基于硅锗/硅结构注氧隔离制备绝缘体上硅锗材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于硅锗／硅结构注氧隔离制备绝缘体上硅锗材料的方法，依次包括二氧化硅保护层生长、离子注入、高温退火和去除二氧化硅层。其特征在于（１）注入前，在硅锗上生长二氧化硅层，层厚２０～１２０ｎｍ；（２）离子注入的能量范围是１５～８０ｋｅＶ，相应剂量范围是１．０×１０↑［１７］～６．０×１０↑［１７］ｍ↑［－２］；（３）在１２００～１３７５℃范围内退火，退火时间１～２４个小时，退火气氛为氩气或氮气与氧气的混合气体，其中氧气的体积含量为０％～２０％。（４）去除二氧化硅保护层。采用本发明专利技术的工艺制备的绝缘体上的硅锗材料埋氧层连续，晶格质量好，锗含量高，全释放，满足实用要求。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种基于硅锗/硅结构注氧隔离制备绝缘体上的硅锗材料(SGOIsilicon germanium-on-insulator)的方法。与现有的技术相比，采用本专利技术提供的方法制备的绝缘体上的硅锗材料埋氧层连续，晶格质量好，锗含量高，全释放，满足实用要求，属于先进半导体材料的制造工艺。
技术介绍
随着工业硅集成电路的特征尺寸达到90纳米范围，硅集成技术的发展已接近其物理极限，进一步减小线宽所要面对的困难愈加艰巨；应变硅技术由于在现有的集成电路工艺基础上可以大幅度提高集成电路的性能，成为减小线宽之外的又一选择。应变硅技术的发展与高质量硅锗合金的外延生长技术的成熟是分不开的。由于硅的晶格常数比锗小，在无应变硅锗上外延生长硅时，硅晶格会被一定程度的拉伸，从而形成应变硅。应变硅技术利用晶格的拉伸可以获得较体硅更高的电子和空穴迁移率且与现有集成电路工艺兼容，可实现器件应用和器件性能的提高。初期应变硅技术的衬底材料是硅锗/硅结构，但这一结构在低线宽的工艺条件下难以避免漏电流问题和闩锁效应，因而使其应用受到了很大的限制。结合绝缘体上的硅(SOI)工艺与特点发展的SGOI结构在硅锗结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于硅锗／硅结构注氧隔离制备绝缘体上硅锗材料的方法，其特征在于依次包括二氧化硅保护层生长、离子注入、高温退火和去除二氧化硅层，具体工艺过程是：（１）注入前，在硅锗上生长二氧化硅层，层厚２０～１２０ｎｍ；（２）离子注入的能 量范围是１５～８０ｋｅＶ，相应剂量范围是１．０×１０↑［１７］～６．０×１０↑［１７］ｃｍ↑［－２］；衬底温度为４００～７００℃；（３）在１２００～１３７５℃范围内退火，退火时间１～２４个小时，退火气氛为氩气或氮气与氧气的混合气体， 其中氧气的体积含量为０％～２０％；（４）高温退火后，去除二氧化硅保护层。

【技术特征摘要】
1.一种基于硅锗/硅结构注氧隔离制备绝缘体上硅锗材料的方法，其特征在于依次包括二氧化硅保护层生长、离子注入、高温退火和去除二氧化硅层，具体工艺过程是(1)注入前，在硅锗上生长二氧化硅层，层厚20～120nm；(2)离子注入的能量范围是15～80keV，相应剂量范围是1.0×1017～6.0×1017cm-2；衬底温度为400～700℃；(3)在1200～1375℃范围内退火，退火时间1～24个小时，退火气氛为氩气或氮气与氧气的混合气体，其中氧气的体积含量为0％～20％；(4)高温退火后，去除二氧化硅保护层。2.按权利要求1所述的基于硅锗/硅结构注氧隔离制备绝缘体上硅锗材料的方法，其特征在于所述的半导体衬底包括体硅、体锗、硅锗合金、GaAs及其它IV-IV，III-V和II-VI族的二元和三元化合物中一种或者它们之间的多层结构。3.按权利要求1所述的基于硅锗/硅结构注氧隔离制备绝缘体上硅锗材料的方法，其特征在于所述的二氧化硅保护层是热氧化或化学气相沉积(CVD)方法生成的。4.按权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志君，张峰，
申请(专利权)人：上海新傲科技有限公司，中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]