[發明專利]應變GeSn NMOS器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201711112559.3
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN107818978B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 張潔;宋建軍;任遠;胡輝勇;宣榮喜;舒斌;張鶴鳴
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L21/8249
• 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

1.一種應變GeSn NMOS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℃，利用激光再晶化LRC技術連續采用激光工藝晶化所述整個襯底材料，其中，激光波長為808nm或者806nm，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、自然冷卻所述整個襯底材料；

S107、利用干法刻蝕工藝刻蝕所述SiO₂層，形成Ge/Si虛襯底材料；

S108、在350℃溫度下，在所述Ge/Si虛襯底材料表面利用減壓CVD工藝生長厚度為20nm的應變GeSn材料；

S109、在溫度為400～500℃下，在所述應變GeSn材料表面注入硼離子，注入時間為200s，形成P型應變GeSn材料；

S110、在370℃溫度下，采用原位Si₂H₆表面鈍化技術對所述P型應變GeSn材料進行表面鈍化；

S111、在250℃溫度下，利用原子層淀積工藝淀積厚度為4nm的HfO₂材料；

S112、在所述HfO₂材料表面利用反應性濺射系統淀積工藝淀積TaN材料；

S113、利用氯基等離子體刻蝕工藝蝕刻所述TaN材料及所述HfO₂材料形成柵極區；

S114、采用自對準工藝，在整體襯底表面異于所述柵極區的區域注入磷離子形成源漏區；

S115、利用電子束蒸發工藝在整個襯底表面淀積厚度為10nm的Ni材料；

S116、采用濃度為96％的濃硫酸利用選擇性濕法工藝去除部分Ni材料，最終形成所述應變GeSn NMOS器件。

2.一種應變GeSn NMOS器件，其特征在于，包括：單晶Si襯底、第一Ge籽晶層、第二Ge主體層及應變GeSn層；其中，所述應變GeSn NMOS器件由權利要求1所述的方法制備形成。