[发明专利]基于硅-锗硅异质结的单晶体管DRAM单元及其制备方法

权利要求书

1.一种基于硅-锗硅异质结的单晶体管DRAM单元制备方法，该方法包括以下步骤：

在绝缘体上硅晶片的顶层中形成SiGe外延层；

对该SiGe外延层进行表面干氧氧化工艺，以形成第一导电类型SiGe体区，并且该干氧氧化工艺一直进行到使得该第一导电类型SiGe体区中的锗含量达到的摩尔比导致该第一导电类型SiGe体区的价带位置高于该绝缘体上硅晶片的顶层材料的价带位置后才停止；以及

在经过上述处理的绝缘体上硅晶片中形成包括基于硅-锗硅的异质结的NMOS晶体管，该NMOS晶体管即该单晶体管。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中形成SiGe外延层包括以下步骤：

在该绝缘体上硅晶片的顶层上进行硬掩模层沉积；

通过光刻和蚀刻工艺在该硬掩模层上形成体区窗口，其中该体区窗口对应于待要形成的该NMOS晶体管的第一导电类型SiGe体区，且该第一导电类型SiGe体区位于该NMOS晶体管的栅极下方；

在该体区窗口中将该绝缘体上硅晶片的顶层硅蚀刻到留下一薄层，作为SiGe外延的籽晶层；

在该籽晶层上进行SiGe选择性外延生长，使得在该体区窗口内生长该SiGe外延层直到与该绝缘体上硅晶片的顶层硅表面齐平；以及

在形成该SiGe外延层之后，采用湿法蚀刻工艺去除该硬掩模层。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中在对该SiGe外延层进行表面干氧氧化工艺包括以下步骤：

对该绝缘体上硅晶片的其上形成有该SiGe外延层的表面进行干氧氧化工艺，以在该SiGe外延层中形成该第一导电类型SiGe体区，同时还在该绝缘体上硅晶片的整个表面上形成表面SiO₂层；以及

在停止干氧氧化工艺后，以湿法蚀刻工艺去除该表面SiO₂层。

4.根据权利要求3所述的制备方法，该方法还包括以下步骤：

在去除该表面SiO₂层之后，在经过处理的绝缘体上硅晶片表面上外延生长Si衬层，且该Si衬层位于待要形成的该NMOS晶体管的栅极绝缘层下方。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备方法，其中所形成的第一导电类型SiGe体区为Si_1-xGe_x层，且0.01≤X≤0.8。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备方法，其中该NMOS晶体管还包括由第二导电类型Si材料制成的源区和漏区，分别位于该第一导电类型SiGe体区的两侧，在所述源区和漏区与该SiGe体区之间分别形成该硅-锗硅异质结。

7.一种基于硅-锗硅异质结的单晶体管DRAM单元，包括：

绝缘体上硅晶片；以及

NMOS晶体管，形成在该绝缘体上硅晶片上，该NMOS晶体管包括：

第一导电类型SiGe体区，形成在该绝缘体上硅晶片的顶层中，其中该第一导电类型SiGe体区中的锗含量达到的摩尔比导致该第一导电类型SiGe体区的价带位置高于该绝缘体上硅晶片的顶层材料的价带位置；以及

源区和漏区，由第二导电类型Si材料制成，所述源区和漏区分别位于该第一导电类型SiGe体区的两侧，在所述源区和漏区与该SiGe体区之间分别形成硅-锗硅异质结。

8.根据权利要求7所述的单晶体管DRAM单元，其中在该绝缘体上硅晶片的顶层中、在该NMOS晶体管的栅极下方形成该第一导电类型Si层的薄层，以作为籽晶层来选择性外延生长SiGe外延层；以及

通过对该SiGe外延层进行表面干氧氧化工艺来形成该第一导电类型SiGe体区，该第一导电类型SiGe体区具有相对于该SiGe外延层而向两侧延伸扩散的曲面形状。

9.根据权利要求7或8所述的单晶体管DRAM单元，还包括：

Si衬层，位于该绝缘体上硅晶片的其上形成有该第一导电类型SiGe体区的表面上，并位于该NMOS晶体管的栅极绝缘层下方。

10.根据权利要求7或8所述的单晶体管DRAM单元，其中该第一导电类型SiGe体区为Si_1-xGe_x层，且0.01≤X≤0.8。