[發明專利]在Ge襯底制備超薄氧化鍺界面修復層的方法

無效

• 申請號: 201310723739.0
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103646865A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 劉洪剛;韓樂;王盛凱;孫兵;常虎東;趙威
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/285
• 分類號: H01L21/285;H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種在Ge襯底制備超薄氧化鍺界面修復層的方法，其特征在于，包括：

步驟1：選擇Ge襯底，去除Ge襯底表面的自然氧化層，然后將其轉移到原子層沉積系統的腔體中，在Ge襯底表面沉積一層Al₂O₃薄膜作為熱氧化過程中的O₂阻擋層；

步驟2：將表面沉積有Al₂O₃薄膜的Ge襯底放入快速退火爐中，在O₂氛圍下利用熱氧化方式在Al₂O₃/Ge界面處形成一層超薄GeO_x界面層；

步驟3：將在Al₂O₃/Ge界面處形成有超薄GeO_x界面層的Ge襯底放入原子層沉積反應腔體中，在Al₂O₃薄膜上沉積高k柵介質；

步驟4：利用快速退火爐對其先后進行柵介質沉積后退火及低溫氧氣退火，進一步提升氧化物柵介質質量，改善高k介質/Al₂O₃/GeO_x/Ge界面質量。

2.根據權利要求1所述的在Ge襯底制備超薄氧化鍺界面修復層的方法，其特征在于，步驟1中所述的Ge襯底是由GOI襯底替換。

3.根據權利要求1所述的在Ge襯底制備超薄氧化鍺界面修復層的方法，其特征在于，步驟1中所述的Al₂O₃薄膜的厚度為0.1～3nm。

4.根據權利要求1所述的在Ge襯底制備超薄氧化鍺界面修復層的方法，其特征在于，步驟2中所述的快速退火爐中氧氣的壓強為1pa～1atm，熱氧化溫度為400℃～600℃，氧化時間為1秒～1小時。

5.根據權利要求1所述的在Ge襯底制備超薄氧化鍺界面修復層的方法，其特征在于，步驟3中所述的高k柵介質為Al₂O₃、La₂O₃、HfO₂及Y₂O₃中的一種、多種或其復合物。

6.根據權利要求1所述的在Ge襯底制備超薄氧化鍺界面修復層的方法，其特征在于，步驟4中所述的柵介質沉積后退火的氣體氛圍為O₂，退火溫度為450℃～600℃，退火時間為1分鐘～1小時。

7.根據權利要求1所述的在Ge襯底制備超薄氧化鍺界面修復層的方法，其特征在于，步驟4中所述的低溫氧氣退火的溫度為300℃～450℃，退火時間為1分鐘～3小時。

8.根據權利要求1所述的在Ge襯底制備超薄氧化鍺界面修復層的方法，其特征在于，該方法適用于Ge基MOS電容、MOSFET及含有Ge基柵疊層器件的制備。