锗衬底上制备金属-氧化物-半导体场效应晶体管方法技术

一种锗衬底上制备金属-氧化物-半导体场效应晶体管方法，包括：清洗锗片；在清洗后的锗片上采用射频磁控反应溅射的方法在氩气和氮气的氛围中依次淀积氮化硅薄膜和氮化铪薄膜，重复多次淀积多层氮化硅和氮化铪叠层；然后在氮气的氛围中快速热退火形成铪硅氧氮介质；然后采用射频磁控反应溅射的方法淀积金属电极材料并形成栅电极图形；源漏离子注入并激活退火形成重掺杂的源漏区域；淀积金属并形成源漏端的欧姆接触；最后在氮气的氛围中在炉管中退火金属化。本发明专利技术在铪基高介电常数介质中掺入硅元素，避免了在栅介质淀积后的退火和金属电极形成后的退火过程中生成含有大量缺陷态的锗的氧化物的问题，降低了界面处的固定电荷和电荷俘获。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米特征尺寸半导体器件制备
，尤其涉及在锗衬底上采用铪基高介电常数栅介质制备金属-氧化物-半导体(MOS)场效应晶体管的方法。
技术介绍
历史上，第一个晶体管和第一块集成电路都采用锗衬底材料制备。由于锗的氧化物的热力学不稳定性和易溶于水的特性，使其不适合作为栅介质材料；而二氧化硅则具有优异的物理特性和电学特性，因此采用硅衬底的金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)在过去的四十年间获得了广泛的研究和应用。四十年来，集成电路技术按摩尔定律持续发展，特征尺寸不断缩小，集成度不断提高。随着器件尺寸的不断减小，栅氧化层厚度也随之减薄。目前，MOSFET的特征尺寸已进入亚50纳米，栅氧化层(二氧化硅或者氮化氧化硅)厚度亦减小到I. 2纳米以下。如果仍采用传统二氧化硅栅介质，栅介质直接隧穿电流将成指数规律急增。为了解决此问题，采用铪基高介电常数介质作为新型栅介质获得了广泛的研究。在相同的等效氧化层厚度情况下，高介电常数介质具有更厚的物理厚度，因此栅介质直接隧穿电流大大减小，功耗显著降低。铪基高介电常数介质的出现使得锗衬底的MOSFET重新获得了人们的重视。和硅相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在锗衬底上制备金属？氧化物？半导体场效应晶体管的方法，主要包括：1)本专利技术特征技术之一是清洗锗片，分别在丙酮和乙醇中浸泡，然后在双氧水溶液中氧化，接着在盐酸溶液中腐蚀，水冲洗后用氮气吹干；2)在清洗后的锗片上采用射频磁控反应溅射的方法在氩气和氮气的氛围中依次淀积氮化硅薄膜和氮化铪薄膜，重复淀积多层氮化硅和氮化铪叠层；3)在氮气的氛围中快速热退火形成铪硅氧氮介质；4)在铪硅氧氮介质上形成光刻胶的图形；5)采用射频磁控反应溅射的方法淀积金属电极材料；6)对金属电极材料进行剥离以形成电极图形；7)源漏区域离子注入并在350摄氏度到450摄氏度退火激活；8)采用射频磁控反应溅射的方法淀积金属并...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡爱斌，许高博，徐秋霞，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：