[發(fā)明專利]基于LRC的直接帶隙GeSn互補型TFET器件及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710686362.4
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107611003A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 張捷
• 申請（專利權）人: 西安科銳盛創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/8228;H01L21/331;H01L27/082;H01L29/739
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙)61230
• 代理人: 劉長春

1.一種基于LRC的直接帶隙GeSn互補型TFET器件的制備方法，其特征在于，包括：

選取Si襯底；

在所述Si襯底表面連續(xù)生長Ge外延層和保護層；

利用LRC工藝晶化所述Si襯底、所述Ge外延層、所述保護層，刻蝕所述保護層，形成Ge虛襯底材料；

在所述Ge虛襯底材料表面生長GeSn層；

在所述GeSn層制備隔離溝槽，隔離形成P型TFET有源區(qū)和N型TFET有源區(qū)；

在所述P型TFET有源區(qū)和所述N型TFET有源區(qū)分別制備柵極；

在所述P型TFET有源區(qū)和所述N型TFET有源區(qū)分別制備源區(qū)、漏區(qū)；

利用CVD工藝，在所述P型TFET有源區(qū)和所述N型TFET有源區(qū)淀積金屬電極，形成所述基于LRC的直接帶隙GeSn互補型TFET器件。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述Si襯底表面連續(xù)生長Ge外延層和保護層，包括：

利用CVD工藝，在所述Si襯底表面生長200～300nm厚度的N型摻雜的Ge外延層；

利用CVD工藝，在所述Ge外延層表面生長100～150nm厚度的SiO₂層。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，利用LRC工藝晶化所述Si襯底、所述Ge外延層、所述保護層，刻蝕所述保護層，形成Ge虛襯底材料，包括：

將所述Si襯底、所述Ge外延層、所述保護層形成的整個襯底材料加熱至700℃，利用LRC工藝晶化所述整個襯底材料，其中，所述LRC工藝中激光波長為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；

自然冷卻所述整個襯底材料。

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述Ge虛襯底材料表面生長GeSn外延層，包括：

在H₂氛圍中350℃溫度以下，利用SnCl₄和GeH₄分別作為Sn源和Ge源，GeH₄/SnCl₄氣體流量比為6.14～6.18，在所述Ge虛襯底材料表面生長140～160nm厚度的N型摻雜GeSn層。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述P型TFET有源區(qū)和所述N型TFET有源區(qū)制備柵極之前，還包括：

在所述隔離溝槽、所述P型TFET有源區(qū)和所述N型TFET有源區(qū)上淀積第一光刻膠，光刻所述N型TFET有源區(qū)；

利用離子注入工藝，在所述N型TFET有源區(qū)進行P型摻雜，形成P阱；

去除所述第一光刻膠。

6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述P型TFET有源區(qū)和所述N型TFET有源區(qū)制備柵極，包括：

在所述P型TFET有源區(qū)和所述N型TFET有源區(qū)上連續(xù)淀積高K柵介質層、柵極材料層和氮化硅保護層，形成柵層疊區(qū)；

在所述氮化硅保護層表面淀積第二光刻膠，光刻出所述柵層疊區(qū)圖形，選擇性刻蝕所述柵層疊區(qū)，顯現(xiàn)出所述P型TFET有源區(qū)和所述N型TFET有源區(qū)；

去除所述第二光刻膠和所述氮化硅保護層形成所述P型TFET有源區(qū)的柵極和所述N型TFET有源區(qū)的柵極。

7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述P型TFET有源區(qū)和所述N型TFET有源區(qū)分別制備源區(qū)、漏區(qū)，包括：

在所述P型TFET有源區(qū)，離子注入劑量為5×10¹⁸cm^-2的BF²⁺形成P型摻雜的漏區(qū)；

在所述N型TFET有源區(qū)，離子注入劑量為1×10¹⁹cm^-2的BF²⁺形成P型摻雜的源區(qū)；

在所述P型TFET有源區(qū)，離子注入劑量為3×10¹⁹cm^-2的P⁺形成N型摻雜的源區(qū)；

在所述N型TFET有源區(qū)，離子注入劑量為2×10¹⁸cm^-2的P⁺形成N型摻雜的漏區(qū)。