本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及制造領(lǐng)域,特別涉及一種納米線的制造方法及用于制造納米線的溝槽結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
納米線是具有納米單位尺寸的納米結(jié)構(gòu),具有幾納米到幾百納米直徑的尺寸。納米尺寸的晶體管器件具有超低的靜態(tài)功耗和較高的驅(qū)動(dòng)電流,是集成電路22納米以下極有潛力的器件結(jié)構(gòu)。
納米線的制造是納米線技術(shù)中的關(guān)鍵。在硅襯底上制作出III-V族材料的納米線,是納米線制造的一個(gè)研究熱點(diǎn),III-V族材料與Si襯底之間存在較大的晶格失配和熱失配,會(huì)產(chǎn)生大量的錯(cuò)位,目前,通常采用金屬液滴誘導(dǎo)生長(zhǎng)的方法,具體的,在硅襯底上形成金屬滴誘導(dǎo),而后利用外延生長(zhǎng)的方法,如MOCVD或MBE等,在金屬滴誘導(dǎo)上生長(zhǎng)出III-V族材料的納米線,這樣可以獲得較高質(zhì)量的納米線。
然而,在金屬液滴誘導(dǎo)生長(zhǎng)的方法中,由于采用金屬液滴誘導(dǎo),會(huì)在III-V族材料的納米線中引入深能級(jí),造成污染,影響后續(xù)器件的制作以及器件的性能的穩(wěn)定性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種納米線的制造方法,提供高質(zhì)量且性能穩(wěn)定的納米線。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明有如下技術(shù)方案:
一種用于制造納米線的溝槽結(jié)構(gòu),包括:
襯底;
襯底上的溝槽,溝槽為介質(zhì)材料;
溝槽中的Si或Ge的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層,其中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層上表面上形成有掩蓋層,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層在溝槽中具有{111}面。
可選的,所述襯底為Si或Ge的半導(dǎo)體襯底,所述溝槽的介質(zhì)材料以及掩蓋層的材料為半導(dǎo)體襯底的氧化物。
可選的,所述半導(dǎo)體誘導(dǎo)層位于溝槽的端部或中部。
可選的,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面為與溝槽底面垂直且相互之間成60°角的兩個(gè)面,或者為與溝槽底面成60°角的斜面。
此外,本發(fā)明還提供了一種納米線的制造方法,包括:
提供襯底;
在襯底上形成溝槽,溝槽為介質(zhì)材料;
在溝槽中形成Si或Ge的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層,其中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層上表面上形成有掩蓋層,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層在溝槽中具有{111}面;
進(jìn)行外延生長(zhǎng),沿半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面在溝槽中形成半導(dǎo)體材料的納米線。
可選的,所述半導(dǎo)體材料的納米線為Ge、GeSn或III-V族半導(dǎo)體化合物。
可選的,所述襯底為Si或Ge的半導(dǎo)體襯底,在襯底上形成溝槽以及在溝槽中形成半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的步驟包括:
在掩膜層的掩蔽下,刻蝕所述半導(dǎo)體襯底,以形成溝槽,溝槽端部或中部任意位置處的半導(dǎo)體襯底為半導(dǎo)體誘導(dǎo)層;
進(jìn)行氧化工藝,至少在溝槽內(nèi)壁上形成氧化層,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層上形成有氧化層或刻蝕所述半導(dǎo)體層時(shí)所用的掩膜層;
刻蝕半導(dǎo)體誘導(dǎo)層朝向溝槽的端部,形成朝向溝槽的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面。
可選的,所述襯底為Si或Ge的半導(dǎo)體襯底,在襯底上形成溝槽以及在溝槽中形成半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的步驟包括:
刻蝕所述半導(dǎo)體襯底,以形成溝槽以及溝槽中具有{111}面的半導(dǎo)體誘導(dǎo) 層;
進(jìn)行氧化工藝,至少在溝槽內(nèi)壁上形成氧化層,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層上形成有氧化層或刻蝕所述半導(dǎo)體層時(shí)所用的掩膜層;
通過(guò)刻蝕,暴露出半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面。
可選的,采用MOCVD或MBE方法進(jìn)行外延生長(zhǎng)。
可選的,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面為與溝槽底面垂直且相互之間成60°角的兩個(gè)面,或者為與溝槽底面成60°角的斜面。
本發(fā)明實(shí)施例提供的用于制造納米線的溝槽結(jié)構(gòu)以及納米線的制造方法,在溝槽中形成有半導(dǎo)體誘導(dǎo)層,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層在溝槽中具有{111}面,進(jìn)而可以通過(guò)半導(dǎo)體誘導(dǎo)層{111}面進(jìn)行納米線的生長(zhǎng),納米線會(huì)從沿著{111}面在溝槽中生長(zhǎng),生長(zhǎng)出的納米線具有更好的晶格匹配性,不會(huì)引入深能級(jí),且生長(zhǎng)出的納米線形狀更為規(guī)整,具有高質(zhì)量和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于制造納米線的溝槽結(jié)構(gòu)的立體示意圖;
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的納米線的制造方法的流程示意圖;
圖4-圖10A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的制造方法制造納米線的過(guò)程中的中間結(jié)構(gòu)的示意圖,其中,圖4-圖10為俯視結(jié)構(gòu)示意圖,圖5A-圖10A分別為圖5-圖10的AA向截面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11-圖18A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的制造方法制造納米線的過(guò)程中的中間結(jié)構(gòu)的示意圖,其中,圖11-圖18為俯視結(jié)構(gòu)示意圖,圖11-圖18A分別為圖11-圖18的AA向截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明,但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣,因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
其次,本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述,在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí),為便于說(shuō)明,表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大,而且所述示意圖只是示例,其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外,在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。
正如背景技術(shù)的描述,在現(xiàn)有技術(shù)中,采用金屬滴誘導(dǎo)的方式進(jìn)行III-V族材料的納米線的生長(zhǎng),這種方法可以獲得較高質(zhì)量的納米線,但會(huì)在納米線中引入深能級(jí),造成污染,影響后續(xù)器件的制作以及器件性能的穩(wěn)定性。
為此,本發(fā)明提出了一種用于制造納米線的溝槽結(jié)構(gòu)以及納米線的制造方法,在溝槽中形成有半導(dǎo)體誘導(dǎo)層,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層在溝槽中具有{111}面,進(jìn)而可以通過(guò)半導(dǎo)體誘導(dǎo)層{111}面進(jìn)行納米線的生長(zhǎng),納米線會(huì)從沿著{111}面在溝槽中生長(zhǎng),生長(zhǎng)出具有更好的晶格匹配性,不會(huì)引入深能級(jí),且生長(zhǎng)出的納米線形狀更為規(guī)整,具有高質(zhì)量和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。
參考圖1和圖2所示,所述用于制造納米線的溝槽結(jié)構(gòu)包括:
襯底100;
襯底100上的溝槽110,溝槽110為介質(zhì)材料;
溝槽100中的Si或Ge的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120,其中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120上表面上形成有掩蓋層1202,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120在溝槽中具有{111}面1201。
在本發(fā)明中,所述襯底100為支撐襯底,可以為任意合適材料的襯底,在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中,所述襯底為Si、Ge襯底,例如可以為Si襯底、 Ge襯底、SiGe襯底、SOI(絕緣體上硅,Silicon On Insulator)或GOI(絕緣體上鍺,Germanium On Insulator)等,還可以為疊層結(jié)構(gòu),例如Si/SiGe等,還可以其他外延結(jié)構(gòu),例如SGOI(絕緣體上鍺硅)等。
在本發(fā)明的溝槽結(jié)構(gòu)中,溝槽為介質(zhì)材料,也就是說(shuō)至少溝槽的內(nèi)壁,即側(cè)壁和底壁,是介質(zhì)材料形成的,介質(zhì)材料例如可以為氧化物、氮化物或氮氧化物等,溝槽的深度和寬度可以由所需形成的納米線的尺寸來(lái)確定。
半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120由Si或Ge的半導(dǎo)體晶體材料形成,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層可以形成在溝槽110的端部或者溝槽中部的任意位置處,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120在溝槽中具有{111}面1201,即半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面朝向溝槽方向,以便于沿著溝槽進(jìn)行納米線的外延生長(zhǎng)。對(duì)于形成在溝槽110端部的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120,僅其朝向溝槽一端具有{111}面1201,對(duì)于在溝槽110中部任意位置處的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120,其朝向溝槽的一端或兩端都可以具有{111}面1201,若半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的兩端都具有{111}面1201,在外延生長(zhǎng)時(shí),具有更高的生長(zhǎng)效率,一次生長(zhǎng)可以在一個(gè)溝槽中形成兩條納米線。
如圖1所示,在一些實(shí)施例中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面可以為與溝槽底面垂直且相互之間成60°角的兩個(gè)面,如圖2所示,在另一些實(shí)施例中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面可以為與溝槽底面成60°角的斜面。同時(shí),半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的上表面上形成有掩蓋層1202,掩蓋層1202為介質(zhì)材料,可以與溝槽具有相同或不同的介質(zhì)材料。這樣,在進(jìn)行外延生長(zhǎng)時(shí),半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120僅朝向溝槽的{111}面進(jìn)行外延生長(zhǎng),Si或Ge的{111}面與Ge、GeSn、III-V族半導(dǎo)體化合物等半導(dǎo)體材料晶體具有更好的晶格匹配性,且沿著{111}面在溝槽中生長(zhǎng),通過(guò)該溝槽結(jié)構(gòu)形成納米線,不會(huì)引入深能級(jí),且生長(zhǎng)出的納米線形狀更為規(guī)整,具有高質(zhì)量和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。
以上對(duì)本發(fā)明的用于制造納米線的溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的描述,此外,本發(fā)明還提供了一種納米線的制造方法,參考圖3所示,該方法包括:
S01,提供襯底;
S02,在襯底上形成溝槽,溝槽為介質(zhì)材料;
S03,在溝槽中形成Si或Ge的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層,其中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層上表面上形成有掩蓋層,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層在溝槽中具有{111}面;
S04,進(jìn)行外延生長(zhǎng),沿半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面在溝槽中形成半導(dǎo)體材料的納米線。
在該方法中,溝槽中形成有半導(dǎo)體誘導(dǎo)層,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層在溝槽中具有{111}面,進(jìn)通過(guò)半導(dǎo)體誘導(dǎo)層{111}面進(jìn)行納米線的生長(zhǎng),納米線會(huì)從沿著{111}面在溝槽中生長(zhǎng),生長(zhǎng)出納米線具有更好的晶格匹配性,不會(huì)引入深能級(jí),且生長(zhǎng)出的納米線形狀更為規(guī)整,具有高質(zhì)量和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。
為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)效果,以下將結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
實(shí)施例一
在步驟S101,提供襯底100,參考圖4所示。
在本發(fā)明實(shí)施例中,所述襯底100可以為Si、Ge襯底,例如可以為Si襯底、Ge襯底、SiGe襯底、SOI(絕緣體上硅,Silicon On Insulator)或GOI(絕緣體上鍺,Germanium On Insulator)等,還可以為疊層結(jié)構(gòu),例如Si/SiGe等,還可以其他外延結(jié)構(gòu),例如SGOI(絕緣體上鍺硅)等。
在步驟S102和步驟S103,在襯底100上形成溝槽110,溝槽110為介質(zhì)材料,以及在溝槽110中形成Si或Ge的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120,其中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120上表面上形成有掩蓋層130,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120在溝槽110中具有{111}面1201,參考圖7和圖7A(圖7的AA向截面示意圖),以及圖9和圖9A(圖9的AA向截面示意圖)所示。
在本實(shí)施例中,具體的,首先,刻蝕所述半導(dǎo)體襯底100,以形成溝槽110,溝槽110端部或中部的任意位置的半導(dǎo)體襯底100為半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120,參考圖5和圖5A(圖5的AA向截面示意圖)所示。
可以通過(guò)在襯底上形成掩膜層(圖未示出),掩膜層例如可以為氧化硅、氮氧化硅、氮化硅或他們的疊層,在掩膜層的掩蔽下,采用刻蝕技術(shù),進(jìn)行半導(dǎo)體襯底100的刻蝕,刻蝕出所需深度和寬度的溝槽110,溝槽110的寬度 和深度可以由所需形成的納米線的尺寸來(lái)確定,溝槽110的寬度和深度為納米級(jí)尺寸,如幾納米、幾十納米或一百多納米等。在該實(shí)施例中,刻蝕出的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120通常為長(zhǎng)方形(俯視圖),還沒(méi)有暴露出{111}面。
對(duì)于形成的掩膜層,在一些實(shí)施例中,可以進(jìn)一步將其去除,在另一些實(shí)施例中,可以將該掩膜層保留,保留下來(lái)的掩膜層可以作為半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120之上的掩蓋層。
而后,進(jìn)行氧化工藝,至少在溝槽110內(nèi)壁上形成氧化層110,參考圖6和圖6A(圖6的AA向截面示意圖)所示。
進(jìn)行氧化工藝后,暴露的半導(dǎo)體材料的表面上都形成了氧化層,在去除掩膜層的實(shí)施例中,在溝槽110的內(nèi)壁、半導(dǎo)體襯底100的表面以及半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的表面上都覆蓋了氧化層130,如圖6和圖6A所示,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的表面上覆蓋的氧化層130為其上表面上的掩蓋層。在未去除掩膜層的實(shí)施例中,在溝槽110的內(nèi)壁上覆蓋了氧化層(圖未示出)。
接著,刻蝕半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120朝向溝槽110的端部,形成朝向溝槽110的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面,參考圖7和圖7A(圖7的AA向截面示意圖),以及圖9和圖9A(圖9的AA向截面示意圖)所示。
在該步驟中,僅刻蝕半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120朝向溝槽110的端部,以形成朝向溝槽的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面1201。具體地,首先,在溝槽110中形成填充層(圖未示出),通過(guò)沉積填充材料,例如多晶硅,而后進(jìn)行平坦化,從而在溝槽110中形成填充層,而后,在半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120上形成另一掩膜層,在該掩膜層的掩蔽下,采用濕法或干法刻蝕,進(jìn)行半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的端部的刻蝕,對(duì)于形成在溝槽110端部的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的實(shí)施例,僅刻蝕其朝向溝槽110的一個(gè)端部,以形成半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的{111}面1201,對(duì)于在溝槽110中部任意位置處的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的實(shí)施例,可以刻蝕其朝向溝槽的一端或兩端,使得半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的一個(gè)端部或兩個(gè)端部具有{111}面1201,若半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的兩端都具有{111}面1201,在外延生長(zhǎng)時(shí),具有更高的生長(zhǎng)效率,一次生長(zhǎng)可以在一個(gè)溝槽中形成兩條納米線。通過(guò)對(duì)掩膜 層的圖形的設(shè)置,以及刻蝕工藝的調(diào)整,可以在半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的端部形成不同結(jié)構(gòu)的{111}面1201,如圖7和圖7A所示,在一些實(shí)施例中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的{111}面1201為與溝槽底面垂直且相互之間成60°角的兩個(gè)面;如圖9和圖9A所示,在另一些實(shí)施例中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的{111}面1201為與溝槽底面成60°角的斜面。而后,將溝槽中的填充層(圖未示出),此步驟中的掩膜層可以進(jìn)一步去除或保留。
在步驟S104,進(jìn)行外延生長(zhǎng),沿半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面在溝槽中形成半導(dǎo)體材料的納米線,參考圖8和圖8A(圖8的AA向截面示意圖),以及圖10和圖10A所示(圖10的AA向截面示意圖)。
可以采用MOCVD(有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法)或MBE(分子束外延)或其他合適的方法進(jìn)行半導(dǎo)體材料的外延生長(zhǎng),半導(dǎo)體材料可以為Ge、GeSn或III-V族半導(dǎo)體化合物等,在外延生長(zhǎng)的過(guò)程中,晶體會(huì)從半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的{111}面1201沿著溝槽進(jìn)行生長(zhǎng),從{111}面1201生長(zhǎng)的納米線,尤其是III-V族半導(dǎo)體化合物的納米線,具有更好的晶格匹配,且不會(huì)引入深能級(jí),且生長(zhǎng)出的納米線形狀更為規(guī)整,具有高質(zhì)量和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。
至此,形成了本發(fā)明實(shí)施例的納米線結(jié)構(gòu),可以根據(jù)需要進(jìn)一步將形成的納米線進(jìn)行釋放,或進(jìn)一步在納米線上進(jìn)行器件的加工。
實(shí)施例二
在實(shí)施例中,提供了一種納米線的不同的實(shí)現(xiàn)方法,與實(shí)施例一相比,主要是形成溝槽及半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的形成方法不同,以下主要對(duì)與實(shí)施例一中不同的部分進(jìn)行描述,相同部分將不再贅述。
在步驟S201,提供襯底100,參考圖4所示。
在本發(fā)明實(shí)施例中,所述襯底100可以為Si、Ge襯底,例如可以為Si襯底、Ge襯底、SiGe襯底、SOI(絕緣體上硅,Silicon On Insulator)或GOI(絕緣體上鍺,Germanium On Insulator)等,還可以為疊層結(jié)構(gòu),例如Si/SiGe等,還可以其他外延結(jié)構(gòu),例如SGOI(絕緣體上鍺硅)等。
在步驟S202和步驟S203,在襯底100上形成溝槽110,溝槽110為介質(zhì) 材料,以及在溝槽110中形成Si或Ge的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120,其中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120上表面上形成有掩蓋層130,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120在溝槽110中具有{111}面1201,參考圖11和圖11A(圖11的AA向截面示意圖),以及圖15和圖15A(圖15的AA向截面示意圖)所示。
在該實(shí)施例中,具體的,首先,刻蝕所述半導(dǎo)體襯底100,以形成溝槽110以及溝槽110中具有{111}面1201的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120,參考圖11和圖11A以及圖15和圖15A。
可以通過(guò)在襯底上形成掩膜層(圖未示出),掩膜層例如可以為氧化硅、氮氧化硅、氮化硅或他們的疊層,在掩膜層的掩蔽下,采用刻蝕技術(shù),進(jìn)行半導(dǎo)體襯底100的刻蝕,刻蝕出所需深度和寬度的溝槽110,溝槽110的寬度和深度可以由所需形成的納米線的尺寸來(lái)確定,溝槽110的寬度和深度為納米級(jí)尺寸,如幾納米、幾十納米或一百多納米等。在該實(shí)施例中,通過(guò)對(duì)掩膜層的圖形的設(shè)置,以及刻蝕工藝的調(diào)整,形成端部為{111}面1201的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的端部可以形成不同結(jié)構(gòu)的{111}面1201,如圖11和圖11A所示,在一些實(shí)施例中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的{111}面1201為與溝槽底面垂直且相互之間成60°角的兩個(gè)面;如圖15和圖15A所示,在另一些實(shí)施例中,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的{111}面1201為與溝槽底面成60°角的斜面。半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120可以形成在溝槽的端部或者溝槽中部的任意位置處,對(duì)于在溝槽110中部任意位置處的半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的實(shí)施例,可以刻蝕其朝向溝槽的一端或兩端,使得半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的一個(gè)端部或兩個(gè)端部具有{111}面1201,若半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的兩端都具有{111}面1201,在外延生長(zhǎng)時(shí),具有更高的生長(zhǎng)效率,一次生長(zhǎng)可以在一個(gè)溝槽中形成兩條納米線。
而后,將溝槽中的填充層(圖未示出),此步驟中的掩膜層可以進(jìn)一步去除或保留,保留下來(lái)的掩膜層可以作為半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120之上的掩蓋層。
而后,進(jìn)行氧化工藝,至少在溝槽110內(nèi)壁上形成氧化層130,參考圖12以及圖12A(圖12的AA向截面示意圖),以及圖16A(圖16的AA向截面示意圖)所示。
進(jìn)行氧化工藝后,暴露的半導(dǎo)體材料的表面上都形成了氧化層,在去除掩膜層的實(shí)施例中,在溝槽110的內(nèi)壁、半導(dǎo)體襯底100的表面以及半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的表面上都覆蓋了氧化層130,如圖12以及圖12A所示,半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的表面上覆蓋的氧化層130為其上表面上的掩蓋層。在未去除掩膜層的實(shí)施例中,在溝槽110的內(nèi)壁上覆蓋了氧化層(圖未示出)。
接著,通過(guò)刻蝕,暴露出半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面1201,參考圖13和圖13A(圖7的AA向截面示意圖),以及17和圖17A(圖17的AA向截面示意圖)。
該步驟中,通過(guò)刻蝕工藝,僅去除半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面1201上的覆蓋層,覆蓋層可以為刻蝕半導(dǎo)體襯底形成溝槽的步驟中的掩膜層,也可以為氧化工藝中形成的氧化層。具體地,在溝槽110中形成填充層(圖未示出),通過(guò)沉積填充材料,例如多晶硅,而后進(jìn)行平坦化,從而在溝槽110中形成填充層,而后,在半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120上形成另一掩膜層,在該掩膜層的掩蔽下,采用濕法或干法刻蝕,進(jìn)行半導(dǎo)體誘導(dǎo)層120的{111}面1201進(jìn)行刻蝕,去除其上的覆蓋層,暴露出半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面1201,如圖13和圖13A,以及圖17和圖17A所示。
最后,在步驟S204,進(jìn)行外延生長(zhǎng),沿半導(dǎo)體誘導(dǎo)層的{111}面在溝槽中形成半導(dǎo)體材料的納米線,參考圖14和圖14A(圖14的AA向截面示意圖),以及圖18和圖18A所示(圖18的AA向截面示意圖)。
同實(shí)施例一的步驟S104。
至此,形成了本發(fā)明實(shí)施例的納米線結(jié)構(gòu),可以根據(jù)需要進(jìn)一步將形成的納米線進(jìn)行釋放,或進(jìn)一步在納米線上進(jìn)行器件的加工。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上,然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下,都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾,或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此,凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所 做的任何的簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。