基于注氧隔离技术的绝缘体上锗硅材料及其制备方法技术

技术编号:3204614 阅读:205 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及基于注氧隔离技术的绝缘体上锗硅材料及制备方法。特征在于以单晶锗硅薄膜取代传统的材料中的顶层单晶硅薄膜,形成以单晶锗硅薄膜为顶层半导体膜的更广义的新型衬底材料。制备方法是首先向单晶硅片中注入氧离子,然后在注氧硅片上生长Ge或SiGe薄膜,再在最上面生长Si或Si↓[3]N↓[4]或SiO↓[2]保护层,经高温退火,在注入的氧在硅中形成氧化硅埋层的同时,表面Si薄膜氧化为SiO↓[2]或保持原来的保护层结构,Ge从原来的Ge或SiGe沉积层中向注氧层上面的Si薄膜扩散,形成SiGe,从而形成SiGe/SiO↓[2]/Si,为应变Si材料的生长提供高质量的衬底材料。本发明专利技术将Si基能带工程拓展到SOI衬底材料,使得器件速度,功耗,抗辐照等性能大为提高。(*该技术在2024年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了一种利用业已成熟的注氧隔离技术制备绝缘体上锗硅材料及制备方法,属于微电子学中半导体材料的制造工艺。
技术介绍
目前,电子工业是全世界最大的工业,到2030年,电子产品的全球销售额预计将超过10000亿美元。半导体器件、微电子技术是电子工业的核心,其发展之快,是其他任何技术都比不上的。自从1959年开启了集成电路时代以来,最小器件尺寸(feature length),一直以大约每年13%的速度在缩小(即每三年减少30%)。根据半导体国际技术蓝图(intemation technologyroadmap for semiconductor)的预测,最小的特征长度将由2002年的130nm(0.13μm)缩小至2014年的35nm(0.035μm),人们也因此面临着巨大的挑战,这其中包括来自于器件方面、材料方面与系统方面的挑战。所以,IBM公司将绝缘体上的硅(SOI)、Cu布线、锗硅(Silicon Germanium)和低K技术称为微电子
的飞跃。应变Si中能带结构的变化使得载流子的迁移率大大增强,同时它与当前大规模集成电路工艺兼容使得成为当今微电子
研究本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种绝缘体上的锗硅材料,其特征在于所述的锗硅材料为三层结构,上层是单晶锗硅薄层,中间为二氧化硅埋层,底层为硅衬底。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘体上的锗硅材料,其特征在于所述的锗硅材料为三层结构,上层是单晶锗硅薄层,中间为二氧化硅埋层,底层为硅衬底。2.按权利要求1所述的绝缘体上锗硅材料,其特征在于所述的顶层单晶锗硅薄层的厚度为30~200nm;中间二氧化硅埋层厚度为30~500nm。3.一种按权利要求1所述的绝缘体上锗硅材料的制备方法,其特征在于具体工艺步骤是(a)在硅衬底上注入氧离子;(b)在步骤(a)注氧的硅衬底上采用超高真空电子束蒸发、超高真空化学气相外延或磁控溅射沉积技术中一种生长Ge薄膜或SiGe薄膜沉积层;(c)在步骤(b)的样品最表面生长Si、Si3N4或SiO2保护层;(d)在步骤(c)所得的样品在1300~1350℃,保护气氛下退火,注入的氧在硅中形成氧化硅的同时,Ge扩散到原来位于氧注入层上面的Si层形成驰豫的SiGe,位于最顶层的Si保护薄膜氧化成SiO2。4.按权利要求3所述的绝缘体上锗硅材料的制备方法,其特征在于室温条件下,硅衬底上注入氧离子时的注入剂量3×1017~2×1018cm-2;注入能量60-210KeV;注入时衬底温度500~550℃。5...

【专利技术属性】
技术研发人员:狄增峰安正华张苗林成鲁
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狄增峰安正华张苗林成鲁
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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