[发明专利]InGaAs材料、基于InGaAs材料作为沟道的MOS器件及其制备方法

权利要求书

1.一种InGaAs材料的制备方法，其特征在于，包括：

S101、选取单晶Si衬底；

S102、在275°C~325°C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°C~600°C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150nm SiO₂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℃，连续采用激光再晶化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、自然冷却所述整个衬底材料；

S107、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述SiO₂层；

S108、在720℃的条件下通入H₂以去除Ge表面的氧化物；之后在650℃下，以H₂为载气，采用三甲基铟(TMIn)、三甲基稼(TMGa)和砷烷(AsH₃)为反应源，利用MOCVD工艺在第二Ge主体层上外延20nm的InGaAs材料。

2.一种InGaAs材料，其特征在于，包括：单晶Si衬底、第一Ge籽晶层、第二Ge主体层及InGaAs层；其中，所述InGaAs材料由权利要求1所述的方法制备形成。

3.一种基于InGaAs材料作为沟道的NMOS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°C~325°C温度下，利用CVD工艺生长50nm的第一Ge籽晶层；

S103、在500°C~600°C温度下，利用CVD工艺在在所述第一Ge籽晶层表面生长150nm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100nm SiO₂层；

S105、将整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光再晶化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、自然冷却所述整个衬底材料；

S107、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述SiO₂层，形成晶化后的Ge层；

S108、采用硝酸和氢氟酸刻蚀所述Ge/Si衬底形成深度为200nm的凹槽；

S109、利用CVD工艺在所述单晶Si衬底内淀积SiO₂材料形成场氧化层；

S110、在720℃的条件下通入H₂以去除Ge表面的氧化物；之后在650℃下，以H₂为载气，采用三甲基铟(TMIn)、三甲基稼(TMGa)和砷烷(AsH₃)为反应源，二乙基锌(DEZn)为P型掺杂剂，利用MOCVD工艺在第二Ge主体层上外延20nm的P型InGaAs材料；

S111、在250℃温度下，在所述InGaAs层表面采用原子层淀积工艺淀积厚度为3nmHfO₂材料；

S112、利用电子束蒸发工艺淀积厚度为10nm的Ni材料；

S113、采用浓度为96%的浓硫酸利用选择性湿法工艺去除部分Ni材料形成金属栅极；

S114、利用自对准工艺，向所述HfO₂材料注入浓度为1017/cm³的N型杂质，在所述InGaAs层形成源漏区；

S115、在250℃氮气环境下利用快速热退火工艺激活所述源漏区中的杂质；

S116、采用硝酸和氢氟酸刻蚀所述源漏区表面上的所述HfO₂材料；

S117、在整体衬底上生长PSG材料形成隔离材料，并在200℃氮气环境下回流1min，达到平坦化；

S118、采用硝酸和氢氟酸刻蚀所述PSG材料形成源漏接触孔；

S118、利用电子束蒸发工艺淀积厚度为10 nm Ni，形成源漏接触；

S119、采用浓度为96%的浓硫酸利用选择性湿法工艺去除部分区域的的Ni；

S120、利用CVD工艺淀积厚度为20nm的SiN材料以形成隔离，最终形成所述基于InGaAs材料作为沟道的NMOS器件。