是柵，并且突出結(jié)構(gòu)是形成FET 的電流溝道的納米線。FET的柵長(zhǎng)度由納米線附近的柵層的厚度限定。
根據(jù)本發(fā)明的方法，精密層在包括襯底和從襯底突出的結(jié)構(gòu)的垂 直半導(dǎo)體器件中提供。在該方法中精密層垂直或以某一角度沉積到襯
底上并且精密層的厚度被控制以便精密層的厚度限定與突出結(jié)構(gòu)的
接觸長(zhǎng)度。
精密層的沉積在一個(gè)實(shí)施例中是各向異性的并且優(yōu)選地使用突 出結(jié)構(gòu)和材料沉積方向之間的傾斜角以及通過(guò)在沉積過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)襯 底進(jìn)行。
另外一個(gè)實(shí)施例利用一個(gè)或一個(gè)以上犧牲層并且包括步驟 -沉積犧牲層；
-在犧牲層上方沉積模子層； -選擇性去除模子層中的至少一部分； -選擇性去除犧牲層中的至少 一部分； 并且其中精密層的沉積是各向同性的。由于根據(jù)本發(fā)明的工藝，使得以精密的方式制造垂直結(jié)構(gòu)成為可 能，人們可以開(kāi)發(fā)器件幾何圖形的新概念，如這里通過(guò)柵結(jié)構(gòu)舉例說(shuō)
明的其中關(guān)鍵尺寸未被光刻分辨度(definition)所限定而由沉積限定， 引入了精密性和器件小型化的潛力，其通過(guò)光刻方法是不可能的。層 可沉積兩個(gè)不同厚度， 一個(gè)在納米線側(cè)壁上以及一個(gè)與納米線成角 度。這樣多步工藝最小化至一個(gè)單工藝步驟。精密性既指沉積層的厚 度，例如確定柵長(zhǎng)度，也指層的定位。即使考慮根據(jù)本發(fā)明的方法制 造的精密層在靠近納米線的位置顯示出一些變薄的現(xiàn)象，以精密的方 式預(yù)測(cè)這些效應(yīng)將是可能的，并且最重要地這些效應(yīng)將是可復(fù)制的。 另外該方法有助于在垂直和水平表面上高質(zhì)量層的沉積。
本發(fā)明的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中定義。本發(fā)明的其他的目的、 優(yōu)勢(shì)和新穎的特征從本發(fā)明的下列詳細(xì)說(shuō)明當(dāng)與附圖和權(quán)利要求結(jié) 合考慮時(shí)將明顯可見(jiàn)。


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例現(xiàn)在將參考

，其中 圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟； 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的制造柵層和包括柵層的器件的方法； 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在第一角度實(shí)施的制造柵層 的方法；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在第二角度實(shí)施的制造柵層 的方法；
圖5示出在根據(jù)本發(fā)明的器件中的納米線、介電層和由柵層厚度 所確定的柵長(zhǎng)度；
圖6a和b示出根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例的利用犧牲層制造柵層的 方法，第一步驟(a)和最終步驟(b),并且圖6c示出在該工藝中中 間狀態(tài)的納米線組合；
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的利用升高層制造升高的柵層的方法；
圖8a-c示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例的步驟；
圖9a-b示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例的步驟，并
且9c舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的制造的垂直半導(dǎo)體；
圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的制造柵層的方法，其中器
件包括多個(gè)納米線；
圖ll是在金屬化之后穿透柵金屬層的納米線的例子；
圖12a-f示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例的步驟；以及
圖13示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟制造的垂直半導(dǎo)體器件。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的方法涉及的垂直半導(dǎo)體器件1的特征是如在圖la 中示意性地示出的從襯底10豎起的突出結(jié)構(gòu)5。襯底是指器件的底部 并且上表面，或覆蓋納米線的頂部的任何層的上表面是指器件的頂 部。突出結(jié)構(gòu)5具有至少一個(gè)與襯底表面20，或與襯底表面平行的表 面，形成25-90。范圍內(nèi)的角的表面15。在下文中，術(shù)語(yǔ)水平表面20 將用于指襯底表面20或與襯底表面平行的表面。相應(yīng)地，術(shù)語(yǔ)垂直 表面用于指突出結(jié)構(gòu)5的表面15或包圍突出結(jié)構(gòu)5的層的表面。突 出結(jié)構(gòu)5的表面15典型地是納米線的包絡(luò)表面(envelope surface)。 在背景技術(shù)中說(shuō)明了突出結(jié)構(gòu)5如何可在一定的后生長(zhǎng)處理步驟中起 擾動(dòng)的作用，例如在襯底10上的層的沉積中。根據(jù)本發(fā)明的方法， 利用垂直半導(dǎo)體器件包括至少兩個(gè)表面(襯底表面20和突出結(jié)構(gòu)15 的表面，兩者之間具有明顯的角度)的特征提供選擇性表面沉積。產(chǎn) 生的器件將具有與襯底表面20和突出結(jié)構(gòu)15的表面中的僅一個(gè)基本 上平行的選擇層。
根據(jù)本發(fā)明的在圖lb中示意性地示出的方法包括主要步驟 -沉積步驟(105)，其中層材料在垂直表面15和水平表面20兩者上沉積，形成垂直層17和水平層21。沉積可是各向同性的(如用相同 寬度的箭頭標(biāo)示的)或各向異性的(如用不同寬度的箭頭標(biāo)示的)， 以及
-去除步驟(115)，接著該沉積步驟(105),其中去除垂直層17或 水平層21。如果沉積是各向同性的，去除應(yīng)該是各向異性的(如用不 同寬度的箭頭標(biāo)示的)。如果沉積是各向異性的，去除可以是各向同 性的(如用相同寬度的箭頭標(biāo)示的)，但也可以涉及各向異性去除， 在這種情況下各向異性應(yīng)該是相同類型的?；蛘撸趯又械娜魏螌油?全去除之前結(jié)束該去除，而留下垂直或水平層中的比另一層薄的一 層。典型地并且優(yōu)選地這些層中一層具有小于另一層一半厚度的厚 度。
主要步驟產(chǎn)生突出結(jié)構(gòu)5的包絡(luò)上的垂直層17 (圖中"A")或 與襯底表面15平行的水平層21 ( "B")，如在圖lc中所示。這些 步驟典型地僅是后生長(zhǎng)工藝的 一部分，其中增加多個(gè)不同性質(zhì)的層以 形成最終垂直半導(dǎo)體器件1。
本發(fā)明的方法可以用于形成垂直半導(dǎo)體的精確確定的部分，例如 接點(diǎn)、端子、柵、間隔層、升高層、絕緣層、可充電層，和介電層。
用于該層的材料可以從包括導(dǎo)電材料和絕緣體的寬范圍中選擇，如在 下文中將進(jìn)一步論述。在下文說(shuō)明的實(shí)施例中突出結(jié)構(gòu)5是納米線， 或是包括納米線的結(jié)構(gòu)，其從襯底10或在村底10上的基極層生長(zhǎng)。 垂直表面15是納米線的側(cè)壁，或通過(guò)其他方法在納米線上生長(zhǎng)或施 加的層上的側(cè)壁。水平表面20可是襯底10的表面，或施加在襯底上 的層的上表面。
可以使用寬范圍的沉積技術(shù)，例如蒸發(fā)、濺射、化學(xué)氣相沉積 (CVD)和原子層沉積(ALD)。沉積技術(shù)的選擇將既取決于沉積材 料也取決于是否要求各向同性或各向異性沉積。蒸發(fā)是典型地高度各 向異性的，而基于CVD的技術(shù)典型地是各向同性的。取決于壓力和 其他參數(shù)，可以使濺射成為各向異性或各向同性。適合的去除技術(shù)包括各向異性和各向同性蝕刻和燒蝕方法例如激光燒蝕。光影響蝕刻技 術(shù)適合于本發(fā)明，因?yàn)樗鼈兲峁┯晒庠吹南鄬?duì)定位提供的設(shè)定的定向 的各向異性。沉積技術(shù)以及蝕刻和燒蝕方法在本領(lǐng)域和商用產(chǎn)品中眾 所周知，并且考慮到本發(fā)明的方法的先決條件，技術(shù)人員將能夠找到 沉積技術(shù)、去除技術(shù)，以及蝕刻物質(zhì)的適合的組合。
垂直半導(dǎo)體器件的性能如在背景部分說(shuō)明的，在很多情況下取決 于與突出結(jié)構(gòu)的接觸和/或相互作用的部分的準(zhǔn)確性和可復(fù)制性。這些 部分指精密層。精密層可是任何與突出結(jié)構(gòu)垂直方向成角的電極/接觸 層和/或絕緣層，其中在與納米線的接觸面積上的高的精確度
(definition)或/和靠近納米線的層的平整度是重要的。接觸長(zhǎng)度定義 為精密層面向突出結(jié)構(gòu)的部分的長(zhǎng)度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，形 成精密層，提供基本上由在突出結(jié)構(gòu)的附近的接觸層的厚度限定的接 觸長(zhǎng)度。精密層的典型例子是包圍在納米級(jí)FET中的納米線的一部分 的柵電極，并且在本實(shí)施例中，精密層將用柵電極/層、以及具有柵長(zhǎng) 度的高精確度接觸面積舉例說(shuō)明。優(yōu)選地并且典型地柵層在納米線的 方向上延伸不超過(guò)該層的厚度。
包括圍柵的垂直半導(dǎo)體器件基于至少一個(gè)垂直結(jié)構(gòu)，典型地納米 線，在其周圍，柵電極通過(guò)后生長(zhǎng)處理形成。柵電極典型地用于引起 電場(chǎng)效應(yīng)，與常規(guī)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)類似。典型地由柵層形成 的圍柵電極在這里必須通過(guò)絕緣層與源極和漏極隔離。 一個(gè)或多個(gè)層 可以用根據(jù)本發(fā)明的方法形成，但是實(shí)施例主要用作為精密層的柵層 舉例說(shuō)明。絕緣層也可用作間隔層以提供柵層的相對(duì)納米線的精確確 定的高度。多個(gè)獨(dú)立的層可用于形成間隔層和絕緣層。為了通過(guò)增加 的遷移率和飽和電子速率提高器件性質(zhì)，在納米線中優(yōu)選使用帶隙比 Si窄的材料(如同InAs、 InSb，以及In、 As、 Ga、 Sb和P的合金)。
用微粒以輔助各向異性的生長(zhǎng)?；瘜W(xué)束外延或不同類型的氣相外延方 法可用于生長(zhǎng)。使用光刻方法或金屬微粒沉積以確定出金屬微粒并且金屬微粒的尺寸決定線的直徑。典型地，可以制造具有5%標(biāo)準(zhǔn)偏差
的低于200nm的直徑。線僅在所確定的位置生長(zhǎng)并且平面生長(zhǎng)速率在 這個(gè)微粒輔助生長(zhǎng)模式中是可忽略的。適合在半導(dǎo)體襯底上生長(zhǎng)納米 線的方法在US2003/010244中說(shuō)明。提供具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)的外延生長(zhǎng)納 米線的方法在US2004/0075464中。作為備選，選擇區(qū)域外延(SAE) 可以用于生長(zhǎng)納米線或其他納米結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本實(shí)施例的方法在圖2中示出。本方法包括步驟 205:在襯底和納米線上的例如用SiNx制成的介電和絕緣層25的 各向同性沉積。各向同性沉積將在垂直和水平表面15、 20上產(chǎn)生均 勻?qū)?7、 21。
210:柵層28的各向異性沉積。柵層28的沉積被精確控制以提 供預(yù)定厚度的層。在納米線5的附近的層28的厚度將限定柵長(zhǎng)度。 或者在后續(xù)步驟中處理柵層28以形成要求的厚度的層，例如使用精 密蝕刻。
215:主要在納米線5的垂直部分上對(duì)不需要的柵層材料的可選 4奪的去除，例如通過(guò)蝕刻。
220:提供絕緣層27，例如BCB。 225:頂層30的沉積，例如形成金屬的頂部4妄觸。 如在圖2中示出的，根據(jù)本實(shí)施例的垂直半導(dǎo)體器件1將具有柵 電極設(shè)置，其中柵長(zhǎng)度由柵層28的厚度限定。柵層28優(yōu)選地應(yīng)該是 均勻的。然而，試驗(yàn)結(jié)果似乎表明靠近納米線5可以觀察到可能由于 遮蔽效應(yīng)造成的輕微傾斜。這樣的偏差已經(jīng)顯示不會(huì)妨礙性能并且不 會(huì)影響方法的可復(fù)制性。使柵層28的厚度來(lái)確定柵長(zhǎng)度的先決條件 是垂直結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意到具有偏離襯底90。角的結(jié)構(gòu)的器件也可用上 述方法得到精確確定的柵長(zhǎng)度。本方法不限于柵電極層。本方法可以 有利地用于任何與納米線垂直方向成角的電極/接觸層和/或絕緣層的 設(shè)計(jì)，其中在與納米線的接觸面積上的高精確度或/和靠近納米線的層 的平整度是重要的。本方法可以用于在納米線上制造精確確定的歐姆接觸。這些層的在層平面的方向上的范圍可通過(guò)光刻方法確定或不確 定。特別地剝離技術(shù)與本發(fā)明相容。
根據(jù)本發(fā)明的方法，可以通過(guò)下文說(shuō)明的實(shí)施例示出的方式變
化。根據(jù)在圖3中示出的一個(gè)實(shí)施例，步驟310的各向異性沉積進(jìn)行 通過(guò)
1. 使用入射角，即在襯底的法線和材料沉積方向之間的角，其不 同于零?？梢允褂?gt;0°和<45°的角度。優(yōu)選的使用低于20。的角度并且 更加優(yōu)選地在10-15。區(qū)間的角度。
2. 在沉積過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)樣品。樣品圍繞納米線的方向或村底表面的 法線轉(zhuǎn)動(dòng)。
如果需要單個(gè)(垂直的)層，使用精密蝕刻步驟以帶走在納米線 /垂直結(jié)構(gòu)上的沉積物(步驟315)。
這樣可以制造精密層28,具有性質(zhì)
1. 在高度上精密的精確度(因?yàn)楦叨仁怯沙练e步驟確定的)。通 過(guò)沉積，厚度可以容易地控制到下至lA,與光刻步驟相比，光刻步 驟的最佳精確度是4氐于lnm。并且經(jīng)常少于10nm。
2. 靠近納米線5的高平整性和/或與納米線/器件的垂直側(cè)壁的精 密接觸面積。
即使在零度入射角，蒸發(fā)材料將總是粘附到納米線(NW)側(cè)壁 表面。這個(gè)材料對(duì)于小入射角將是多孔的。小傾斜與轉(zhuǎn)動(dòng)的組合在 NW 5的側(cè)壁上僅提供少量相當(dāng)均勻分布的非晶材料。這個(gè)材料具有 比柵層平面上的材料相當(dāng)更快的蝕刻速率。然后在NW側(cè)壁上的材料 可以蝕刻去掉而留下完整的柵金屬層。
圖3示出使用材料沉積方向的小的入射的沉積。在圖4中描繪使 用相當(dāng)?shù)馗蟮慕堑某练e工藝。圖3和圖4示出在本方法中結(jié)合的兩 個(gè)機(jī)制。取決于期望的結(jié)果，兩個(gè)機(jī)制的材料和沉積方法(材料粒度、 溫度、各向異性的程度、壓力、沉積速度，以及角度)的不同組合可 以通過(guò)改變關(guān)于樣品的入射材料束角度來(lái)選擇。通過(guò)傾斜角人們可以設(shè)計(jì)納米線5上的垂直側(cè)壁上的層17和平
面層20之間的厚度比例。什么時(shí)候這是有用的一個(gè)例子是當(dāng)結(jié)合將 柵與表面分隔的介電層25的沉積和在納米線側(cè)壁15上的柵阻擋層的 沉積時(shí)在FET制造中。如果在柵電極28和襯底10之間的電容對(duì)于器 件性能是重要的，在襯底上具有比在垂直側(cè)壁上更厚的介電層的結(jié)構(gòu) 是有利的。介電層的材料應(yīng)該是高k值材料，其可以在薄層中沉積， 優(yōu)選地小于10nm且具有高均勻度。
在更大的入射角度，蒸發(fā)的材料在NW的側(cè)壁上以及在柵層平面 上都將具有良好的質(zhì)量。即使在45。的入射，在NW的側(cè)壁上的蒸發(fā) 的材料的厚度將比在柵層平面上的厚度更小。這是由于NW側(cè)壁的特 定部分由于轉(zhuǎn)動(dòng)和非零入射角而僅面對(duì)蒸發(fā)源一部分(總是小于一 半)時(shí)間。在另一方面，柵層平面除了當(dāng)它被NW遮蔽時(shí)一直面對(duì)蒸 發(fā)源。改變?nèi)肷浣强梢栽O(shè)計(jì)厚度比例，通過(guò)進(jìn)一步減小入射角增加該 比例。層的精密的(垂直層的厚度)均勻蝕刻將提供柵層平面，精確 度由層厚度=初始厚度-垂直層厚度給出。
本方法的重復(fù)使能夠通過(guò)這個(gè)方法設(shè)計(jì)，間隔層厚度、柵阻擋層 厚度，和柵長(zhǎng)度。
納米線FET用作例子。本方法可以用于任何垂直器件或垂直納米 線器件以及基于從襯底突出的特征的器件。 一個(gè)例子是器件基于在 (100)襯底上的(111 )納米線。
垂直器件可以基于納米線5，其中橫向延伸(expansion)通過(guò)生 長(zhǎng)或其^也處理加入。
為了不引起在沉積條件中大的變化，理想地轉(zhuǎn)動(dòng)速度應(yīng)該高得比 得上沉積速度。
如果在工藝中存在空間(在垂直和水平層之間足夠高的比例)， 人們可以為了增加層的均勻性而減小各向異性。
根據(jù)發(fā)明的方法制造的產(chǎn)品的例子是在圖5中描繪的柵結(jié)構(gòu)。在 這個(gè)結(jié)構(gòu)中柵阻擋層材料沉積到納米線5上(可能通過(guò)如同各向同性濺射或ALD的各向同性沉積)。柵層28通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法制造。 這樣?xùn)沤Y(jié)構(gòu)中的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，a柵阻擋層厚度和b柵長(zhǎng)度，通過(guò)沉 積步驟來(lái)確定。這使得以一定方式收縮柵特征尺寸是可能的，而該一
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，犧牲層(或多個(gè)犧牲層)在柵層28 的形成中使用。同樣在這個(gè)情況下，柵層28應(yīng)該視為精密層的非限 制性例子。然而，可以制造其他精確確定的精密層，例如犧牲層或間 隔層。本實(shí)施例在圖6a-b中示出，并且包括步驟
505:犧牲柵層(SGL) 30的沉積例如SiOx的層30通過(guò)蒸發(fā)沉 積。它在后面的階段去除并且應(yīng)該用于形成用于實(shí)際的柵層28的模 子。于是使用與除實(shí)際的柵層材料之外的其他材料和蒸發(fā)技術(shù)關(guān)聯(lián)的 性質(zhì)是可能的。
510:在SGL30的上面沉積模子層31。例如，SiNx可以用于這個(gè)目的。
515:在SGL 30的上面的模子層31用定向RIE蝕刻。于是SGL 30 用例如在SiOx的情況下的緩沖氧化物蝕刻(BOE )選擇性地蝕刻去除。
520:柵層28的沉積在SGL30去除后，實(shí)際柵層28將用例如 濺射或ALD等的高各向同性方法沉積。有效柵長(zhǎng)度由SGL30的厚度 構(gòu)成并且可以精確控制在十nm以下。同時(shí)它允許更厚的柵金屬進(jìn)一 步遠(yuǎn)離溝道，減小柵層電阻。
525:圍繞納米線5的多余金屬將使用掩模35蝕刻去除。這個(gè)蝕 刻步驟不需要很高的精密度。
530:接著柵層28嵌入絕緣層并且沉積頂接觸33。在嵌入之前， 為了減小柵層電阻，在離溝道足夠距離處的柵層厚度可以用例如電鍍 增力口。
在根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的沉積中可使用根據(jù)之前實(shí)施例的傾斜/轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖6c用SEM照片示出犧牲柵層30的使用。這個(gè)照片對(duì)應(yīng)于在 實(shí)際柵層28的沉積(步驟520)之前的部分嵌入的納米線的外觀。根據(jù)更另一個(gè)實(shí)施例，以升高層或間隔層的形式的精密層用于將 柵層定位于納米線5上的預(yù)定高度。這是精密層的沉積的非限制性例 子。在根據(jù)本發(fā)明的器件中的任何層可是精密層。在圖7中示出的方
法包括附加步驟，在沉積柵層610的步驟之前進(jìn)行
608:沉積升高層28:例如SiOx在樣品的旋轉(zhuǎn)和傾斜過(guò)程中蒸發(fā) 沉積，產(chǎn)生在表面上的平面層并且在納米線5的側(cè)邊上的非晶SiOx。
609:蝕刻升高層28。在納米線側(cè)邊上的非晶SiOx蝕刻后，在表 面上留下完整的水平層28。為了獲得納米線良好的外形本工藝應(yīng)該可 優(yōu)化。
或者，升高層通過(guò)施加旋涂(spin-on)材料提供，其中旋涂材料 在柵層的沉積610之前蝕刻到需要的厚度。
僅因?yàn)榍宄脑?，才艮?jù)本發(fā)明的器件和方法被作為包括單個(gè)納 米線5說(shuō)明。該方法同樣可很好地用于具有多個(gè)納米線的器件。納米 線5可是一致的或在形狀或尺寸或成分/內(nèi)部結(jié)構(gòu)上不同。該方法也可 用于包括分支納米線的器件。使用掩模技術(shù)，可以提供選擇的成組的 納米線第一類型的精密層并且提供其他選擇的成組的納米線第二類 型的精密層。納米線可以是如襯底或在襯底上的任何基極層的相同的 或其他材料。
已經(jīng)說(shuō)明才艮據(jù)本發(fā)明的器件和方法，其中突出結(jié)構(gòu)5作為有源部 分，納米線形成例如電流溝道。有源結(jié)構(gòu)的其他例子包括，但不限于 pn結(jié)、LED、電容器、電阻器和傳感器。可以制作器件其中至少一些 納米線或柱形物不是電有源部分，相反具有結(jié)構(gòu)功能，例如支撐上層。
另外一個(gè)例子其中可使用根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)置是形成發(fā)光 二極管(LED)的垂直半導(dǎo)體。在這個(gè)情況中突出結(jié)構(gòu)5、納米線或 納米結(jié)構(gòu)可以通過(guò)與FETs相同的工藝制造。納米線LED結(jié)構(gòu)的三個(gè) 例子在圖10a-c中示意性地示出。所有三個(gè)例子基于n型，本征，p 型納米線的基本結(jié)構(gòu)?？稍O(shè)置標(biāo)記的納米線部分使得第一部分6是n型的，第二部分7是本征的，以及第三部分8是p型的，或使得第一 部分6是p型的，第二部分是本征的，以及第三部分是n型的?；鶚O 層可與納米線5的第一部分6相同。
在圖8a的例子中使用三個(gè)水平層。兩個(gè)金屬層用于接觸n和p 型部分6、 8,下部金屬層28和上部金屬層33。絕緣層27用于電隔 離金屬層。為了在本征層中產(chǎn)生的光有效引出，在這個(gè)例子中絕緣和 上部金屬層33都必須是透明的。
在圖8b的例子中提供與納米線保形的絕緣和上部金屬層27、 33。
屬層33都必須是透明的。
在圖8c的例子中納米線5的第一部分6通過(guò)基極層IO接觸。因 此，對(duì)于LED的接觸僅需要一層金屬層，上部金屬層33。
為了對(duì)納米線部分提供精確確定的接觸，金屬層28、 33中之一 或兩者，以及或者絕緣層27通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法提供。另外，在 納米線上而不是在襯底上具有更薄的金屬和絕緣層可例如是有利的， 盡管這些層優(yōu)選地是盡可能透明的。
上述實(shí)施例主要舉例說(shuō)明與村底平行的精密層的使用。如說(shuō)明的 本發(fā)明也可用于在突出結(jié)構(gòu)上制造精確確定的垂直層。在圖9a-b中， 用于在納米結(jié)構(gòu)例如納米線上制造垂直層的步驟示意性地示出。納米 結(jié)構(gòu)可以如與FETs結(jié)合i兌明的方式相同的方式生長(zhǎng)。
在圖9a的例子中提供具有直立的納米線的襯底。在第一步驟中， 層或多個(gè)層各向同性地沉積。在第二步驟中進(jìn)行各向異性蝕刻，主要 對(duì)與襯底平行的層的部分起作用，結(jié)果導(dǎo)致沉積材料在納米線的包絡(luò) 表面上形成條帶。
在圖9b的例子中提供具有直立的納米線的襯底。在第一步驟中， 層25和犧牲層30各向同性地沉積。在第二步驟中進(jìn)行犧牲層30的 各向異性蝕刻，主要對(duì)與襯底10平行的層的部分起作用，結(jié)果導(dǎo)致 層25在納米線5的頂面和襯底10上暴露。在第三步驟中蝕刻層25的暴露部分，犧牲層30的剩余起掩^^的作用。在可選的最后步驟中
犧牲層30的剩余選擇性的去除。圖9c是納米線的SEM照片，其中 沉積層留在垂直包絡(luò)表面上而水平層被去除。 這樣的技術(shù)的幾個(gè)有用的特征包括下列
-工藝是固有地自對(duì)準(zhǔn)的。納米線的垂直側(cè)壁有效地產(chǎn)生關(guān)于各向 異性蝕刻的厚度變化。
-該技術(shù)可用于圍繞納米線形成金屬和介電層兩者。
-沉積材料的剩余條帶(或多個(gè)條帶)僅在納米線周圍發(fā)現(xiàn)。蝕刻 去除在納米線之間表面上的材料。這對(duì)于僅在納米線上的選擇性的區(qū) 域中產(chǎn)生柵電介質(zhì)是有用的，在該處薄膜的平面層是不需要的。
-可使用沉積材料的多層并且可與選^H生的蝕刻結(jié)合，如在圖9b 中示出的。
在大多數(shù)情況下為了清楚的原因，突出結(jié)構(gòu)5僅示例為在徑向上 是均勻的。應(yīng)該注意到突出結(jié)構(gòu)5例如納米線可包括徑向異質(zhì)結(jié)構(gòu)， 例如調(diào)整了電流溝道中的摻雜濃度的同心層。同樣在這些情況下由本 發(fā)明給予的提供形成例如柵接點(diǎn)的精密層的能力具有高度的價(jià)值。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法形成的層可由但不限于適合接點(diǎn)的例如 Au、 Al、 Cr、 Cu、 Pd、 Mo、 Ti、 W、 WN、 TiN、 TaN、 HfN、 MoN, 以及Ni、 Al、 Ir、 Co、 Ta、 Pt、 Pd、 Ti、 W和Mo的硅化物的導(dǎo)電材 料和適合電介質(zhì)或間隔應(yīng)用的例如Ce02、 Y203、 A1203、 Si02、 SiNx、 Hf02、 HfLaO、 Zr02、 TaOx、多晶硅(PolySi)等的絕緣材料制成。
適合用于垂直半導(dǎo)體器件的襯底材料包括但不限于Si、 GaAs、 GaP 、 GaP:Zn、 GaAs、 InAs、 InP、 GaN、 A1203、 SiC、 Ge、 GaSb、 ZnO、 InSb、 SOI (絕緣體上硅)、CdS、 ZnSe、 CdTe。適合用于突出
結(jié)構(gòu)例如納米線的材料包括但不限于w、 ni-v、 n-vi半導(dǎo)體例如
GaAs (p) 、 InAs、 Ge、 ZnO、固、GalnN、 GaNAlGalnN、 BN、 InP、 InAsP、 GalnP、 InGaP:Si、 InGaP:Zn、 GalnAs、 AlInP、 GaAlInP、 GaAlInAsP、 GaInSb、 InSb和Si。應(yīng)該注意到才艮據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)置相當(dāng)適合于基于特征在于高帶隙的氮化物例如GaN、 InN和A1N的 器件的制造。氮化物有助于在通過(guò)常規(guī)工藝不容易獲取的波長(zhǎng)范圍內(nèi) 發(fā)光的LEDs，以及用于高電壓和/或高功率應(yīng)用的晶體管和二極管的 制造。具有特定的商業(yè)興趣的其他組合包括但不限于GaAs、 GalnP、 GaAlInP、 GaP系統(tǒng)。
制造例子
在使用根據(jù)本發(fā)明的方法制造垂直半導(dǎo)體的一個(gè)例子中納米線 的矩陣使用圖案化的Au圓片作為催化劑通過(guò)化學(xué)束外延生長(zhǎng)。在剝 離工藝中使用電子束光刻和金屬蒸發(fā)將圓片置于高導(dǎo)電InAs (111)-襯底上。線具有l(wèi)jum (格子(check))的間距并且矩陣由11 x ll的 線組成。在形成圖案后，納米線使用三曱基銦(TMIn)和預(yù)先裂開(kāi)的 叔丁基胂(TBA)作為源材料在大約420。C的生長(zhǎng)溫度生長(zhǎng)。典型的 生長(zhǎng)速率是大約50nm/min并且線不是有意地?fù)诫s的，而顯示出具有 載流子濃度大約1-5 x 1017011_3的n型導(dǎo)電。線具有3pm的長(zhǎng)度并且 使用分別具有55和70nm的直徑的兩個(gè)類型的設(shè)計(jì)的和測(cè)量的線。線 的直徑是由Au圓片的直徑設(shè)定的并且它們都在同一批中處理。
在生長(zhǎng)之后，晶體管用在圖10中示意性地示出的步驟處理。首 先，40nm厚的SiNx層25使用等離子體增強(qiáng)CVD、 PECVD來(lái)沉積。 該氮化物層25既起柵電介質(zhì)的作用也起柵和襯底之間的絕緣層的作 用。80nm厚的Au層28接著熱蒸發(fā)到樣品上以形成柵。圖11示出在 金屬化之后穿透柵金屬層28的納米線5。從該圖中我們得出結(jié)論柵金 屬不會(huì)覆蓋線的側(cè)邊，即柵長(zhǎng)度不長(zhǎng)于蒸發(fā)沉積的柵厚度。用這個(gè)方 法我們通過(guò)沉積層的厚度代替在平面技術(shù)中的光刻方法直接控制柵 長(zhǎng)度。在仔細(xì)檢查后它看起來(lái)在靠近納米線處存在更少的金屬，其表 明柵長(zhǎng)度比金屬厚度更短。這可能導(dǎo)致減少的柵耦合，但是因?yàn)榫w 管顯示良好的特性，如接著顯示出的，這不認(rèn)為是嚴(yán)重的問(wèn)題。在柵 金屬化之后，柵通過(guò)與濕法蝕刻結(jié)合的光刻形成圖案并且它在與100x 100|im2的外部焊盤連接的線矩陣區(qū)域覆蓋20 x 20pm2的面積。樣品 旋轉(zhuǎn)涂敷1pm厚的BCB 27,其提供在柵和頂部漏極接點(diǎn)33之間的絕 緣。明顯地，線比BCB層27的厚度相當(dāng)大地更長(zhǎng)并且因此線的頂部 從BCB層27突出來(lái)。接著SiNx層25在線的尖端處使用緩沖HF蝕 刻并且非合金的漏極歐姆接觸通過(guò)Ti/Au的蒸發(fā)形成。這個(gè)層覆蓋 BCB層27上方的線的全部頂部(如通過(guò)SEM4企查可見(jiàn))并且因此線 5的接觸面積增加，線物理穿透漏極接點(diǎn)以減小歐姆接觸電阻。最終， 漏極接點(diǎn)的圖案化通過(guò)在矩陣上濕法蝕刻Ti/Au接觸層到20x20jim2 的尺寸完成，并且這個(gè)區(qū)域與100 x 100pm2的焊盤電連接用于探測(cè)。 明顯地，除了第一預(yù)生長(zhǎng)的圖案化，并行并且精確建立的處理技術(shù)使 用的所有步驟適合用于批量制造。
根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步用多個(gè)FETs的制造舉例說(shuō)明，如在圖 12a-f中示出的，并且產(chǎn)生的器件在圖13的橫截圖中示意性地示出。 納米線的矩陣通過(guò)化學(xué)束外延(CBE)使用圖案化的Au圓片作為催 化劑生長(zhǎng)。圓片在剝離工藝中使用電子束光刻和金屬蒸發(fā)在高導(dǎo)電 InAs ( 111 )-襯底上形成。在這個(gè)例子中InAs襯底在晶體管中起一個(gè) 接點(diǎn)(源極)的作用。
在生長(zhǎng)之后，5nm厚的H幻2層25a通過(guò)原子層沉積(ALD )在 250。C沉積。這之后跟著是100nmSiOx層26隨著樣品轉(zhuǎn)動(dòng)的傾斜(15 度)蒸發(fā)。圖12a示出在Si02沉積之后的樣品。SiOx層26的目的是 從襯底10提升柵層28大約100nm。沉積在納米線的側(cè)邊上的多余的 Si(X用HF去除。圖12b示出在去除Si02之后的納米線。這之后跟著 另一個(gè)5nmHf0225b的ALD,其將包覆相對(duì)多孔的SiOx用于進(jìn)一步 的處理。這個(gè)第二 HfCb層25b也部分填充SiOx和納米線底部之間的 小空洞。Hf02層25 (具有10nm的總厚度)起柵電介質(zhì)的作用。
參考圖12c, Cr柵層28通過(guò)傾斜(10度)蒸發(fā)50nmCr到轉(zhuǎn)動(dòng) 樣品上而沉積。這在產(chǎn)生的柵長(zhǎng)度中提供高精密度。參考圖12d,在 納米線5的側(cè)邊的多余材料通過(guò)短Cr蝕刻去除。圖12e示出對(duì)于測(cè)試樣品在側(cè)邊沉積物去除之后的柵極而沒(méi)有SiOx源極-柵極層，圖12f
具有SiOx。在圖12e中的較亮的襯度對(duì)應(yīng)于10nm厚HfO2。當(dāng)樣品裂 開(kāi)時(shí)，Cr去除它與之接觸的Hf02。這清楚地揭示有效的納米線柵長(zhǎng) 度，其對(duì)于圖12e的情況是50nm。
基于交聯(lián)聚合(cross-polymerized)光阻劑的有機(jī)絕緣層27用作 柵極-漏極分隔。光阻劑首先用UV光刻形成圖案用于柵導(dǎo)孔。接著它 被硬化并使用氧等離子體干法蝕刻到期望的厚度。完全處理的層的厚 度由用于回蝕刻的時(shí)間設(shè)定，其根據(jù)納米線的長(zhǎng)度變化。典型地柵極 -漏極間距是100-200nm。
當(dāng)去除在漏極側(cè)的Hf02時(shí)，柵極-漏極絕緣層27也起蝕刻掩模的 作用，其用緩沖HF濕法蝕刻完成。在這之后，漏極暴露于稀釋的 NH4SX，其進(jìn)一步去除氧化物并且也使納米線鈍化直到漏極接點(diǎn)被加 工。再者，當(dāng)蒸發(fā)Ti和Au層33以形成漏極接點(diǎn)時(shí)傾斜并且轉(zhuǎn)動(dòng)樣
口O o
權(quán)利要求
1.一種在垂直半導(dǎo)體器件(1)的垂直和水平表面(15，20)上提供不同厚度的層的方法，所述垂直半導(dǎo)體器件(1)包括襯底(10)和從所述襯底突出的結(jié)構(gòu)(5)，所述襯底提供水平表面(20)并且所述突出結(jié)構(gòu)提供垂直表面(15)，所述方法的特征在于步驟-在所述垂直表面和所述水平表面上都沉積層材料；以及-從所述垂直表面和/或所述水平表面去除層材料，其中層材料的所述沉積或所述去除是各向異性的，使得在所述垂直和水平表面(15，20)中之一上的沉積層比在另一個(gè)上的薄，通過(guò)提供垂直表面(15)和水平表面(20)的所述器件的垂直幾何形狀便于所述各向異性沉積或去除。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述突出結(jié)構(gòu)(5)是在所述 襯底(10)上生長(zhǎng)的納米級(jí)結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在所述垂直半導(dǎo)體器件 (1)中通過(guò)進(jìn)行形成精密層(28)的材料的各向異性沉積來(lái)提供所述精密層(28),并且在所述沉積過(guò)程中使用材料沉積方向的不同于 零的入射角。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述入射角大于0并且小于 45° 。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中控制所述沉積步驟 以提供在與所述襯底(10)垂直的方向上的第一厚度和在與所述突出 結(jié)構(gòu)(5)垂直的方向上的笫二厚度。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括另一 步驟蝕刻以從所述突出結(jié)構(gòu)(5)去除沉積物。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中控制所述蝕刻以從所述突出結(jié) 構(gòu)(5)去除全部沉積物。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的方法，其中控制所述蝕刻以留下在與所述襯底(10)垂直的方向上的第一最終厚度的和在與所述突出結(jié)構(gòu)(5)垂直的方向上的第二最終厚度的精密層(28)。
9. 如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在沉積所述精密 層(28)的步驟之前采取的步驟-沉積犧牲層(30 );-在所述犧牲層(30)上面沉積模子層(31); -選擇性地去除所述模子層(31)的至少一部分； -選擇性地去除所述犧牲層(30)的至少一部分； 并且其中所述精密層(28)的沉積是各向同性的。
10. 如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述垂直半導(dǎo)體 器件(1)是納米級(jí)場(chǎng)效應(yīng)晶體管并且所述精密層(28)是柵電極， 并且其中控制所述柵電極的沉積厚度使得控制所述柵長(zhǎng)度。
11. 如權(quán)利要求3-10中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述沉積包括各 向異性蒸發(fā)。
12. 如權(quán)利要求3-10中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述沉積包括各 向異性賊射。
13. 垂直半導(dǎo)體器件(1 )，包括襯底(10 )和從所述襯底(10 ) 突出的結(jié)構(gòu)(5)，所述突出結(jié)構(gòu)(5)被至少一層精密層(28)包圍 在其長(zhǎng)度的一部分中，所述突出結(jié)構(gòu)(5)的被包圍部分提供接觸長(zhǎng) 度，其特征在于所述精密層(28)位于所述襯底(10)上方并且所述 接觸長(zhǎng)度由所述突出結(jié)構(gòu)(5)附近的所述精密層(28)的厚度限定。
14. 如權(quán)利要求13所述的垂直半導(dǎo)體器件(1)，其中所述突出 結(jié)構(gòu)(5 )是納米線，所述納米線(5 )形成所述垂直半導(dǎo)體器件(1 ) 的電有源部分。
15. 如權(quán)利要求14所述的垂直半導(dǎo)體器件(1),其中所述納米 線(5)形成電流溝道。
16. 如權(quán)利要求14或15所述的垂直半導(dǎo)體器件(1),其中所 述器件(1 )是場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
17. 如權(quán)利要求15或16所述的垂直半導(dǎo)體器件(1 ),其中所 述精密層(28)是柵電極，并且所述接觸長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于柵長(zhǎng)度并且由所 述納米線(5)附近的柵層的厚度限定。
18. 如權(quán)利要求14-17中任一項(xiàng)所述的垂直半導(dǎo)體器件(1)，其 中所述精密層(28)是位于所述襯底(10)和另一層之間的間隔層， 提供所述另 一層關(guān)于所述納米線的準(zhǔn)確定位。
19. 如權(quán)利要求14-16中任一項(xiàng)所述的垂直半導(dǎo)體器件(1),其 中所述精密層(28)已經(jīng)通過(guò)使用犧牲層(30)形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及在垂直半導(dǎo)體器件(1)的垂直和水平表面(15，20)上提供不同厚度的層。具體地本發(fā)明涉及在包括襯底(10)和基本上從襯底豎起的伸長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)(5)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的柵電極和精密層(28)的形成。根據(jù)本發(fā)明的方法，器件(1)的垂直幾何形狀與沉積材料的各向異性沉積或各向異性去除結(jié)合使用以形成具有非常高精密度的垂直或水平層。
文檔編號(hào)H01L33/24GK101595565SQ200780042242
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月18日
發(fā)明者E·林德, J·奧爾森, L·-E·沃納森, L·薩繆爾森, T·洛格倫 申請(qǐng)人:昆南諾股份有限公司