[發(fā)明專利]基于LRC工藝GePMOS器件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610726484.7
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107785418A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪霖;張萬緒;彭瑤;劉成;陳曉璇;姜博
• 申請（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/10;H01L21/268
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于LRC工藝Ge PMOS器件的制備方法，其特征在于，包括：

S101、選取單晶Si襯底；

S102、在275℃～325℃溫度下，利用CVD工藝在所述單晶Si襯底上生長40～50nm的第一Ge籽晶層；

S103、在500℃～600℃溫度下，利用CVD工藝在在所述第一Ge籽晶層表面生長150～250nm的第二Ge主體層；

S104、利用CVD工藝在所述第二Ge主體層表面上淀積150nm SiO₂層；

S105、將包括所述單晶Si襯底、所述第一Ge籽晶層、所述第二Ge主體層及所述SiO₂層的整個襯底材料加熱至700℃，連續(xù)采用激光工藝晶化所述整個襯底材料，其中，激光波長為808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率為1.5kW/cm²，激光移動速度為25mm/s；

S106、自然冷卻整個襯底材料；

S107、利用干法刻蝕工藝刻蝕所述SiO₂層，得到所述Ge/Si虛襯底材料；

S108、在500～600℃溫度下，利用CVD外延工藝在所述Ge/Si虛襯底表面淀積厚度為900～950nm的N型Ge層，摻雜濃度為1×10¹⁶～5×10¹⁶cm^-3；

S109、在250～300℃溫度下，采用原子層淀積工藝在所述N型Ge層表面淀積厚度為2～3nm HfO₂材料；

S110、利用電子束蒸發(fā)工藝在所述HfO₂材料表面淀積厚度為10～20nm的Al-Cu材料；

S111、利用刻蝕工藝刻選擇性蝕掉指定區(qū)域的所述Al-Cu材料及所述HfO₂材料形成PMOS的柵極區(qū)；

S112、采用自對準(zhǔn)工藝，在整個襯底表面進行硼離子注入，在250～300℃溫度下，在氮氣環(huán)境下快速熱退火30s，形成PMOS源漏區(qū)；

S113、利用CVD工藝在整個襯底表面淀積厚度為200～300nm的BPSG形成介質(zhì)層；

S114、利用硝酸和氫氟酸刻蝕所述BPSG形成源漏接觸孔；

S115、利用電子束蒸發(fā)工藝在整個襯底表面淀積厚度為10～20nm的金屬W材料形成源漏接觸；

S116、利用刻蝕工藝刻選擇性蝕掉指定區(qū)域的金屬W，并利用CMP工進行平坦化處理；

S117、利用CVD工藝在整個襯底表面淀積厚度為20～30nm的SiN以形成所述基于LRC工藝Ge PMOS器件。

2.一種基于LRC工藝Ge PMOS器件，其特征在于，包括：單晶Si襯底、第一Ge籽晶層、第二Ge主體層、N型Ge層、HfO₂層及Al-Cu層；其中，所述PMOS器件由權(quán)利要求1所述的方法制備形成。

3.一種基于LRC工藝Ge PMOS器件的制備方法，其特征在于，包括：

選取單晶Si襯底；

在第一溫度下，在所述Si襯底上生長第一Ge籽晶層；

在第二溫度下，在在所述第一Ge籽晶層表面生長第二Ge主體層；

在所述第二Ge主體層表面上淀積SiO₂材料；

將整個襯底材料加熱至700℃，連續(xù)采用激光工藝晶化所述整個襯底材料，其中，激光波長為808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率為1.5kW/cm²，激光移動速度為25mm/s，形成晶化Ge層；

刻蝕所述SiO₂材料，得到Ge/Si虛襯底材料；

在所述Ge/Si虛襯底材料表面生長N型Ge層；

在所述N型Ge層表面生長柵介質(zhì)層、柵極層，刻蝕形成柵極；

利用自對準(zhǔn)工藝進行源漏注入，形成源漏區(qū)，最終形成所述基于LRC工藝Ge PMOS器件。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，第一溫度為275℃～325℃，第二溫度為500℃～600℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述Ge/Si虛襯底材料表面生長N型Ge層，包括：

在500～600℃溫度下，利用CVD外延工藝在所述Ge/Si虛襯底表面淀積所述N型Ge層。