[发明专利]FDSOI的顶层锗硅层的制作方法

权利要求书

1.一种FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供SOI基片，所述SOI基片包括底部体硅、绝缘介质埋层和顶部硅，所述绝缘介质埋层位于所述底部体硅和所述顶部硅之间；

步骤二、在所述顶部硅表面外延生长第一锗硅外延层，所述顶层硅和所述第一锗硅外延层叠加成顶层锗硅层；

步骤三、对所述顶层锗硅层进行锗浓度提升，通过循环进行如下分步骤实现：

步骤31、进行热氧化在所述顶层锗硅层表面形成顶部氧化层，所述顶层锗硅层的厚度同时被减少；利用Si-O键结合能力强于Ge-O键的特点使所述顶部氧化层为二氧化硅，且在所述顶部氧化层和底部的所述顶层锗硅层的界面处形成锗凝聚；

步骤32、进行热退火将所述顶部氧化层和所述顶层锗硅层界面处凝聚的锗扩散到整个所述顶层锗硅层；

步骤33、刻蚀去除所述顶部氧化层。

2.如权利要求1所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤二中，生长的所述第一锗硅外延层中的锗浓度具有从底部到顶部逐渐增加的分布。

3.如权利要求2所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤二中，生长的所述第一锗硅外延层中的锗浓度具有从底部到顶部逐渐增加的梯度分布。

4.如权利要求3所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤二中，生长的所述第一锗硅外延层中的锗浓度为0～10％。

5.如权利要求1所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤二中，所述顶层锗硅层的厚度小于35nm，以避免产生位错缺陷。

6.如权利要求1所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤三中步骤31至步骤33的循环次数为一次以上，使锗浓度提升后的所述顶层锗硅层的锗浓度的最大值达57％以上。

7.如权利要求1所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤32中，保持所述顶层锗硅层的厚度小于锗的扩散长度。

8.如权利要求1所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤31中，所述热氧化采用干氧氧化。

9.如权利要求1所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤33中采用SiCoNi清洗工艺去除所述顶部氧化层。

10.如权利要求1所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤31至步骤33的一次循环工艺的时间最大值达7小时。

11.如权利要求1所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤32中，所述顶部氧化层和所述绝缘介质埋层作为锗扩散的阻挡层。

12.如权利要求1所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤一中，所述绝缘介质埋层为二氧化硅埋层。

13.如权利要求1所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤三锗浓度提升完成后的所述顶层锗硅层用于形成PMOS；

所述PMOS器件包括栅极结构、源区、漏区和沟道区；

所述栅极结构形成于所述顶层锗硅层的表面上，所述源区和所述漏区自对准形成在所述栅极结构两侧的所述顶层锗硅层中，所述沟道区由位于所述源区和所述漏区之间的所述顶层锗硅层组成，所述顶层锗硅层的厚度满足在所述PMOS导通时反型层底部的所述沟道区被全部耗尽，所述顶层锗硅层的锗浓度的提升用于提高空穴载流子的迁移率。

14.如权利要求13所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：所述栅极结构包括叠加的栅介质层和栅极导电材料层。

15.如权利要求12所述的FDSOI的顶层锗硅层的制作方法，其特征在于：步骤一中所述SOI基片采用注氧隔离工艺形成。