[發明專利]一種鍺基CMOS的制備方法

在審

• 申請號: 201410616327.1
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104332442A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 黃如;林猛;黎明;安霞;趙陽;張冰馨;劉朋強;夏宇軒;張興
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

1.一種鍺基CMOS的制備方法，包括如下步驟：

1)鍺基襯底上阱的制備，即N阱和P阱：

1-1)對鍺基襯底進行清洗，在鍺基襯底上淀積注入掩蔽層；

1-2)注入所需的雜質并激活；

1-3)去除注入掩蔽層；

2)隔離結構形成：

2-1)場區隔離槽形成；

2-2)場區氧化物淀積；

3)MOS結構形成：

3-1)有源區開孔，用犧牲氧化的方法改善襯底表面粗糙度；

3-2)淀積柵介質；

3-3)淀積柵電極；

4)源、漏及接觸形成：

4-1)形成側墻結構；

4-2)源、漏注入及激活；

4-3)隔離層淀積、開孔、淀積接觸金屬。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1-1)中，鍺基襯底是體Ge襯底、硅上外延鍺襯底或GeOI襯底，上述鍺基襯底不摻雜或者輕摻雜，摻雜濃度<1×15cm^-3；在淀積注入掩蔽層前，對鍺基襯底表面進行清洗，以去除表面沾污和自然氧化層，注入掩蔽層材料有SiO₂、Al₂O₃或Y₂O₃，其厚度為5～20nm。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1-2)中，對于制備P阱，需要注入硼離子；對于制備N阱，需要注入磷離子；對于硼離子注入劑量為5×10¹⁰～1×10¹⁴cm^-2，注入能量為30keV～120keV；對于磷離子注入劑量為5×10¹⁰～1×10¹⁴cm^-2，注入能量為50keV～180keV。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2-1)中，場區隔離槽形成包括：光刻定義隔離槽圖形，刻蝕形成300～500nm深的槽。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2-2)中，淀積400～500nm的場區氧化物SiO₂、Al₂O₃或Y₂O₃。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟3-1)中用犧牲氧化的方法改善襯底表面粗糙度，具體方法如下：先將襯底浸泡在濃度為30％的H₂O₂中30s，用去離子水沖1min，再將襯底浸泡在濃度為36％的HCl中1min，用去離子水沖1min；如此重復3～4個周期。

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟3-2)中，淀積的柵介質材料Al₂O₃、Y₂O₃、HfO₂、ZrO₂、GeO₂或La₂O₃，淀積的方法有ALD、PVD、MBE、PLD、MOCVD、PECVD或ICPCVD，淀積柵介質后進行退火處理，退火在N₂、O₂氣氛中進行。

8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟3-3)中，柵電極采用多晶硅柵、金屬柵或者FUSI柵，淀積的方法有ALD、PVD、PLD、MOCVD、PECVD或LPCVD。

9.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟4-1)在柵極兩側形成側墻，側墻通過淀積SiO₂或SiNx，刻蝕形成側墻，或采用先SiO₂再SiNx的雙側墻。

10.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟4-2)源、漏注入的劑量，對于PMOSFETs，B的注入的劑量為5E14～5E15cm^-2，注入能量為10～20keV；對于NMOSFETs，P的注入的劑量為5E14～5E15cm^-2，注入能量為20～50keV，對于源、漏雜質的激活，在N₂氣氛進行500℃60s的退火。