Wet Selective SiGe Etch to Enable Ge Nanowire Formation

Abstract

For the Ge nanowire formation in a gate-all-around (GAA) integration scheme, a selective etch of Si0.5Ge0.5 or Si0.3Ge0.7 selective to Ge is considered. Two wet process approaches were evaluated: a boiling TMAH as a commodity chemistry is compared with a formulated chemistry using a multi-stack SiGe/Ge layer as a test vehicle. The boiling TMAH exhibits an anisotropic etch of the SiGe whereas the formulated semi-aqueous chemistry removes the sacrificial SiGe by an isotropic etch which makes the process suitable for a Ge nanowire release process.

State of the Art and Future Perspectives in Advanced CMOS Technology

“…The RMG process still will work well for the 7 nm and 5 nm technology node with SiGe nanowires through selectively removing the Si sacrificial layer from the SiGe channel material [ 234 ]. Meanwhile, for technology nodes 3 nm and beyond, the sacrificial material is SiGe and will be selectively removed from Ge channel [ 235 , 236 , 237 ].…”

The Challenges of Advanced CMOS Process from 2D to 3D

“…In many advanced vertical transistor structures, multilayer of SiGe/Si is implemented. Since it is needed to selectively etch either Si or SiGe layers, a lot of efforts were made to use HF:H2O2:CH3COOH mixtures to etch SiGe selectively to Si [143][144][145] or to use tetramethylammonium hydroxide (TMAH) based to remove Si from SiGe [146] and a formulated semi-aqueous reagent to selectively etch SiGe to Ge [147].…”

Селективное травление Si, SiGe и Ge и использование его для повышения эффективности кремниевых солнечных элементов

“…Ранее в литературе рассматривались различные хими-ческие растворы для селективного травления Si, Ge и сплавов на их основе [2][3][4][5]. В настоящей работе исследо-вана зависимость скорости травления сплавов SiGe от их составов для водного раствора KOH (2 моль/л, далее -раствор 2M KOH) и раствора HF : H 2 O 2 : CH 3 COOH, используемого в пропорции 1 : 2 : 3 (далее -раствор 1 : 2 : 3).…”

“…В последние годы в связи с широким использованием SiGe-гетероструктур в современной микроэлектронике развиваются различные методы травления этих струк-тур, в которых реализуется сильная зависимость ско-рости травления от состава слоев SiGe [1][2][3][4]. Развитие таких методов позволяет удалять слои SiGe одного со-става, сохраняя при этом слои другого состава.…”

“…), для них характерна невысокая селективность при травлении Si, Ge и сплавов на их основе [1]. В то же время методы химического, " влажного", травления позволяют добиться высокой се-лективности травления этих полупроводников [2][3][4].…”