背景技術(shù)：

1、制備某些微電子器件例如集成電路的步驟可以包括從含有與硅(si)組合的sige的表面選擇性地去除硅-鍺(sige)材料。根據(jù)某些實例制作步驟，sige可以在還含有硅的結(jié)構(gòu)中用作犧牲層。基于此類制作步驟，可以制備先進的器件結(jié)構(gòu)，如硅納米線和懸空硅(silicon?on?nothing)(son)結(jié)構(gòu)。這些工藝中的步驟包括外延沉積si和sige的交替層結(jié)構(gòu)，然后進行圖案化以及最后選擇性橫向蝕刻以去除sige層并產(chǎn)生三維硅結(jié)構(gòu)。

2、在制備用于集成電路的場效應(yīng)晶體管(fet)的某些特定方法中，si和sige材料作為層，即作為si和sige的“外延疊層”沉積到襯底上。這些層隨后使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，如通過使用標(biāo)準(zhǔn)光刻生成的掩模來圖案化。接著，定向各向同性蝕刻可以用來橫向蝕刻掉犧牲sige材料，留下硅納米線或納米片結(jié)構(gòu)。

3、在其他應(yīng)用中，具有低ge含量的sige可能必須相對于具有較高ge含量的sige進行蝕刻。

4、為了使得能夠在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)實現(xiàn)較小結(jié)構(gòu)，電子工業(yè)正在尋找相對于非晶硅或結(jié)晶硅選擇性地去除sige層的解決方案。這是實現(xiàn)明確界定的納米線或納米片結(jié)構(gòu)所需要的。

5、ep?3?447?791?a1披露了一種用于從微電子器件相對于多晶硅選擇性去除硅-鍺的蝕刻溶液，該蝕刻溶液包含水、氧化劑、水可混溶的有機溶劑、氟離子源和可選地表面活性劑。實例5披露了一種組合物，其包含h2o2、nh4f、丁基二甘醇(butyl?diclycol)、檸檬酸和485，485是亞乙基氧基含量(摩爾)為30的聚乙氧基化二烷基乙炔化合物、并且有助于抑制多晶硅蝕刻速率。

6、未公開的國際專利申請?zhí)杙ct/ep?2021/072975披露了一種用于在包含硅的層的存在下選擇性地蝕刻包含硅鍺合金(sige)的層的組合物，該組合物包含按重量計5％至15％的氧化劑、按重量計5％至20％的包含氟離子源的蝕刻劑、按重量計0.001％至3％的作為選擇性增強劑的炔屬羥基化合物、和水。

7、然而，最先進的解決方案不能滿足所有要求，因為它們具有過高的siox、sion或sin蝕刻速率。

8、因此，本發(fā)明的目的是保持sige/si的選擇性并增加sige/siox、sige/sion或sige/sin的選擇性，特別是sige/siox的選擇性。

9、本發(fā)明的另外的目的是增加具有較高ge含量的sige相對于具有較低ge含量的sige的蝕刻選擇性，同時保持或增加sige/siox、sige/sion或sige/sin選擇性、特別是sige/siox選擇性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，使用少量的硅烷化合物及其衍生物相對于siox、sion或sin顯著地且選擇性地改善了sige/si的選擇性。

2、因此，本發(fā)明的一個實施例是一種組合物，其用于在硅層或具有第二鍺含量的第二硅鍺層的存在下選擇性地蝕刻具有第一鍺含量的第一硅鍺層，其中，該第一鍺含量高于該第二鍺含量，該組合物包含：

3、(a)按重量計0.1％至10％的氧化劑；

4、(b)按重量計1％至20％的包含氟離子源的蝕刻劑；

5、(c)按重量計0.001％至3％的具有式s1的選擇性增強劑

6、

7、(d)按重量計0.001％至3％的具有式s41的額外的選擇性增強劑

8、

9、或其衍生物，這些衍生物可通過具有式s41的化合物的均縮合或通過具有式s41的化合物與具有式s42的硅烷以0.1或更大的重量比共縮合而獲得

10、

11、以及

12、(e)水；

13、其中

14、rs1選自xs-oh和ys-(co)-oh；

15、rs2選自(i)rs1、(ii)h、(iii)c1至c10烷基、(iv)c1至c10烯基、(v)c1至c10炔基和(vi)-xs1-(o-c2h3rs6)m-ors6；

16、rs6選自h和c1至c6烷基；

17、rs41是c1至c6烷基，其可以是未取代的或者被-nrs61rs62或-ors61取代；

18、rs42、rs43獨立地選自c1至c6烷氧基和c1至c6烷基，這兩者都可以是未取代的或者被-nrs61rs62或-ors61取代；

19、rs51、rs52獨立地選自c1至c6烷基，其可以是未取代的或者被-nrs61rs62或-ors61取代；

20、rs61、rs62獨立地選自h和c1至c6烷基；

21、xs選自直鏈或支鏈c1至c10烷二基、直鏈或支鏈c2至c10烯二基、直鏈或支鏈c2至c10炔二基和-xs1-(o-c2h3rs6)m-；

22、ys選自化學(xué)鍵和xs；

23、xs1是c1至c8烷二基；并且

24、m是1至30、優(yōu)選10的整數(shù)。

25、特別出人意料的是，根據(jù)本發(fā)明的蝕刻組合物適合于允許對包含sige合金的層或由sige合金組成的層，優(yōu)選地對sige25層，甚至對包含鍺的薄層或超薄層(“ge層”)，特別是包含sige合金的層或由sige合金組成的層進行非常受控和選擇性的蝕刻，而同時不損害或不顯著地損害包含硅(si)(特別是非晶硅或結(jié)晶硅、最特別是結(jié)晶硅)的層或由硅組成的層。特別地，可以顯著地改善sige/siox、sige/sion和/或sige/sin蝕刻、特別是sige/siox的選擇性。

26、本發(fā)明的另一個實施例是如本文所述的組合物用于在硅層或具有第二鍺含量的第二硅鍺層和可選地氧化硅層的存在下選擇性地蝕刻具有第一鍺含量的第一硅鍺層的用途，其中該第一鍺含量高于該第二鍺含量。

27、本發(fā)明的又另一個實施例是一種從微電子器件的表面相對于硅層或具有第二鍺含量的第二硅鍺合金層和可選地氧化硅層選擇性地去除具有第一鍺含量的第一硅鍺合金層的方法，其中該第一鍺含量高于該第二鍺含量，該方法包括：

28、(a)提供微電子器件表面，該微電子器件表面包括包含硅鍺合金的層和硅層以及可選地氧化硅層，

29、(b)提供如本文所述的組合物，以及

30、(c)以有效地相對于包含si或由si組成的層和可選地氧化硅層選擇性地去除包含硅-鍺的層的時間和溫度，使該表面與該組合物接觸。

31、本發(fā)明的又另一個實施例是一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括如本文所述的從表面相對于硅層或具有第二鍺含量的第二硅鍺合金層和可選地氧化硅層選擇性地去除具有第一鍺含量的第一硅鍺合金層的方法。

技術(shù)特征：

1.一種組合物，其用于在硅層或具有第二鍺含量的第二硅鍺層的存在下選擇性地蝕刻具有第一鍺含量的第一硅鍺層，其中該第一鍺含量高于該第二鍺含量，該組合物包含：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中，該氧化劑選自過氧化物、優(yōu)選過氧化氫。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，該蝕刻劑選自氟化氫、氟化銨、氟化氫銨、三乙醇氟化銨、二甘醇氟化銨、甲基二乙醇氟化銨、四甲基氟化銨、三乙胺三氫氟酸鹽、氟硼酸、四氟硼酸、四氟硼酸銨、氟乙酸、氟乙酸銨、三氟乙酸、氟硅酸、氟硅酸銨、四丁基四氟硼酸銨及其混合物，優(yōu)選氟化氫。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，該選擇性增強劑以如下量存在

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，rs1是xs-oh并且xs是c1至c8烷二基、優(yōu)選c1至c6烷烴-1,1-二基。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中，該選擇性增強劑是具有式s2的化合物

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的組合物，其中，rs1是xs-oh，并且xs是

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合物，其中，該選擇性增強劑是具有式s5的化合物

9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的組合物，其中，該第一選擇性增強劑是具有式s3的化合物

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，

11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的組合物，其中，

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，

13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，該第二選擇性增強劑是具有式s49的化合物

14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，該額外的選擇性增強劑以按重量計0.005％至2％、優(yōu)選地按重量計0.05％至1％的量存在。

15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的組合物，其中，該氧化劑的濃度為按重量計1％至10％、優(yōu)選地按重量計5％至10％，其用于在該硅層的存在下蝕刻該第一硅鍺層。

16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的組合物，其中，該氧化劑的濃度為按重量計0.2％至5％，其用于在該第二硅鍺層的存在下蝕刻該第一硅鍺層。

17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的組合物用于在硅層或具有第二鍺含量的第二硅鍺層和可選地氧化硅層的存在下選擇性地蝕刻具有第一鍺含量的第一硅鍺層的用途，其中，該第一鍺含量高于該第二鍺含量。

18.一種從微電子器件的表面相對于硅層或具有第二鍺含量的第二硅鍺層和可選地氧化硅層選擇性地去除具有第一鍺含量的第一硅鍺合金層的方法，其中，該第一鍺含量高于該第二鍺含量，該方法包括：

19.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括根據(jù)權(quán)利要求18所述的從該表面相對于該硅層或具有第二鍺含量的該第二硅鍺合金層和可選地氧化硅層選擇性地去除具有該第一鍺含量的該第一硅鍺合金層的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種組合物，其用于在硅層或具有第二鍺含量的第二硅鍺層的存在下選擇性地蝕刻具有第一鍺含量的第一硅鍺層，其中該第一鍺含量高于該第二鍺含量，該組合物包含：(a)按重量計0.1％至10％的氧化劑；(b)按重量計1％至20％的包含氟離子源的蝕刻劑；(c)按重量計0.001％至3％的具有式(S1)的選擇性增強劑(d)按重量計0.001％至3％的具有式(S41)的額外的選擇性增強劑或其衍生物，這些衍生物可通過具有式(S41)的化合物的均縮合或通過具有式(S41)的化合物與具有式(S42)的硅烷以0.1或更大的重量比共縮合而獲得以及(e)水；其中RS1選自XS?OH和YS?(CO)?OH；RS2選自(i)RS1、(ii)H、(iii)C1至C10烷基、(iv)C1至C10烯基、(v)C1至C10炔基和(vi)?XS1?(O?C2H3RS6)m?ORS6；RS6選自H和C1至C6烷基；RS41是C1至C6烷基，其可以是未取代的或者被?NRS61RS62或?ORS61取代；RS42、RS43獨立地選自C1至C6烷氧基和C1至C6烷基，這兩者都可以是未取代的或者被?NRS61RS62或?ORS61取代；RS51、RS52獨立地選自C1至C6烷基，其可以是未取代的或者被?NRS61RS62或?ORS61取代；RS61、RS62獨立地選自H和C1至C6烷基；XS選自直鏈或支鏈C1至C10烷二基、直鏈或支鏈C2至C10烯二基、直鏈或支鏈C2至C10炔二基和?XS1?(O?C2H3RS6)m?；YS選自化學(xué)鍵和XS；XS1是C1至C6烷二基；并且m是1至30的整數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：F·J·洛佩茲維拉紐瓦,S·希爾德布蘭特,A·克里普,羅智暉,沈美卿
受保護的技術(shù)使用者：巴斯夫歐洲公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10