[发明专利]一种锗基MOSFET栅介质的制备方法

权利要求书

1.一种锗基MOSFET栅介质的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：清洗锗衬底表面；

步骤2：在清洗后的锗衬底表面沉积阻挡层；

步骤3：利用氧等离子体处理所述沉积了阻挡层的锗衬底表面，在阻挡层与锗衬底的界面处形成二氧化锗层；

步骤4：在氧等离子体氧化后的锗衬底表面沉积高介电常数的栅氧化物层。

2.根据权利要求1所述的锗基MOSFET栅介质的制备方法，其特征在于，

步骤1中所述锗衬底包括锗片、绝缘体上锗片、硅上外延锗片或化合物半导体上外延锗片；

步骤1中所述清洗锗衬底表面，首先用丙酮和乙醇各清洗1-10分钟，然后用去离子水冲洗干净，接着采用氢氟酸、盐酸的一种或两种与去离子水混合后的溶液去除锗衬底表面自然氧化物层。

3.根据权利要求1所述的锗基MOSFET栅介质的制备方法，其特征在于，步骤2中所述在清洗后的锗衬底表面沉积阻挡层是采用原子层沉积、化学气相沉积、脉冲激光溅射或分子束外延的方法在清洗后的锗衬底表面沉积三氧化二镧。

4.根据权利要求3所述的锗基MOSFET栅介质的制备方法，其特征在于，所述三氧化二镧的厚度在3埃至10纳米之间。

5.根据权利要求1所述的锗基MOSFET栅介质的制备方法，其特征在于，步骤3中所述利用氧等离子体处理所述沉积了阻挡层的锗衬底表面，是利用直接离化的氧等离子体或间接离化的氧等离子体处理所述沉积了阻挡层的衬底表面，氧等离子扩散进入到阻挡层与锗衬底的界面处，从而氧化界面处的锗，在该界面形成二氧化锗层。

6.根据权利要求5所述的锗基MOSFET栅介质的制备方法，其特征在于，所述直接离化的氧等离子体是由氧气、臭氧、二氧化碳、一氧化二氮中的一种或多种经过等离子体发生器离化形成的等离子体，或者是由氧气、臭氧、二氧化碳、一氧化二氮中的一种或多种与氮气、氦气、氩气中的的一种或多种混合后的气体经过等离子体发生器离化形成的等离子体。

7.根据权利要求5所述的锗基MOSFET栅介质的制备方法，其特征在于，所述间接离化的氧等离子体是由氮气、氦气、氩气中的一种或多种经过等离子体发生器离化形成等离子体源，该等离子体源再与氧气、臭氧、二氧化碳、一氧化二氮中的一种或多种混合气体混合使其离化而形成的等离子体。

8.根据权利要求6或7所述的锗基MOSFET栅介质的制备方法，其特征在于，所述等离子体发生器工作功率在0-200瓦每平方厘米之间。

9.根据权利要求5所述的锗基MOSFET栅介质的制备方法，其特征在于，所述利用直接离化的氧等离子体或间接离化的氧等离子体处理所述沉积了阻挡层的衬底表面，处理时间在1毫秒至1小时之间，处理温度在20摄氏度至500摄氏度之间。

10.根据权利要求1所述的锗基MOSFET栅介质的制备方法，其特征在于，步骤4中所述在氧等离子体氧化后的锗衬底表面沉积高介电常数的栅氧化物层，是采用原子层沉积、化学气相沉积、脉冲激光溅射或分子束外延的方法在氧等离子体氧化后的锗衬底表面沉积高介电常数的氧化物作为栅氧化物层。

11.根据权利要求1所述的锗基MOSFET栅介质的制备方法，其特征在于，所述高介电常数的氧化物包括铝基、锆基、铪基、钆基、镓基、镧基或钽基氧化物，氧化物中的掺杂元素为铝、锆、铪、钆、镓、镧、钽、氮或磷，氧化物中掺杂元素的原子数量与总的金属元素的原子数量的比值＝x∶(1-x)，其中x的取值范围为0≤x＜1；所述栅氧化物层的厚度在3埃至10纳米之间。