[發(fā)明專利]基于直接帶隙改性Ge溝道的PMOS器件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610488045.7
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN107546178B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣道福;宋建軍;苗淵浩;胡輝勇;宣榮喜;張鶴鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/8238
• 分類號(hào): H01L21/8238;H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 西安嘉思特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種基于直接帶隙改性Ge溝道的PMOS器件的制備方法，其特征在于，包括：

S101、選取晶面為(100)、摻雜濃度為1×10¹⁵～9×10¹⁵cm^-3的單晶Si襯底為初始材料；

S102、利用化學(xué)氣相淀積工藝，在275℃～325℃下在所述單晶Si襯底上生長厚度為50nm第一Ge層；

S103、在500℃～600℃下，在所述第一Ge層上利用CVD工藝以AsH₃作為n型雜質(zhì)淀積900～950nm的第二Ge層；

S104、在750℃～850℃下，在H₂氣氛中退火10～15分鐘；

S105、在75℃的H₂O₂溶液中，浸入時(shí)間為10分鐘，在所述第二Ge層表面形成GeO₂鈍化層；

S106、在250℃～300℃下，采用原子層淀積工藝淀積厚度為3nm的HfO₂材料作為柵介質(zhì)層；

S107、采用反應(yīng)濺射系統(tǒng)淀積厚度為110nm TaN材料作為柵極層；

S108、利用選擇性刻蝕工藝刻蝕指定區(qū)域的所述TaN材料、所述HfO₂材料及所述GeO₂鈍化層形成柵極；

S109、在所述第二Ge層和所述柵極表面淀積厚度為10nm的SiO₂材料；

S110、利用CVD工藝在所述SiO₂材料表面淀積厚度為20～30nm的Si₃N₄材料；

S111、采用選擇性刻蝕工藝刻蝕掉異于所述柵極表面的部分所述SiO₂材料和所述Si₃N₄材料，在所述柵極表面形成犧牲保護(hù)層；

S112、在整個(gè)襯底表面涂抹光刻膠，利用光刻工藝曝光光刻膠，保留所述柵極表面的光刻膠；

S113、利用感應(yīng)耦合等離子體刻蝕工藝刻蝕所述整個(gè)襯底表面的所述第二Ge層，形成Ge臺(tái)階；

S114、去除表面光刻膠；

S115、在500℃～600℃下，以硅烷、鍺烷為氣源，采用化學(xué)氣相淀積工藝在所述Ge臺(tái)階周圍生長厚度為20nm的Si_0.5Ge_0.5材料；

S116、利用離子注入工藝在所述Si_0.5Ge_0.5材料內(nèi)注入BF₂⁺形成源漏區(qū)；

S117、利用濕法刻蝕工藝去除所述SiO₂材料和所述Si₃N₄材料形成的所述犧牲保護(hù)層；

S118、利用CVD工藝淀積厚度為20～30nm的BPSG以形成介質(zhì)層；

S119、采用硝酸和氫氟酸刻蝕所述介質(zhì)層形成源漏接觸孔；

S120、利用電子束蒸發(fā)工藝淀積厚度為10～20nm金屬W，形成源漏接觸；

S121、利用選擇性刻蝕工藝刻蝕掉指定區(qū)域的金屬W，形成源漏區(qū)電極，最終形成所述基于直接帶隙改性Ge溝道的PMOS器件。

2.一種基于直接帶隙改性Ge溝道的PMOS器件，其特征在于，包括：單晶Si襯底層、第一Ge層、第二Ge層及Si_0.5Ge_0.5層、GeO₂鈍化層、HfO₂柵介質(zhì)層、TaN柵極層；其中，所述PMOS器件由權(quán)利要求1所述的方法制備形成。