[发明专利]一种混晶材料的制备方法及用该材料制备的半导体器件

摘要

本发明涉及一种混晶材料的制备方法及用该材料制备的半导体器件。首先在绝缘体上硅(SOI，Silicon On Insulator)材料的顶层硅上进行第一次图形化刻蚀，将窗口区向下刻蚀到露出支撑衬底硅层；再对埋氧层进行选择性刻蚀，在顶层硅和支撑衬底硅层之间形成腔体，使得埋氧层形成柱状结构；通过化学气相沉积在材料表面依次沉积SiGe合金层和间隔层；进行第二次图形化刻蚀，将第一次图形化刻蚀形成的窗口区由外延形成的TEOS、间隔层和SiGe合金层刻蚀掉，露出支撑硅衬底层；从露出的支撑硅衬底的上表面开始外延Si、Ge或者SiGe合金层；然后对整个材料的上表面进行刻蚀或者化学机械抛光，去除上表面由于外延形成的间隔层，最终在材料的上表面形成混合晶体(或混合晶向)材料。

主权项

一种混晶材料的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：1)制备绝缘体上硅，该绝缘体上硅包括支撑硅衬底层(10)，位于支撑硅衬底层(10)上的埋氧层(11)以及位于埋氧层(11)上的顶层硅(12)；2)在所述顶层硅(12)上进行第一次图形化刻蚀，刻蚀至露出支撑衬底硅层(10)，或者继续向下刻蚀，刻蚀掉支撑衬底硅层(10)的一个薄层，或者只刻蚀到露出埋氧层(11)，或者刻蚀掉埋氧层(11)的一部分；3)对埋氧层(11)进行选择性刻蚀，在顶层硅(12)和支撑衬底硅层(10)之间形成腔体(9)，通过对刻蚀时间的控制，使得埋氧层(11)形成圆台或柱状结构，用于支撑顶层硅(12)；4)在步骤3)获得的结构上先沉积SiGe合金层(8)；再沉积SiO2间隔层(7)；5)对位于支撑硅衬底层(10)上的间隔层(7)采用CVD的方法进行填充至顶层硅(12)上的间隔层(7)，形成填充层(5)；6)对步骤5)得到的结构进行第二次图形化刻蚀，将第一次图形化刻蚀形成的窗口区中由外延形成的填充层(5)、间隔层(7)和SiGe合金层(8)刻蚀至露出支撑硅衬底层(10)；7)采用外延的方法，从步骤6)中露出的支撑硅衬底层(10)的上表面开始外延Si、Ge或者SiGe其中之一，直到外延至其上表面至少高于SiGe合金层8的上表面；8)然后对步骤7)后形成的结构的上表面进行刻蚀或者化学机械抛光，最终得到混晶材料。