[發(fā)明專利]一種降低Si表面粗糙度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210254007.7
• 申請(qǐng)日: 2012-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN102751184A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張苗;母志強(qiáng);薛忠營(yíng);陳達(dá);狄增峰;王曦
• 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
• 主分類號(hào): H01L21/306
• 分類號(hào): H01L21/306
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別是涉及一種降低Si表面粗糙度的方法。

背景技術(shù)

根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)圖（ITRS2009）的規(guī)劃，集成電路已經(jīng)逐步從微電子時(shí)代發(fā)展到了微納米電子時(shí)代，現(xiàn)有的體硅材料和工藝正接近它們的物理極限，遇到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。SOI已成為深亞微米的低壓、低功耗集成電路的主流技術(shù)。SOI（Silicon-On-Insulator，絕緣襯底上的硅）技術(shù)是在頂層硅和背襯底之間引入了一層埋氧化層。通過(guò)在絕緣體上形成半導(dǎo)體薄膜，SOI材料具有了體硅所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)集成電路中元器件的介質(zhì)隔離，徹底消除了體硅CMOS電路中的寄生閂鎖效應(yīng)；采用這種材料制成的集成電路還具有寄生電容小、集成密度高、速度快、工藝簡(jiǎn)單、短溝道效應(yīng)小及特別適用于低壓低功耗電路等優(yōu)勢(shì)。

從材料角度來(lái)說(shuō)，我們需要從傳統(tǒng)的單晶硅材料拓展到新一代硅基材料。應(yīng)變硅由于其高遷移率而受到廣泛關(guān)注。目前制備高應(yīng)變度、低缺陷密度的應(yīng)變硅以及sSOI（絕緣體上的應(yīng)變硅）主要采用SiGe作為緩沖層以及提供應(yīng)力的來(lái)源。制備sSOI時(shí)，通過(guò)Ion?Cut技術(shù)轉(zhuǎn)移應(yīng)變硅層以及其上層的SiGe層，通過(guò)CMP（化學(xué)機(jī)械拋光）或者選擇性化學(xué)腐蝕的方法去除SiGe層后，就可以得到sSOI。

通過(guò)CMP或者選擇性化學(xué)腐蝕的方法去除SiGe層后，在應(yīng)變硅的表面會(huì)殘留尖刺狀或者塊狀或者不連續(xù)層狀的SiGe，使得應(yīng)變硅層含有Ge金屬，并且表面粗糙度大，對(duì)后續(xù)的工藝帶來(lái)致命的影響。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種降低Si表面粗糙度的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)CMP或者選擇性化學(xué)腐蝕的方法去除SiGe層后，應(yīng)變硅表面粗糙度大的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種降低Si表面粗糙度的方法，所述方法至少包括以下步驟：1）提供一至少包括Si_xGe_1-x層以及結(jié)合于其表面的Si層的層疊結(jié)構(gòu)，采用選擇性腐蝕或機(jī)械化學(xué)拋光法去除所述Si_xGe_1-x層，獲得具有殘留Si_xGe_1-x材料的Si層粗糙表面，其中，0<x<1；2）采用質(zhì)量比為1∶3~6∶10~20的NH₄OH:H₂O₂:H₂O溶液對(duì)所述Si層粗糙表面進(jìn)行處理，去除所述殘留Si_xGe_1-x材料，以獲得光潔的Si層表面。

在本發(fā)明的降低Si表面粗糙度的方法中，所述Si_xGe_1-x層為弛豫的Si_xGe_1-x層。

在本發(fā)明的降低Si表面粗糙度的方法中，所述Si層為應(yīng)變的Si層。

作為本發(fā)明的降低Si表面粗糙度的方法的一種優(yōu)選方案，所述NH₄OH:H₂O₂:H₂O溶液的質(zhì)量比為1∶5~6∶10～12。

在本發(fā)明的降低Si表面粗糙度的方法所述步驟2）中，對(duì)所述Si層粗糙表面進(jìn)行處理的時(shí)間為5~60min。

優(yōu)選地，所述步驟2）中，對(duì)所述Si層粗糙表面進(jìn)行處理的時(shí)間為10~30min。

在本發(fā)明的降低Si表面粗糙度的方法所述步驟2）中，對(duì)所述Si層粗糙表面進(jìn)行處理的溫度為40～100℃。

優(yōu)選地，所述步驟2）中，對(duì)所述Si層粗糙表面進(jìn)行處理的溫度為50~80℃。