[发明专利]激光再晶化GeCMOS器件及其制备方法

权利要求书

1.一种激光再晶化Ge CMOS器件的制备方法，其特征在于，包括：

S101、选取单晶Si衬底；

S102、在275℃～325℃温度下，利用CVD工艺在所述单晶Si衬底上生长40～50nm的第一Ge籽晶层；

S103、在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在在所述第一Ge籽晶层表面生长150～250nm的第二Ge主体层；

S104、利用CVD工艺在所述第二Ge主体层表面上淀积150nmSiO₂层；

S105、将包括所述单晶Si衬底、所述第一Ge籽晶层、所述第二Ge主体层及所述SiO₂层的整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm²，激光移动速度为25mm/s；

S106、自然冷却整个衬底材料；

S107、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述SiO₂层，得到所述Ge/Si虚衬底材料；

S108、在500～600℃温度下，利用CVD工艺在所述Ge/Si虚衬底表面淀积厚度为900～950nm的P型Ge层，掺杂浓度为1×10¹⁶～5×10¹⁶cm^-3；

S109、利用干法刻蚀工艺，在整个衬底材料上刻蚀出深度为100～150nm的浅槽；

S110、在750℃～850℃温度下，利用CVD工艺在整个衬底表面淀积SiO₂材料，将所述浅槽内填满；

S111、利用CVD工艺在SiO₂材料表面淀积厚度为20～30nm的Si₃N₄材料；

S112、利用CMP方法去除部分SiO₂材料与Si₃N₄材料，去除厚度等于Si₃N₄材料的厚度；

S113、利用各向异性的干法刻蚀工艺刻蚀掉整个衬底表面的SiO₂材料，形成浅槽隔离；

S114、在整个衬底表面涂抹光刻胶，曝光局部区域的光刻胶并利用离子注入工艺注入硼离子，形成NMOS器件有源区；

S115、去除光刻胶；

S116、在600℃～1000℃的H₂环境中加热整个衬底以修复离子注入造成的Si表面晶体损伤；

S117、将整个衬底放在100℃的H₂O₂溶液中10分钟，在所述Ge/Si虚衬底材料表面形成GeO₂钝化层；

S118、在所述GeO₂钝化层表面生长厚度为2～10nm的HfO₂材料；

S119、在750～850℃温度下，利用CVD工艺在所述HfO₂材料表面淀积厚度为110nm的TaN材料；

S120、利用选择性刻蚀工艺刻蚀部分TaN材料和HfO₂材料，形成NMOS栅极和PMOS栅极；

S121、在所述NMOS栅极和PMOS栅极表面利用CVD工艺淀积SiO₂材料；

S122、采用离子注入工艺，对所述NMOS有源区进行As离子注入形成NMOS源漏区；

S123、采用离子注入工艺，在异于所述NMOS有源区的整个衬底表面进行BF₂⁺注入形成PMOS源漏区；

S124、去除所述NMOS栅极和PMOS栅极表面的SiO₂材料；

S125、利用CVD工艺在整个衬底表面淀积厚度为20～30nm的BPSG形成介质层；

S126、采用硝酸和氢氟酸刻蚀BPSG形成NMOS源漏接触孔和PMOS源漏接触孔；

S127、利用电子束蒸发工艺在整个衬底表面淀积厚度为10～20nm金属W形成源漏接触；

S128、利用选择性刻蚀工艺刻蚀指定区域的金属W，并利用CMP工艺进行平坦化处理；

S129、利用CVD工艺在整个衬底表面淀积厚度为20～30nm的SiN材料用于钝化电介质，最终形成所述激光再晶化Ge CMOS器件。