[發明專利]一種多層絕緣體上硅鍺襯底結構及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 202110540902.4
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113471214B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 亨利·H·阿達姆松;王桂磊;羅雪;林鴻霄
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所;廣東省大灣區集成電路與系統應用研究院
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L21/762
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 張曉玲

1.一種多層絕緣體上硅鍺襯底結構，其特征在于，由以下層結構組成：由下至上依次堆疊的背襯硅層、第一絕緣層、第一硅鍺層以及交替垂直堆疊在所述第一硅鍺層上的n層第二絕緣層和n層第二硅鍺層，并且靠近所述第一硅鍺層的是所述第二絕緣層；所述第一硅鍺層為Si_1-yGe_y；所述第二硅鍺層為Si_1-zGe_z，0＜z≤0.5；

其中，n為1以上的正整數；

所述第二絕緣層存在貫穿所述第二絕緣層的凹槽；并且

所述凹槽中充滿與所述第二硅鍺層的硅鍺材料相同的材料。

2.根據權利要求1所述的多層絕緣體上硅鍺襯底結構，其特征在于，所述第一絕緣層和所述第一硅鍺層的厚度均為100nm以下。

3.根據權利要求1所述的多層絕緣體上硅鍺襯底結構，其特征在于，所述第二絕緣層和所述第二硅鍺層的厚度均為100nm以下。

4.根據權利要求1所述的多層絕緣體上硅鍺襯底結構，其特征在于，所述第一絕緣層和所述第二絕緣層均為氧化硅。

5.權利要求1-4任一項所述的多層絕緣體上硅鍺襯底結構的制備方法，其特征在于，包括：

步驟a：提供絕緣體上硅襯底，所述絕緣體上硅襯底包括由下至上依次堆疊的背襯硅層、第一絕緣層和硅頂層；

步驟b：在所述硅頂層上形成初始硅鍺層，所述初始硅鍺層為Si_1-xGe_x，0＜x≤0.5；并在所述初始硅鍺層上形成絕緣保護層；

步驟c：進行退火處理，以使硅頂層和初始硅鍺層進行層間擴散，從而形成第一硅鍺層；然后去除所述絕緣保護層；

步驟d：形成第二絕緣層；

步驟e：在所述第二絕緣層上刻蝕出貫穿所述第二絕緣層的凹槽；

步驟f：填充凹槽并形成第二硅鍺層，所述第二硅鍺層為Si_1-zGe_z，0＜z≤0.5，之后任選進行表面平滑處理；

步驟g：重復所述步驟d至步驟f的過程n-1次，所述n為1以上的正整數。

6.根據權利要求5所述的多層絕緣體上硅鍺襯底結構的制備方法，其特征在于，步驟b之前將硅頂層的厚度減薄至100nm以下。

7.根據權利要求5所述的多層絕緣體上硅鍺襯底結構的制備方法，其特征在于，通過選擇性外延生長工藝形成第二硅鍺層。

8.根據權利要求5所述的多層絕緣體上硅鍺襯底結構的制備方法，其特征在于，步驟f還包括將所形成的第二硅鍺層的厚度減薄至100nm以下，之后任選進行表面平滑處理。

9.根據權利要求5所述的多層絕緣體上硅鍺襯底結構的制備方法，其特征在于所述第一絕緣層和所述第二絕緣層的構成材料均為氧化硅。

10.權利要求1-4任一項所述的多層絕緣體上硅鍺襯底結構或通過權利要求5-9中任一項所述的方法制備的多層絕緣體上硅鍺襯底結構用于制作垂直堆疊全耗盡晶體管。