半导体结构及其形成方法技术

该发明专利技术涉及一种半导体结构及其形成方法，其中，所述半导体结构的形成方法包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底表面形成缓冲层；在所述缓冲层表面形成应变层，且所述应变层的厚度小于弛豫临界厚度；刻蚀所述缓冲层，形成支撑柱，使所述应变层悬空，将所述应变层的应力完全释放；在应力完全释放的所述应变层表面外延生长弛豫层，且所述弛豫层的材料与所述应变层的材料相同。所述半导体结构包括衬底；位于所述衬底表面的支撑柱；位于所述衬底上方，由所述支撑柱支撑的应变层，所述应变层的厚度小于弛豫临界厚度；位于所述应变层表面的弛豫层，所述弛豫层的材料与所述应变层的材料相同。

Semiconductor structure and its formation method

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种半导体结构及其形成方法。
技术介绍
现有技术中制备半导体材料时，半导体材料通常生长在与半导体材料本身晶格常数不同的基底上。由于基底与半导体材料的晶格常数的不同，半导体材料内部的拉、压应变对半导体材料的直接带隙、间接带隙的转换的影响以及半导体材料的生长厚度受到弛豫临界厚度限制的问题都不容忽视。现有技术中常采用直接带隙材料制成半导体光子学器件，以实现高效发光，如GeSn合金。GeSn合金的最大特点在于能带结构能由Sn组分进行调控。可以通过控制所述GeSn合金中的Sn组分的摩尔分数，将所述GeSn合金由间接带隙转换为直接带隙。当Sn组分大于6％时，GeSn合金成为直接带隙材料。在GeSn合金的制备过程中，拉、压应变影响其由间接带隙材料到直接带隙材料的转换。当GeSn合金受到压应变时，其转换为直接带隙所需的Sn组分极大提升。另外，所述GeSn合金的厚度也受到所述弛豫临界厚度的限制。所述GeSn合金的厚度必须在弛豫临界厚度以内，以防止所述GeSn合金产生高密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供一衬底；/n在所述衬底表面形成缓冲层；/n在所述缓冲层表面形成应变层，且所述应变层的厚度小于弛豫临界厚度；/n刻蚀所述缓冲层，形成支撑柱，使所述应变层悬空，将所述应变层的应力完全释放；/n在应力完全释放的所述应变层表面外延生长弛豫层，且所述弛豫层的材料与所述应变层的材料相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一衬底；
在所述衬底表面形成缓冲层；
在所述缓冲层表面形成应变层，且所述应变层的厚度小于弛豫临界厚度；
刻蚀所述缓冲层，形成支撑柱，使所述应变层悬空，将所述应变层的应力完全释放；
在应力完全释放的所述应变层表面外延生长弛豫层，且所述弛豫层的材料与所述应变层的材料相同。


2.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述刻蚀工艺对所述缓冲层和应变层的刻蚀速率比大于100。


3.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述衬底与悬空的应变层之间形成保护层，所述保护层暴露所述应变层表面。


4.根据权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述保护层的表面与所述应变层的上表面齐平；或者所述保护层的表面高于所述应变层的上表面且所述保护层具有一开口暴露出所述应变层的上表面；所述上表面为所述应变层的与所述缓冲层相对的另一侧表面。


5.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：在刻蚀所述缓冲层之前，垂直刻蚀所述应变层和缓冲层至衬底表面，以调整所述应变层和缓冲层的尺寸。


6.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述弛豫层的厚度大于所述应变层的弛豫临界厚度。


7.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述弛豫层的厚度大于100nm。


8.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述弛豫层的材料包括GeSn合金、InGaP合金、...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪巍，方青，涂芝娟，曾友宏，蔡艳，王庆，王书晓，余明斌，
申请(专利权)人：上海新微技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31