【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电子
，涉及半导体材料制作工艺技术，特别是一种AlN埋绝缘层上晶圆级单轴应变SiGe的制作方法，可用于制作超高速、高温、大功耗、高功率集成电路、光电集成电路所需的高性能SGOI晶圆。
技术介绍
传统的体Si材料的载流子迁移很难满足未来高性能半导体器件和电路的需求。应变SiGe器件与电路具有工作频率高、功耗小、与Si工艺兼容、成本低等优点，在微波器件、移动通信、高频电路等产业领域有着广泛的应用前景。SiGe还是极优异的光电材料，在探测器、调制器、光波导、光发射器、太阳电池、光电集成等方面有着广泛的应用。SGOI，即绝缘层上锗硅，是一种具有“SiGe/埋绝缘层/Si”三层结构的Si基半导体衬底材料，SGOI晶圆的埋绝缘层通常是SiO2，其热导率仅为硅的百分之一，阻碍了SGOI在高温、大功率方面的应用；其介电常数仅为3.9，易导致信号传输丢失，也阻碍了SGOI在高密度、高功率集成电路中的应用。而AlN具有热导率是SiO2的200倍、电阻率为320W/m·K、击穿场强高、化学和热稳定性能好、热膨胀系数与Si相近等优异性能，是一种优异的介电和绝缘材料...
【技术保护点】
基于非晶化与尺度效应的AlN埋绝缘层上晶圆级单轴应变SiGe的制作方法，包括如下步骤：1)选取AlN埋绝缘层上SiGe晶圆进行清洗，该AlN埋绝缘层上SiGe晶圆包括顶层SiGe层、AlN埋绝缘层和Si衬底；2)在顶层SiGe层上通过等离子体增强化学气相淀积PECVD工艺淀积厚度为20nm～22nm的SiO2层，以消除后续离子注入工艺的沟道效应；3)对顶层SiGe层进行离子注入，以在顶层SiGe层内部形成非晶化层；4)去除非晶化层上的SiO2层；5)在顶层SiGe层上采用等离子体增强化学气相淀积PECVD工艺淀积‑1GPa以上的压应力SiN薄膜或1GPa以上的张应力SiN薄...
【技术特征摘要】
1.基于非晶化与尺度效应的AlN埋绝缘层上晶圆级单轴应变SiGe的制作方法，包括如下步骤：1)选取AlN埋绝缘层上SiGe晶圆进行清洗，该AlN埋绝缘层上SiGe晶圆包括顶层SiGe层、AlN埋绝缘层和Si衬底；2)在顶层SiGe层上通过等离子体增强化学气相淀积PECVD工艺淀积厚度为20nm～22nm的SiO2层，以消除后续离子注入工艺的沟道效应；3)对顶层SiGe层进行离子注入，以在顶层SiGe层内部形成非晶化层；4)去除非晶化层上的SiO2层；5)在顶层SiGe层上采用等离子体增强化学气相淀积PECVD工艺淀积-1GPa以上的压应力SiN薄膜或1GPa以上的张应力SiN薄膜；6)用光刻和反应离子刻蚀RIE工艺方法将张应力SiN薄膜或压应力SiN薄膜刻蚀成宽度和间距均为0.16μm～0.18μm的SiN条状阵列，以消除SiN条宽度方向的应力，得到单轴张应力SiN条状阵列或单轴压应力SiN条状阵列；7)对带有SiN条状阵列的AlN埋绝缘层上SiGe晶圆进行退火，进一步增强SiN条状阵列应力，并使非晶化层再结晶，同时使AlN埋绝缘层发生塑性形变，保证SiN条状阵列去除后顶层SiGe层的应力不消失；8)用湿法刻蚀去除掉SiN条状阵列，得到AlN埋绝缘层上晶圆级单轴应变SiGe材料。2.根据权利要求1所述，其特征在于AlN埋绝缘层上SiGe晶圆，其大小包括3英寸、4英寸、5英寸、6英寸、8英寸、12英寸和16英寸的不同规格；顶层SiGe层厚度为0.3μm～0.32μm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤3)中对顶层SiGe层进行离子注入的工艺条件是：注入离子：C或Si或Ge或它们的任意组合；注入剂量：3E16cm-2～4E16cm-2；注入能量：95keV～97keV。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中在去除非晶化层上的SiO2层，是将带有SiO2层的AlN埋绝缘层上SiGe晶圆在BHF溶液中浸泡80s～90s，以去除非晶化层上的SiO2层。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)中在顶层SiGe层上淀积1GPa以上张应力SiN薄膜的CVD工艺，采用等离子体增强化学气相淀积PECVD工艺，其中淀积张应力SiN薄膜参数如下：反应室温度400℃；高频HF功率为1.0kW～1.4k...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴显英，梁彬，郝跃，盛喆，苗东铭，焦帅，祁林林，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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