[發(fā)明專利]一種SiGe中嵌入超晶格制備應(yīng)變Si的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110418827.0
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN103165420A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛忠營;張苗;狄增峰;魏星;陳達(dá)
• 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
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種SiGe中嵌入超晶格制備應(yīng)變Si的方法，其特征在于，該方法至少包括以下步驟：

1)提供一Si襯底，在所述Si襯底上外延一Ge組分為x的Si_1-xGe_x層并使其弛豫以形成弛豫Si_1-xGe_x層，其中，0＜x＜1；

2)在所述弛豫Si_1-xGe_x層上外延雙層薄膜，所述雙層薄膜包括Si層和Si_1-yGe_y層，其中0＜y＜1，然后多次重復(fù)外延所述雙層薄膜，以在所述弛豫Si_1-xGe_x層上制備出超晶格；

3)在所述超晶格上外延一Ge組分為z的Si_1-zGe_z層，其中，0＜z＜1，并使所述Si_1-zGe_z層弛豫以形成弛豫Si_1-zGe_z層，由所述弛豫Si_1-xGe_x層、超晶格和弛豫Si_1-zGe_z層構(gòu)成虛襯底；

4)在所述弛豫Si_1-zGe_z層上外延一Si層，以完成應(yīng)變Si的制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiGe中嵌入超晶格制備應(yīng)變Si的方法，其特征在于：所述步驟1)至步驟4)中是采用化學(xué)氣相沉積方法、物理氣相沉積方法或者分子束外延方法進(jìn)行外延的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiGe中嵌入超晶格制備應(yīng)變Si的方法，其特征在于：所述步驟2)中雙層薄膜為Si/Si_1-yGe_y雙層薄膜，所述Si/Si_1-yGe_y雙層薄膜為所述Si_1-yGe_y層位于所述Si層之上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiGe中嵌入超晶格制備應(yīng)變Si的方法，其特征在于：所述步驟2)中雙層薄膜為Si_1-yGe_y/Si雙層薄膜，所述Si_1-yGe_y/Si雙層薄膜為所述Si層位于所述Si_1-yGe_y層之上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiGe中嵌入超晶格制備應(yīng)變Si的方法，其特征在于：所述步驟2)中，Si_1-yGe_y層的厚度范圍是1～100nm，所述Si層的厚度范圍是1～100nm；多次重復(fù)外延所述雙層薄膜時，所述重復(fù)次數(shù)范圍是2～50次。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiGe中嵌入超晶格制備應(yīng)變Si的方法，其特征在于：所述步驟3)還包括在形成所述虛襯底后，將所述Si襯底和所述虛襯底在750～850℃溫度下退火1～10分鐘使所述弛豫Si_1-zGe_z層進(jìn)一步弛豫的步驟。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiGe中嵌入超晶格制備應(yīng)變Si的方法，其特征在于：于所述步驟3)中，在形成所述虛襯底后，將He離子以5×10¹⁵～3×10¹⁶cm^-2的劑量，以30～150keV的能量注入到所述虛襯底中，將所述Si襯底和所述虛襯底在800～900℃溫度下退火1～10分鐘以使所述弛豫Si_1-zGe_z層進(jìn)一步弛豫。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiGe中嵌入超晶格制備應(yīng)變Si的方法，其特征在于：于所述步驟4)中，在形成所述應(yīng)變Si后，將所述Si襯底、所述虛襯底和所述應(yīng)變Si在750～850℃溫度下退火1～10分鐘，進(jìn)一步弛豫所述弛豫Si_1-zGe_z層以使所述應(yīng)變Si的張應(yīng)變進(jìn)一步增大。