[發(fā)明專(zhuān)利]一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211462898.5
• 申請(qǐng)日: 2022-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115763256A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔真真;張毅文;劉靖雄;任宇輝;王桂磊;李俊峰;周娜;高建峰;羅軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/336
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京蘭亭信通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11667
• 代理人: 袁銘廣

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括：

在第一硅襯底上生長(zhǎng)電介質(zhì)層；

在第二硅襯底上生長(zhǎng)SiGe弛豫緩沖層，并在所述SiGe弛豫緩沖層上生長(zhǎng)完全弛豫的SiGe應(yīng)變弛豫層；

將所述第二硅襯底上的所述SiGe應(yīng)變弛豫層鍵合在所述第一硅襯底上的所述電介質(zhì)層上；

去除所述第一硅襯底和SiGe弛豫緩沖層，并減薄所述SiGe應(yīng)變弛豫層；

在減薄后的所述SiGe應(yīng)變弛豫層上外延生長(zhǎng)拉應(yīng)變硅層。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述減薄所述SiGe應(yīng)變弛豫層包括：

減薄所述SiGe應(yīng)變弛豫層，直到剩余的SiGe應(yīng)變弛豫層的厚度為5-100nm。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述SiGe弛豫緩沖層和所述SiGe應(yīng)變弛豫層的材料均為Si_1-aGe_a；

其中，a的取值從所述SiGe弛豫緩沖層的底部至所述SiGe弛豫緩沖層的頂部逐漸增加，并在所述SiGe應(yīng)變弛豫層增至最大，且所述SiGe應(yīng)變弛豫層中的a為固定值。

4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，a從所述SiGe弛豫緩沖層的底部取值0開(kāi)始，逐漸增加至所述SiGe應(yīng)變弛豫層取值為max；其中，max的取值范圍為0.2～0.45。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述電介質(zhì)層的材料為SiOx、SiNx或Al₂O₃的單層或疊層組合。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括：

在所述拉應(yīng)變硅層及所述SiGe應(yīng)變弛豫層中制備晶體管的源極和漏極；

在所述拉應(yīng)變硅層上形成連接所述源極和漏極的拉應(yīng)變硅溝道；

在所述拉應(yīng)變硅溝道上制備所述晶體管的柵極，以形成FDSOI器件。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括：

在所述拉應(yīng)變硅層上重復(fù)交替的生長(zhǎng)SiGe應(yīng)變弛豫層和拉應(yīng)變硅層，形成由SiGe應(yīng)變弛豫層和拉應(yīng)變硅層重復(fù)層疊的疊層結(jié)構(gòu)；

其中，所述重復(fù)交替生長(zhǎng)的循環(huán)次數(shù)為n次，且n為任意的正整數(shù)。

8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，還包括：

在所述疊層結(jié)構(gòu)中，制備晶體管的源極和漏極；

在所述疊層結(jié)構(gòu)中的每個(gè)拉應(yīng)變硅層上，形成連接所述源極和漏極的拉應(yīng)變硅溝道；

在所述疊層結(jié)構(gòu)中制備所述晶體管的柵極，以形成GAASOI器件。

9.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

第一硅襯底；

生長(zhǎng)在所述第一硅襯底上的電介質(zhì)層；

鍵合連接在所述電介質(zhì)層上的SiGe應(yīng)變弛豫層；

外延生長(zhǎng)在所述SiGe應(yīng)變弛豫層上的拉應(yīng)變硅層；

其中，所述SiGe應(yīng)變弛豫層采用如下方式鍵合連接在所述電介質(zhì)層上：

在第二硅襯底上生長(zhǎng)SiGe弛豫緩沖層，并在所述SiGe弛豫緩沖層上生長(zhǎng)完全弛豫的SiGe應(yīng)變弛豫層；

將所述第二硅襯底上的所述SiGe應(yīng)變弛豫層鍵合在所述第一硅襯底上的所述電介質(zhì)層上；

去除所述第一硅襯底和SiGe弛豫緩沖層，并減薄SiGe應(yīng)變弛豫層后，以使所述拉應(yīng)變硅層外延生長(zhǎng)在減薄后的SiGe應(yīng)變弛豫層上。

10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述拉應(yīng)變硅層上還重復(fù)交替的生長(zhǎng)有SiGe應(yīng)變弛豫層和拉應(yīng)變硅層，形成由SiGe應(yīng)變弛豫層和拉應(yīng)變硅層重復(fù)層疊的疊層結(jié)構(gòu)；

其中，所述重復(fù)交替生長(zhǎng)的循環(huán)次數(shù)為n次，且n為任意的正整數(shù)。