[发明专利]基于以沉积的非晶半导体材料为基础形成的晶体半导体材料的技术和相关半导体器件

权利要求书

1.一种用于制造半导体器件的方法，包括：

在衬底上方形成的晶体半导体基底层上沉积非晶半导体层，所述晶体半导体基底层位于SOI架构的掩埋绝缘层上并且具有10nm或更小的厚度；以及

通过将所述非晶半导体层暴露于具有380nm或更小的波长的辐射以将所述非晶半导体层和所述晶体半导体基底层的表面层熔化而保留所述晶体半导体基底层的晶体底层，来将所述非晶半导体层转换为转换的晶体半导体材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述非晶半导体层转换成晶体半导体材料包括主动冷却所述衬底。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述辐射的所述波长为320nm或更小。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过调整以下中的至少一者来控制所述晶体半导体基底层中的熔化深度：所述辐射的能量密度、用以使所述非晶半导体层暴露于所述辐射而施加的脉冲的长度、施加至所述晶体半导体基底层的基础温度、以及所述非晶半导体层的厚度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述辐射由激光辐射源产生。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述转换的晶体半导体材料的部分中形成晶体管元件的漏极和源极区域。

7.根据权利要求6所述的方法，其中形成所述漏极和源极区域包括通过在所述转换的晶体半导体材料的所述部分上外延生长半导体材料来形成所述升高的漏极和源极区域。

8.根据权利要求6所述的方法，进一步包括在沉积所述非晶半导体层之前，在所述晶体半导体基底层上形成栅电极结构。

9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括在所述转换的晶体半导体材料的部分上形成栅电极结构。

10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在形成所述漏极和源极区域之前，从所述栅电极结构上方去除所述非晶半导体层。

11.一种用于制造半导体器件的方法，包括：

在晶体半导体基底层上沉积非晶半导体层，所述晶体半导体基底层形成在SOI架构的掩埋绝缘层上并且具有10nm或更小的厚度；

熔化所述非晶半导体层和所述晶体半导体基底层的表面层，而保留所述晶体半导体基底层的晶体底层；以及

冷却所述非晶半导体层和所述表面层，以从所述非晶半导体层和所述表面层形成转换的晶体半导体材料。

12.根据权利要求11所述的方法，其中熔化所述非晶半导体层和所述晶体半导体基底层的所述表面层包括使用波长为380nm或更小的辐射执行基于辐射的退火工艺。

13.根据权利要求12所述的方法，其中保留所述晶体底层包括控制以下中的至少一者：所述辐射的能量密度、用以熔化所述非晶半导体层而施加的脉冲的长度、在执行所述基于辐射的退火工艺之前的所述晶体半导体基底层的基础温度、以及所述非晶半导体层的厚度。

14.根据权利要求11所述的方法，进一步包括在所述非晶半导体层上形成覆盖层，并在存在所述覆盖层时熔化所述非晶半导体层。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括在熔化所述非晶半导体层之前，通过使用所述覆盖层去除所述非晶半导体层的部分。

16.根据权利要求11所述的方法，进一步包括通过外延生长在所述转换的晶体半导体材料的部分上形成晶体管元件的升高的漏极和源极区。

17.根据权利要求12所述的方法，其中所述基于辐射的退火工艺基于具有320nm或更小的波长的激光辐射来执行。