[發明專利]一種絕緣體上含鍺薄膜結構的制備方法

有效

• 申請號: 201310724004.X
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103646853A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 張苗;陳達;狄增峰;葉林;王剛;郭慶磊;母志強
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/762
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種絕緣體上含鍺薄膜結構的制備方法，其特征在于，至少包括以下步驟：

S1：提供一自下而上依次包括背襯底、埋氧層及預設應變程度的張應變頂層硅的sSOI襯底，在所述張應變頂層硅表面外延生長一預設Ge組分的單晶SiGe薄膜；所述張應變頂層硅的晶格長度與所述單晶SiGe薄膜的晶格長度相等；

S2：在所述單晶SiGe薄膜表面形成一Si帽層；

S3：將步驟S2獲得的結構進行鍺濃縮，形成自下而上依次包含有背襯底、埋氧層、含鍺薄膜及SiO₂層的疊層結構；

S4：腐蝕掉所述疊層結構表面的SiO₂層以得到絕緣體上含鍺薄膜結構。

2.根據權利要求1所述的絕緣體上含鍺薄膜結構的制備方法，其特征在于：所述含鍺薄膜為Ge組分大于50%的SiGe薄膜或純鍺薄膜。

3.根據權利要求1所述的絕緣體上含鍺薄膜結構的制備方法，其特征在于：于所述步驟S1中，所述單晶SiGe薄膜中Ge的組分小于40%。

4.根據權利要求1所述的絕緣體上含鍺薄膜結構的制備方法，其特征在于：于所述步驟S1中，所述張應變頂層硅為0.8%張應變硅，所述單晶SiGe薄膜為Si_0.83Ge_0.17薄膜。

5.根據權利要求1所述的絕緣體上含鍺薄膜結構的制備方法，其特征在于：于所述步驟S1中，所述單晶SiGe薄膜的厚度范圍是50～200nm。

6.根據權利要求1所述的絕緣體上含鍺薄膜結構的制備方法，其特征在于：于所述步驟S3中，鍺濃縮的步驟包括：

S3-1：將步驟S2獲得的結構首先在第一預設溫度的含氧氣氛下中氧化第一預設時間，然后在第一預設溫度的氮氣氣氛中保持第二預設時間；

S3-2：重復步驟S3-1若干次直至所述單晶SiGe薄膜中的Ge組分達到55～65%；

S3-3：將溫度下降至第二預設溫度，并將步驟S3-2獲得的結構首先在所述第二預設溫度的含氧氣氛下氧化第三預設時間，然后在所述第二預設溫度的氮氣氣氛中保持第四預設時間；

S3-4：重復步驟S3-3若干次直至完成鍺濃縮，得到所述疊層結構。

7.根據權利要求6所述的絕緣體上含鍺薄膜結構的制備方法，其特征在于：所述第一預設溫度為1050℃，第二預設溫度為900℃；所述第一預設時間、第二預設時間、第三預設時間及第四預設時間均為30min。

8.根據權利要求6所述的絕緣體上含鍺薄膜結構的制備方法，其特征在于：通過調整所述第一預設時間、第二預設時間、第三預設時間及第四預設時間的長短以使得到的所述絕緣體上含鍺薄膜結構為絕緣體上應變鍺硅或絕緣體上應變鍺。

9.根據權利要求1所述的絕緣體上含鍺薄膜結構的制備方法，其特征在于：所述絕緣體上含鍺薄膜結構中，所述含鍺薄膜的厚度范圍是15～100nm。

10.根據權利要求1所述的絕緣體上含鍺薄膜結構的制備方法，其特征在于：所述張應變頂層硅的厚度范圍是30～100nm。