[發(fā)明專利]一種利用層轉(zhuǎn)移技術(shù)制備絕緣體上鍺硅材料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010189312.3
• 申請(qǐng)日: 2010-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101866874A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張苗;薛忠營(yíng);張波;魏星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所;上海新傲科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762;H01L21/20
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 潘振甦

1.一種制備SGOI的方法，其特征在于采用下述兩種方法中的任一種：

方法A

①首先在體硅襯底上使用化學(xué)氣相沉積的方法依次外延Si_1-xGe_x、Si_epi兩種不同的薄膜，其中0＜x＜1；依據(jù)外延材料中x值的不同，選擇外延的Si_1-xGe_x薄膜的厚度，使其小于臨界厚度，同時(shí)Si_epi的厚度小于Si_1-xGe_x層的厚度，外延完成后得到Si_epi/Si_1-xGe_x/Si_sub結(jié)構(gòu)的多層材料，其中，Si_epi為外延材料的上表面，Si_sub為襯底硅材料；

②將步驟1制備的多層材料同另一片表面已經(jīng)制備出SiO₂的Si襯底材料鍵合，得到Si_sub/Si_1-xGe_x/Si_epi/SiO₂/Si結(jié)構(gòu)的多層材料；

③通過(guò)研磨加選擇性腐蝕的方法，去掉Si_sub，得到Si_1-xGe_x/Si_epi/SiO₂/Si結(jié)構(gòu)的材料；

④在700～1100℃溫度下進(jìn)行退火，在增加鍵合強(qiáng)度的同時(shí)使得Si_1-xGe_x材料發(fā)生弛豫；

⑤最后繼續(xù)采用化學(xué)氣相沉積的方法，在Si_1-xGe_x外面外延一層Si層，該層將具有張應(yīng)力，形成SGOI材料；

方法B

①首先在體硅襯底上使用化學(xué)氣相沉積的方法依次外延Si_1-xGe_x、Si_epi兩種不同的薄膜，其中0＜x＜1；依據(jù)外延材料中x值的不同，選擇外延的Si_1-xGe_x薄膜的厚度，使其小于臨界厚度，同時(shí)Si_epi的厚度小于Si_1-xGe_x層的厚度，外延完成后得到Si_epi/Si_1-xGe_x/Si_sub結(jié)構(gòu)的多層材料，其中，Si_epi為外延材料的上表面，Si_sub為襯底硅材料；

②將一定劑量的H⁺或者He⁺離子注入到Si_sub中接近Si_1-xGe_x處；

③然后同另一片表面已經(jīng)制備出SiO₂的Si襯底材料鍵合，形成Si_sub/Si_1-xGe_x/Si_epi/SiO₂/Si結(jié)構(gòu)的多層材料；

④將步驟3所制得的材料在400～600℃溫度下退火，使得材料在H⁺或者He⁺離子注入射程附近發(fā)生層分離，得到Si_sub/Si_1-xGe_x/Si_epi/SiO₂/Si結(jié)構(gòu)的材料；

⑤選擇合適的化學(xué)溶液，采用選擇性腐蝕的方法，腐蝕掉剩余的Si_sub，使腐蝕停止在Si_1-xGe_x材料上，即得到Si_1-xGe_x/Si_epi/SiO₂/Si材料；

⑥接著在700～1100℃溫度下進(jìn)行退火，增加鍵合強(qiáng)度的同時(shí)使得Si_1-xGe_x材料發(fā)生弛豫，；

⑦最后繼續(xù)采用化學(xué)氣相沉積的方法，在Si_1-xGe_x外面外延一層Si層，該層將具有張應(yīng)力，形成SGOI材料；

方法B中所述的H⁺或He⁺離子注入的一定劑量為5×10¹⁶cm^-2～1×10¹⁷cm^-2；

方法A和方法B中所述選擇性腐蝕使用的是包括TMAH或KOH在內(nèi)的化學(xué)溶液。