[發(fā)明專利]基于壓應(yīng)變Ge材料NMOS器件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711243384.X
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107919288A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科銳盛創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/165
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)61230
• 代理人: 黃晶晶

1.一種基于壓應(yīng)變Ge材料NMOS器件的制備方法，其特征在于，包括：

(a)選取單晶Si襯底；

(b)在所述Si襯底表面制備Si_1-xGe_x晶化層；

(c)在所述Si_1-xGe_x晶化層表面生長P型應(yīng)變Ge溝道層；

(d)在所述P型應(yīng)變Ge溝道層表面制備NMOS的柵極；

(e)在所述P型應(yīng)變Ge溝道層進(jìn)行離子注入以制備NMOS源區(qū)和漏區(qū)；

(f)制備NMOS電極以完成所述NMOS器件的制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(b)包括：

(b1)在所述Si襯底表面淀積Si_1-xGe_x外延層；

(b2)在所述Si_1-xGe_x外延層表面淀積第一SiO₂保護(hù)層；

(b3)將包括所述Si襯底、所述Si_1-xGe_x外延層、所述第一SiO₂保護(hù)層的整個襯底材料加熱至600℃～650℃；

(b4)連續(xù)激光掃描所述整個襯底材料，所述激光掃描的參數(shù)為：激光功率密度為2.85kW/cm²，激光波長為795nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光移動速度為20mm/s；

(b5)自然冷卻所述整個襯底材料；

(b6)刻蝕所述第一SiO₂保護(hù)層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述Si_1-xGe_x外延層中x取值范圍為0.7～0.9。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(b1)包括：在400℃～500℃溫度下，利用磁控濺射方法，在所述Si襯底表面淀積所述Si_1-xGe_x外延層；其中，所述磁控濺射方法的工藝壓力為1.5×10^-3mb，淀積速率為5nm/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(c)包括：在350℃溫度下，利用減壓CVD工藝，在所述Si_1-xGe_x晶化層表面生長厚度為800～900nm的所述P型應(yīng)變Ge溝道層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(d)包括：

(d1)在250～300℃溫度下，利用原子層淀積工藝，在所述P型應(yīng)變Ge溝道層表面淀積厚度為3nm HfO₂材料；

(d2)利用反應(yīng)濺射方法淀積厚度為110nm的TaN材料；

(d3)利用刻蝕工藝，選擇性刻蝕掉指定區(qū)域的所述HfO₂材料和所述TaN材料形成所述柵極。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(e)包括：

(e1)利用光刻工藝，在所述柵極和所述P型應(yīng)變Ge溝道層表面涂光刻膠，刻蝕掉所述P型應(yīng)變Ge溝道層表面的光刻膠；

(e2)利用自對準(zhǔn)工藝，在異于所述柵極的所述P型應(yīng)變Ge溝道層表面進(jìn)行P離子注入；

(e3)在250～300℃溫度下，在氮?dú)猸h(huán)境下快速熱退火30s，形成所述NMOS源區(qū)和漏區(qū)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Si襯底的厚度為2μm。

9.一種基于壓應(yīng)變Ge材料NMOS器件，其特征在于，所述NMOS器件由權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的方法制備形成。