一種高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，其步驟依次為，在硅襯底上制備低鍺濃度的鍺硅，通過(guò)低溫氧化轉(zhuǎn)化為高鍺濃度的鍺硅以及其表面的二氧化硅，再去除表面的二氧化硅，形成高鍺濃度的鍺硅作為溝道。通過(guò)這種方法，能有效提高作為溝道材料的鍺硅薄膜中鍺的濃度以增加溝道的空穴遷移率，降低閾值電壓，提升器件性能，同時(shí)減少鍺硅薄膜的缺陷密度，提高器件良率，而且工藝成熟易操作，穩(wěn)定性好，操作時(shí)間短，適合大批量生產(chǎn)，制備成本低廉。
【專利說(shuō)明】一種高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種高鍺濃度鍺硅溝道的制備的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著晶體管的特征尺寸縮小到納米尺度后，等比例縮小技術(shù)面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，其中漏電、閾值電壓增大、功耗密度增大、遷移率退化等現(xiàn)象嚴(yán)重。以往通過(guò)縮短溝道長(zhǎng)度、減薄柵介質(zhì)層厚度等方法解決，但隨著柵介質(zhì)厚度也逐漸減小到物理極限后，以提高載流子遷移率為目的的應(yīng)力工程逐漸成為了主流趨勢(shì)。通過(guò)提高溝道內(nèi)載流子的遷移率，可以彌補(bǔ)由于溝道高摻雜引起的庫(kù)侖相互作用、柵介質(zhì)變薄導(dǎo)致的有效電場(chǎng)強(qiáng)度提高以及界面散射增強(qiáng)等因素引發(fā)的遷移率退化，其中，得到廣泛應(yīng)用的是應(yīng)變硅StrainedSilicon 技術(shù)。
[0003]應(yīng)變硅技術(shù)是通過(guò)在器件結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計(jì)方面對(duì)溝道區(qū)引入應(yīng)變，即應(yīng)力變化，以改變溝道區(qū)襯底的晶格結(jié)構(gòu)，從而提高溝道區(qū)載流子的遷移率，達(dá)到改善器件性能的目的。在溝道區(qū)引入應(yīng)變的方法主要有兩種:一種是在硅襯底上直接異質(zhì)外延生長(zhǎng)一層帶有應(yīng)力的溝道材料；另一種是采用源漏區(qū)異質(zhì)外延，如嵌入式鍺娃Embedded SiGe,或在器件上覆蓋高應(yīng)力薄膜材料對(duì)溝道產(chǎn)生部分應(yīng)力。比較兩種方法:第一種方法溝道應(yīng)變程度更大，但其工藝比較復(fù)雜，成本較高；而后者由于是間接作用于溝道，因此溝道應(yīng)變程度有限，對(duì)載流子遷移率的提高較少，但工藝比較簡(jiǎn)單，成本較低。因此，源漏端的應(yīng)力工程、刻蝕停止層技術(shù)(CESL)被廣泛應(yīng)用在90納米及以下技術(shù)代。但是，當(dāng)技術(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入20納米以下時(shí)，由于溝道區(qū)內(nèi)的應(yīng)力需要進(jìn)一步提高，溝道區(qū)直接外延帶有應(yīng)力的溝道材料將成為發(fā)展趨勢(shì)。
[0004]而溝道材料的選擇，硅材料由于自身的載流子遷移速度以及氧化硅介電常數(shù)的限制，當(dāng)器件微小化以后，已經(jīng)無(wú)法滿足高性能半導(dǎo)體器件的需求。鍺硅材料，具有如下優(yōu)點(diǎn)，成為硅材料的理想替代材料:
[0005]1.空穴遷移率是硅的2?3倍，電子遷移率是硅的2倍；
[0006]2.禁帶寬度比較小，有利于發(fā)展低電壓器件。
[0007]3.施主/受主的激活溫度遠(yuǎn)低于硅，有利于節(jié)省熱預(yù)算；
[0008]4.小的禁帶寬度，有助于組合介電材料，降低漏電流。
[0009]Intel在其90納米技術(shù)代中首次引入鍺硅做為溝道材料來(lái)提高場(chǎng)效應(yīng)管的溝道遷移率，降低閾值電壓。對(duì)于P型場(chǎng)效應(yīng)管而言，由于鍺硅的空穴遷移率是硅的2-3倍，其有益效果尤為明顯。因此鍺硅更多地被用來(lái)作為提升P型場(chǎng)效應(yīng)管的溝道材料來(lái)提高其空穴遷移率。
[0010]錯(cuò)娃中錯(cuò)的濃度越聞，其溝道應(yīng)力就越大，空穴遷移率也越聞。但由于錯(cuò)與娃的晶格常數(shù)存在4.2%的晶格失配，直接在硅襯底上外延生長(zhǎng)高鍺濃度的鍺硅薄膜會(huì)導(dǎo)致薄膜內(nèi)產(chǎn)生大量位錯(cuò)等缺陷，若將其用作溝道材料，將嚴(yán)重影響器件性能。為提供器件需要的鍺硅薄膜，現(xiàn)有工藝提供的方法是:首先在硅襯底上外延生長(zhǎng)較厚的低鍺濃度的鍺硅層作為緩沖層，然后再外延生長(zhǎng)高鍺濃度的鍺硅薄膜。但實(shí)際操作時(shí)，當(dāng)要求鍺硅薄膜達(dá)到鍺濃度大于40%時(shí)，需要幾百納米厚的低濃度鍺硅層作為緩沖層?，F(xiàn)有技術(shù)的這種方法，既造成了鍺材料和生產(chǎn)產(chǎn)能的浪費(fèi)，又限制其不能運(yùn)用到20納米以下技術(shù)代的器件，更不能解決鍺濃度越高，生長(zhǎng)的鍺硅薄膜越容易產(chǎn)生位錯(cuò)等缺陷的問(wèn)題。因此，需要一種能制備低缺陷密度的高鍺濃度的鍺硅薄膜的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提高作為溝道材料的鍺硅薄膜中鍺的濃度，以增加溝道的空穴遷移率，降低閾值電壓，提升器件性能；同時(shí)減少該鍺硅薄膜的缺陷密度，提高器件良率。
[0012]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，在硅襯底上制備低鍺濃度的鍺硅薄膜，通過(guò)氧化轉(zhuǎn)化為高鍺濃度的鍺硅薄膜以及其表面的二氧化硅層，再去除表面的二氧化硅層，形成高鍺濃度的鍺硅薄膜作為溝道；
[0013]可選的，所述低鍺濃度的鍺硅的制備方法是外延，化學(xué)氣相沉積，物理氣相沉積和原子層沉積；
[0014]優(yōu)選的，所述低鍺濃度的鍺硅的制備溫度為25°C?600°C ；
[0015]優(yōu)選的，所述低鍺濃度的鍺硅中鍺濃度為0.1%?20%，制備的鍺硅厚度0.1?40納米；
[0016]可選的，所述轉(zhuǎn)化低鍺濃度鍺硅為高鍺濃度的氧化，氧化溫度為300°C?600°C，氧化反應(yīng)氣體為氧氣或水汽，氧化時(shí)間為5?100分鐘；
[0017]優(yōu)選的，所述氧化形成的高鍺濃度鍺硅中鍺的濃度為25%?50% ；
[0018]優(yōu)選的，所述高鍺濃度的鍺硅中鍺濃度分布為整體均勻的矩形分布或從表面往里濃度遞減的梯形分布；
[0019]可選的，所述去除表面的二氧化硅的方法是刻蝕或化學(xué)機(jī)械拋光；
[0020]優(yōu)選的，所述刻蝕是濕法刻蝕或干法刻蝕；
[0021]優(yōu)選的，所述濕法刻蝕采用稀氫氟酸溶液為腐蝕藥液，濃度為0.1%?30%。
[0022]本發(fā)明提供了一種高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法。器件的溝道，采用鍺硅作為應(yīng)變材料，通過(guò)鍺硅材料本身的應(yīng)力變化對(duì)器件溝道區(qū)引入應(yīng)變，改變溝道區(qū)的晶格結(jié)構(gòu)，可以提高載流子的遷移率，達(dá)到提升器件性能的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案所提供的這種形成高鍺濃度鍺硅作為器件溝道的方法，既提高了溝道區(qū)載流子的遷移率，又能夠降低鍺硅中的缺陷密度，提高器件良率。
[0023]作為溝道區(qū)的鍺硅，往往其厚度僅需要幾十納米，卻要求其濃度很高，直接在硅襯底上沉積高濃度鍺硅會(huì)因?yàn)殒N/硅之間的晶格失配，在薄膜中產(chǎn)生大量位錯(cuò)等缺陷，造成極低的器件良率。現(xiàn)有技術(shù)的解決方法如附圖1所示，其中X和y為不同鍺硅層中鍺的摩爾濃度。首先在硅襯底101上外延生長(zhǎng)較厚的低鍺濃度的鍺硅層102作為緩沖層buffer，然后再外延生長(zhǎng)高鍺濃度的鍺硅薄膜103作為器件溝道區(qū)。通過(guò)使用低鍺濃度的鍺硅緩沖層使鍺/硅之間的晶格常數(shù)差異可以緩慢變化。但在實(shí)際器件制備中，為了使鍺硅滿足作為溝道材料的鍺濃度要求40%，需要生長(zhǎng)幾百納米厚的低濃度鍺硅層作為緩沖層。鍺是稀缺性材料?，F(xiàn)有工藝的做法造成了鍺材料極大的浪費(fèi)，并且極大占用了外延機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)產(chǎn)能；這種幾百納米厚的低鍺結(jié)構(gòu)本身并不能作為器件的組成部分，只是為防止高濃度鍺和硅的原子晶格失配的緩沖，卻墊高了實(shí)際的器件溝道，這將不利于制備20納米以下技術(shù)代的器件，限制了器件的升級(jí)；更重要的是，即使使用緩沖層工藝，運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的鍺硅，仍不能避免隨著鍺濃度升高，所生長(zhǎng)的鍺硅薄膜缺陷密度也越高的問(wèn)題。
[0024]本發(fā)明所提供了一種高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)的一系列問(wèn)題，如附圖2所示。具體步驟為:首先在硅襯底上制備低鍺濃度鍺硅薄膜，然后通過(guò)氧化轉(zhuǎn)化為高鍺濃度的鍺硅薄膜以及其表面的二氧化硅，再去除表面的二氧化硅，最終形成高鍺濃度的鍺硅作為溝道。通過(guò)本發(fā)明提供的方法，只需生長(zhǎng)較薄的低鍺濃度鍺硅薄膜，運(yùn)用常用的氧化工藝，使鍺硅層中的硅被氧化氣體俘獲，并與之反應(yīng)生成二氧化硅滯留在鍺硅層表面。這樣就能使鍺由于娃的減少富集于鍺娃薄膜與二氧化娃界面，出現(xiàn)高鍺濃度的鍺硅層。一開始只是一個(gè)原子長(zhǎng)度，隨著氧化時(shí)間增加，更多的硅被俘獲生成二氧化硅，高鍺濃度鍺硅層的厚度展寬變厚。調(diào)節(jié)氧化工藝時(shí)間和溫度，可以使高鍺濃度鍺硅層厚度和濃度分布滿足作為器件溝道的要求。最后去除表面二氧化硅，留下的便是轉(zhuǎn)化完成的可以作為溝道的高鍺濃度鍺硅。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026]本發(fā)明方法省略了生長(zhǎng)厚度為幾百納米的低鍺濃度的鍺硅緩沖層的步驟，代之以先沉積厚度較薄的低鍺濃度鍺硅薄膜，再通過(guò)低溫氧化提高鍺濃度的方法。這樣不僅能夠節(jié)省材料鍺；縮短工藝時(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)產(chǎn)能；更重要的是，去除幾百納米厚的低鍺濃度鍺硅緩沖層能夠大大減小實(shí)際器件溝道的高度，使本發(fā)明方法有很好的工藝延展性，不僅適應(yīng)90納米技術(shù)代器件的要求，更能向下延伸以滿足20納米及以下技術(shù)代器件的要求。本發(fā)明方法所選用的低溫氧化手段是標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝中常規(guī)的低溫氧化過(guò)程:溫度范圍在600°C以下，使用的氧化反應(yīng)氣體也是常規(guī)的氧氣和水汽。本發(fā)明所述的低溫氧化是相對(duì)于800°C和800°C以上的生成二氧化硅介質(zhì)的氧化工藝而言，其工藝成熟穩(wěn)定，易操作，適合大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明選擇在低溫?zé)徇^(guò)程中氧化鍺硅，并在其表面產(chǎn)生二氧化硅，以俘獲并滯留硅在鍺硅層以外。而鍺硅薄膜中的鍺由于硅地不斷減少，開始富集，首先聚集在氧化生成的二氧化硅和鍺硅薄膜的界面形成高鍺濃度的聚集薄層，然后隨著硅濃度地進(jìn)一步降低，高鍺濃度薄層進(jìn)一步擴(kuò)展，并慢慢往鍺硅薄膜內(nèi)部擴(kuò)散。高鍺濃度聚集薄層擴(kuò)展成聚集區(qū)，最終提升鍺硅中鍺的濃度，有效提高鍺硅薄膜中的載流子遷移率，即空穴遷移率，提升器件尤其是P型場(chǎng)效應(yīng)管性能。本發(fā)明所述的低溫氧化較二氧化硅介質(zhì)氧化所需的溫度低，比現(xiàn)有技術(shù)所采用的近1000°c外延工藝溫度更低。低溫的好處在于:第一，可以有效控制器件的整體熱預(yù)算，第二，低溫降低了鍺硅薄膜的氧化速率，避免快速氧化造成鍺濃度過(guò)快聚集而產(chǎn)生位錯(cuò)缺陷，第三，降低氧化反應(yīng)生成的二氧化硅表面粗糙度。本發(fā)明方法在節(jié)省原材料，簡(jiǎn)化工藝步驟，提高設(shè)備效率的同時(shí)，還能避免傳統(tǒng)外延沉積高鍺濃度的鍺硅容易產(chǎn)生位錯(cuò)的問(wèn)題，制備工藝簡(jiǎn)單穩(wěn)定，成本低廉。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是現(xiàn)有技術(shù)形成鍺硅溝道的制造工藝示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明形成高鍺濃度鍺硅溝道的制造工藝示意圖；
[0029]圖3(a)?圖3(d)是本發(fā)明實(shí)施例一高鍺濃度鍺硅溝道制造工藝步驟示意圖；
[0030]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二高鍺濃度鍺硅溝道制造工藝步驟示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0032]實(shí)施例一
[0033]請(qǐng)參考圖3(a)?圖3(d)，為本發(fā)明實(shí)施例一，形成高鍺濃度鍺硅溝道制造工藝步驟示意圖。
[0034]本實(shí)施例所述器件屬于40納米技術(shù)代，通過(guò)采用低溫氧化的方法生成高鍺濃度的鍺硅材料作為器件溝道。具體工藝步驟如下:
[0035]如附圖3(a)所示，在硅襯底301上通過(guò)低溫外延方法沉積厚度為40納米的低鍺濃度的鍺硅薄膜302，薄膜中鍺濃度為15% ；
[0036]然后，如附圖3(b)所示，在580°C溫度條件下氧化硅片，通入的氧化氣體為水汽H20和氧氣02，氧化時(shí)間為50分鐘。氧化結(jié)果為，在鍺硅薄膜表面形成二氧化硅Si02層303。高鍺濃度區(qū)集聚在鍺硅薄膜頂部，與二氧化硅層形成界面，鍺硅薄膜中最大的鍺濃度也被提升至30%，形成具有鍺濃度為梯形分布的鍺硅薄膜302 ；
[0037]如附圖3(c)所示，用化學(xué)機(jī)械拋光去除表面的二氧化硅:拋光液為氧化鈰Ce02拋光液，拋光壓力為1.5磅/平方英寸(psi)，采用終點(diǎn)檢測(cè)方法保證表面的Si02去除干凈。最終形成作為器件溝道區(qū)的高鍺濃度的鍺硅薄膜302。
[0038]在上述的氧化過(guò)程中，鍺、硅與氧化氣體發(fā)生了以下化學(xué)反應(yīng):
[0039]Si+02 — S12 ( AG—732kJ/mol)
[0040]Gc+02 — GoO2 ( Δ G—376kJ/mol)
[0041 ] Ge02+Si — Si02+Ge ( Δ G—365kJ/mol)
[0042]參照以上化學(xué)反應(yīng)方程式，由于吉布斯能的差異(」G)，在熱氧化過(guò)程中，鍺硅SiGe中的硅會(huì)與氧氣02反應(yīng)，在鍺硅SiGe表面生成二氧化硅Si02。鍺硅SiGe中的鍺也會(huì)與氧氣02反應(yīng)生成氧化鍺Ge02,但由于氧化鍺化學(xué)性質(zhì)Ge02不穩(wěn)定,它會(huì)繼續(xù)與娃反應(yīng)再生成二氧化硅Si02和鍺。生成的鍺會(huì)重新擴(kuò)散到鍺硅SiGe和二氧化硅Si02的界面并進(jìn)行不斷聚集，從而首先提升了界面鍺硅SiGe中的鍺的濃度，然后隨著氧化反應(yīng)的繼續(xù)慢慢向低鍺濃度的區(qū)域擴(kuò)散，形成鍺濃度分布從表面往里濃度遞減的梯形分布。
[0043]在實(shí)際制造過(guò)程中，鍺硅SiGe中鍺的濃度分布并不是單一不變的，而是可以通過(guò)熱氧化的工藝條件進(jìn)行調(diào)節(jié)，形成的高鍺濃度的鍺硅SiGe，其鍺的濃度可以是從表面往里濃度遞減的，也可以是整體均勻的。本實(shí)施例中，如附圖3(d)所示，氧化形成的鍺硅SiGe，其鍺的濃度是從表面往里濃度遞減變化的，最高濃度區(qū)域302a，濃度提高了兩倍，由原先的15%提高為30%。而靠近襯底的區(qū)域302b，其濃度變化不大。由于器件有效溝道的深度的一般定義在10納米以內(nèi)，只要保證氧化后的鍺硅SiGe薄膜表面存在連續(xù)的且鍺濃度顯著提升的鍺硅SiGe薄膜302a，以此作為溝道區(qū)，就可以提高溝道中的空穴遷移率。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及實(shí)施例二的結(jié)果表明，本實(shí)施例中濃度達(dá)到30%的高鍺濃度鍺硅區(qū)302a的厚度，即溝道區(qū)深度，遠(yuǎn)大于10納米。
[0044]本實(shí)施例中采用的低溫氧化溫度為580°C，相對(duì)一般的二氧化硅介質(zhì)氧化的溫度要低。這是為了避免氧化反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速度太快，出現(xiàn)由于鍺硅SiGe薄膜內(nèi)鍺濃度富集速度太快而導(dǎo)致出現(xiàn)位錯(cuò)等缺陷；并且過(guò)快的氧化反應(yīng)也容易造成其氧化生成的Si02表面粗糙度過(guò)大。另外，氧化反應(yīng)溫度太高還會(huì)超過(guò)器件的熱預(yù)算，導(dǎo)致器件良率下降，性能變差。
[0045]實(shí)施例二:
[0046]請(qǐng)參考圖4，為本發(fā)明實(shí)施例二，形成高鍺濃度鍺硅溝道制造工藝步驟示意圖，其中X為不同鍺硅層中鍺的摩爾濃度。
[0047]本實(shí)施例所述器件屬于28納米技術(shù)代，通過(guò)采用低溫氧化的方法生成高鍺濃度的鍺硅材料作為器件溝道。具體工藝步驟如下:
[0048]在硅襯底401上用原子層沉積生成12納米的鍺硅SiGe薄膜402，薄膜中鍺濃度為20% ；
[0049]在450°C溫度條件下熱氧化硅片，通入的氧化氣體為氧氣02，氧化時(shí)間為30分鐘。鍺娃薄膜表面形成二氧化娃Si02層403,鍺娃SiGe薄膜中鍺濃度提升至40%,形成連續(xù)的高鍺濃度的鍺硅SiGe薄膜；
[0050]然后用濕法刻蝕去除表面的二氧化硅Si02，腐蝕藥劑采用5%氫氟酸溶液。最終形成作為器件溝道區(qū)的高鍺濃度的鍺硅。
[0051]通過(guò)450°C，30分鐘的通入氧氣的氧化，12納米厚的鍺硅SiGe薄膜內(nèi)的鍺濃度提升至40%，且在整個(gè)薄膜中實(shí)現(xiàn)高鍺濃度的均勻分布。本實(shí)施例采用沉積薄的低鍺濃度鍺硅SiGe薄膜，一方面是考慮到需要降低熱氧化的溫度，縮短工藝的時(shí)間以符合28納米技術(shù)代的器件熱預(yù)算，另一方面是為了保證生成高鍺濃度的鍺硅薄膜，同時(shí)還能提高生產(chǎn)效率。本實(shí)施例氧化溫度較實(shí)施例一更低。這是為了避免氧化時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)速度太快，出現(xiàn)由于鍺硅SiGe薄膜內(nèi)鍺濃度富集太快而導(dǎo)致的位錯(cuò)等缺陷產(chǎn)生。同樣的，厚度為12納米，高鍺濃度均勻分布的鍺硅SiGe薄膜也完全能夠滿足作為器件溝道區(qū)的要求，即有效溝道區(qū)深度大于10納米。
[0052]本實(shí)施例采用低濃度的氫氟酸去除二氧化硅。在保證完全去除表面的二氧化硅Si02的同時(shí)，也可以改善鍺硅SiGe薄膜表面的粗糙度。
[0053]綜上所述，本發(fā)明通過(guò)低溫氧化實(shí)現(xiàn)提升低鍺濃度的鍺硅SiGe薄膜中鍺濃度，特別是提升鍺硅SiGe薄膜表面的鍺濃度，避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用外延方法淀積厚的鍺硅SiGe緩沖層，造成器件厚度增加的缺點(diǎn)。本發(fā)明通過(guò)反應(yīng)離子刻蝕、濕法刻蝕或者化學(xué)機(jī)械拋光等方法去除表面的二氧化硅Si02，在保證去除Si02的同時(shí)也保證了高鍺濃度的鍺硅SiGe薄膜表面粗糙度小，化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變。
[0054]相較于現(xiàn)有技術(shù)的外延方法，本發(fā)明通過(guò)低溫氧化，能有效制備出高鍺濃度的鍺硅薄膜，提高溝道的空穴遷移率，提升P型場(chǎng)效應(yīng)管性能；同時(shí)控制氧化反應(yīng)速率，避免了高鍺濃度的鍺硅SiGe薄膜內(nèi)產(chǎn)生位錯(cuò)等缺陷，提高了器件良率。
[0055]上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，其特征在于，在硅襯底上制備低鍺濃度的鍺硅，通過(guò)氧化轉(zhuǎn)化為高鍺濃度的鍺硅以及其表面的二氧化硅，再去除表面的二氧化硅，形成高鍺濃度的鍺硅作為溝道。
2.如權(quán)利要求1所述的高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，其特征在于所述的低鍺濃度的鍺硅的制備方法是外延，化學(xué)氣相沉積，物理氣相沉積和原子層沉積。
3.如權(quán)利要求1所述的高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，其特征在于所述的低鍺濃度的鍺硅的制備溫度為25°C?600°C。
4.如權(quán)利要求1所述的高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，其特征在于所述的低鍺濃度的鍺硅中鍺濃度為0.1 %?20%，制備的鍺硅厚度0.1?40納米。
5.如權(quán)利要求1所述的高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，其特征在于所述將低鍺濃度鍺硅轉(zhuǎn)化為高鍺濃度的氧化，氧化溫度為300°C?600°C,氧化反應(yīng)氣體為氧氣或水汽,氧化時(shí)間為5?100分鐘。
6.如權(quán)利要求5所述的高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，其特征在于所述氧化形成的高鍺濃度鍺硅中鍺的濃度為25%?50%。
7.如權(quán)利要求1所述的高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，其特征在于所述的高鍺濃度的鍺硅中鍺濃度分布為整體均勻的矩形分布或從表面往里濃度遞減的梯形分布。
8.如權(quán)利要求1所述的高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，其特征在于所述的去除表面的二氧化硅的方法是刻蝕或化學(xué)機(jī)械拋光。
9.如權(quán)利要求8所述的高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，其特征在于所述的刻蝕是濕法刻蝕或干法刻蝕。
10.如權(quán)利要求9所述的高鍺濃度鍺硅溝道的制備方法，其特征在于所述的濕法刻蝕采用稀氫氟酸溶液為腐蝕藥液，濃度為0.1 %?30%。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK104332389SQ201410410397
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】鐘旻 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司