[發(fā)明專利]一種利用層轉(zhuǎn)移和離子注入技術(shù)制備SGOI材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010189313.8
• 申請日: 2010-06-01
• 公開（公告）號: CN101866875A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張苗;薛忠營;張波;魏星
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(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: H01L21/762
• 分類號: 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備絕緣體上鍺硅(SGOI)的方法，更確切地說是一種利用層轉(zhuǎn)移和離子注入技術(shù)制備SGOI材料的方法，屬于微電子與固體電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

制備更小尺寸、更高性能的器件一直是半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展的目標(biāo)和方向，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，單純依靠硅材料已經(jīng)無法制備出足夠高速，低功耗的晶體管。從90nm工藝開始，應(yīng)變硅(sSi)技術(shù)和絕緣體上硅(SOI)技術(shù)成為推動摩爾定律的兩大利器。現(xiàn)在結(jié)合了應(yīng)變硅和SOI技術(shù)的絕緣體上應(yīng)變硅技術(shù)受到了大家的日益重視，它被認(rèn)為是下一代CMOS工藝的優(yōu)選襯底材料之一。

絕緣體上應(yīng)變硅材料一般分成兩種，一種是應(yīng)變硅材料直接結(jié)合到硅襯底的絕緣層上，形成sSi/SiO₂/Si的三明治結(jié)構(gòu)(sSOI)；另一種是應(yīng)變硅和絕緣層之間還有一層SiGe層，形成sSi/SiGe/SiO₂/Si的四層結(jié)構(gòu)(SGOI)。sSOI中張應(yīng)力的存在有利于提高電子遷移率，但是對空穴遷移率的提升作用并不明顯，而SGOI作為一種雙溝道材料，由于應(yīng)變硅層中的張應(yīng)力和SiGe層中的壓應(yīng)力的共同作用，材料中的電子和空穴遷移率同時得到提高。

對于制備SGOI材料，已有一類公知的方法報道，較為典型的方法可以參考Taraschi等人于2004年發(fā)表在Solid-State?Electronics的第48卷第8期1297-1305頁的文章，題目為“Strained?Si，SiGe，and?Ge?on-insulator：reviewof?wafer?bonding?fabrication?techniques”。在該篇文章中介紹了使用層轉(zhuǎn)移制備SGOI材料的方法。在所述的方法中，首先外延弛豫SiGe材料，然后將弛豫的SiGe材料轉(zhuǎn)移到SiO₂/Si結(jié)構(gòu)的支撐襯底上。為了外延弛豫S?iGe材料，需要先在體硅上外延幾個微米的漸變緩沖層，材料外延往往需要幾個甚至十幾個小時的時間。

為此，本發(fā)明擬將介紹一種制備SGOI材料的新方法。首先制備應(yīng)變SiGe材料，在應(yīng)變材料轉(zhuǎn)移到SiO₂/Si結(jié)構(gòu)的支撐襯底上后，通過離子注入和退火工藝使其弛豫，不僅使材料外延時間縮短而且使所制備的材料性能提高。

發(fā)明內(nèi)容