[发明专利]应变GeSnPMOS器件及其制备方法

摘要

本发明涉及一种应变GeSn PMOS器件及其制备方法。该PMOS器件包括单晶Si衬底、第一Ge籽晶层、第二Ge主体层及应变GeSn层。本发明的PMOS器件具有很高的空穴和电子迁移率，可显著提升晶体管的速度与频率特性。

主权项

一种应变GeSn PMOS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℃～325℃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℃～600℃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；S103、利用CVD工艺在所述第二Ge主体层表面上淀积150nm SiO2层；S104、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；S105、自然冷却所述整个衬底材料；S106、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述SiO2层，形成Ge/Si虚衬底材料；S107、在350℃温度下，在所述Ge/Si虚衬底材料表面利用减压CVD工艺生长厚度为20nm的应变GeSn材料；S108、在温度为400～500℃下，在所述应变GeSn材料表面注入P离子，注入时间为200s，形成N型应变GeSn材料；S109、在370℃温度下，采用原位Si2H6表面钝化技术对所述N型应变GeSn材料进行表面钝化；S110、在250℃温度下，利用原子层淀积工艺淀积厚度为4nm的HfO2材料；S111、在所述HfO2材料表面利用反应性溅射系统淀积工艺淀积TaN材料；S112、利用氯基等离子体刻蚀工艺蚀刻所述TaN材料及所述HfO2材料形成栅极区。S113、采用自对准工艺，在整体衬底表面异于所述栅极区的区域注入BF2+形成源漏区；S114、利用电子束蒸发工艺在整个衬底表面淀积厚度为10nm的Ni材料；S115、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，最终形成所述应变GeSn PMOS器件。