[发明专利]一种锗基CMOS的制备方法

权利要求书

1.一种锗基CMOS的制备方法，包括如下步骤：

1)锗基衬底上阱的制备，即N阱和P阱：

1-1)对锗基衬底进行清洗，在锗基衬底上淀积注入掩蔽层；

1-2)注入所需的杂质并激活；

1-3)去除注入掩蔽层；

2)隔离结构形成：

2-1)场区隔离槽形成；

2-2)场区氧化物淀积；

3)PMOS器件结构形成：

3-1)PMOS器件有源区开孔，用牺牲氧化的方法改善衬底表面粗糙度；

3-2)GeOx钝化层形成，其中0<x≤2；

3-3)淀积栅介质；

3-4)淀积栅电极；

4)淀积保护层SiO₂；

5)去除NMOS器件区域上方的SiO₂及栅金属；

6)NMOS器件结构形成：

6-1)NMOS器件有源区开孔，用牺牲氧化的方法改善衬底表面粗糙度；

6-2)氮钝化形成；

6-3)淀积栅电极；

6-4)淀积栅金属；

6-5)光刻保护NMOS器件区域的栅金属，去除其余区域栅电极，及下方的保护层SiO₂；

7)图形化栅电极形成：

8)源、漏及接触形成：

8-1)形成侧墙结构；

8-2)源、漏注入及激活；

8-3)隔离层淀积、开孔、淀积接触金属。

2.如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，步骤1-1)中，锗基衬底是体Ge衬底、硅上外延锗衬底或GeOI衬底，对于所述锗基衬底掺杂情况，掺杂浓度<1×15cm^-3；，对锗基衬底表面进行清洗，去除表面沾污和自然氧化层，再淀积注入掩蔽层，注入掩蔽层材料是SiO₂、Al₂O₃或Y₂O₃，其厚度为5～20nm，掩蔽层材料淀积方法有ALD、PVD、MBE、PLD、MOCVD、PECVD或ICPCVD。

3.如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，步骤1-2)中，对于P阱的制备，通常注入硼离子；对于N阱的制备，通常注入磷离子；注入剂量与能量根据需要的阱的深度与浓度而定，硼离子的注入剂量为5×10¹⁰～1×10¹⁴cm^-2，注入能量为30keV～120keV；磷离子的注入剂量为5×10¹⁰～1×10¹⁴cm^-2，注入能量为50keV～180keV。

4.如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，步骤3-2)中，GeOx钝化层的形成，采用热氧化、氧等离子体氧化、臭氧氧化或淀积的方法，形成GeOx的厚度为0.5～2nm。

5.如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，步骤6-1)中，用牺牲氧化的方法改善衬底表面粗糙度，具体方法如下：先将衬底浸泡在浓度为30％的H₂O₂中30s，用去离子水冲1min，再将衬底浸泡在浓度为36％的HCl中1min，用去离子水冲1min；如此重复3～4个周期。

6.如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，步骤6-2)中，采用NH₃热退火或氮等离子体处理的方法实现氮钝化形成。

7.如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，上述淀积的栅介质材料是Al₂O₃、Y₂O₃、HfO₂、ZrO₂或La₂O₃，淀积的方法有ALD、MBE、PLD或MOCVD，淀积栅介质的厚度为1.5～5nm。

8.如权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，上述栅电极采用多晶硅栅、金属栅或者FUSI栅，淀积的方法有ALD、PVD、PLD、MOCVD、PECVD或LPCVD。