[发明专利]形成晶格调谐的半导体衬底

摘要

为减少虚拟衬底中的位错堆积，在下面的硅衬底34和最上部的恒定组分SiGe层36之间提供缓冲层32，包括交替的缓变SiGe层38和均匀SiGe层40。每个缓变SiGe层38淀积期间，Ge比率x从对应于前一层的Ge组分率值线性增加到对应于下一层的Ge组分率值。每个均匀SiGe层40淀积期间，Ge比率x保持不变，由此在缓冲层的整个深度，Ge比率x以台阶形方式改变。每对缓变和均匀SiGe层38和40淀积之后停止提供Si和Ge，在比各层淀积温度高的升高后温度下退火晶片。通过堆积位错，允许每个缓变SiGe层应力释放，但均匀SiGe层40阻止了位错堆积延伸到缓变SiGe层38之外。在原处进行每个随后的退火步骤确保了以前施加的缓变和均匀SiGe层38和40的完全应力释放，而无论这些层的相对厚度是多少。由此在连续的各层对38和40内基本上独立地产生了位错，位错较均匀地分布，由于这种位错仅产生小面积的波动40。而且，螺旋位错的密度显著降低，因此通过减少导致有源器件中电子散射并降低电子移动速度的原子晶格，增强了有效衬底的性能。

主权项

1、一种形成晶格调谐的半导体衬底的方法，包括：(a)在Si晶片表面上外延地生长第一缓变SiGe层，该第一缓变SiGe层的Ge组分率在层中由最小值增加到第一级；(b)在第一缓变SiGe层的顶部上外延地生长第一均匀SiGe层，第一均匀SiGe层的Ge组分率在层中恒定不变地处在所述第一级上；(c)在升高后的温度下对至少第一缓变SiGe层进行退火，以便完全减轻SiGe层中的应变；以及(d)在第一均匀SiGe层的顶部上外延地生长第二缓变SiGe层，第二缓变SiGe层具有的Ge组分率在层中由所述第一级增加到大于所述第一级的第二级。