[发明专利]基于压应变Ge材料NMOS器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于压应变Ge材料NMOS器件的制备方法，其特征在于，包括：

(a)选取单晶Si衬底；

(b)在所述Si衬底表面制备Si_1-xGe_x晶化层；

(c)在所述Si_1-xGe_x晶化层表面生长P型应变Ge沟道层；

(d)在所述P型应变Ge沟道层表面制备NMOS的栅极；

(e)在所述P型应变Ge沟道层进行离子注入以制备NMOS源区和漏区；

(f)制备NMOS电极以完成所述NMOS器件的制备。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)包括：

(b1)在所述Si衬底表面淀积Si_1-xGe_x外延层；

(b2)在所述Si_1-xGe_x外延层表面淀积第一SiO₂保护层；

(b3)将包括所述Si衬底、所述Si_1-xGe_x外延层、所述第一SiO₂保护层的整个衬底材料加热至600℃～650℃；

(b4)连续激光扫描所述整个衬底材料，所述激光扫描的参数为：激光功率密度为2.85kW/cm²，激光波长为795nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光移动速度为20mm/s；

(b5)自然冷却所述整个衬底材料；

(b6)刻蚀所述第一SiO₂保护层。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述Si_1-xGe_x外延层中x取值范围为0.7～0.9。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(b1)包括：在400℃～500℃温度下，利用磁控溅射方法，在所述Si衬底表面淀积所述Si_1-xGe_x外延层；其中，所述磁控溅射方法的工艺压力为1.5×10^-3mb，淀积速率为5nm/min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)包括：在350℃温度下，利用减压CVD工艺，在所述Si_1-xGe_x晶化层表面生长厚度为800～900nm的所述P型应变Ge沟道层。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(d)包括：

(d1)在250～300℃温度下，利用原子层淀积工艺，在所述P型应变Ge沟道层表面淀积厚度为3nm HfO₂材料；

(d2)利用反应溅射方法淀积厚度为110nm的TaN材料；

(d3)利用刻蚀工艺，选择性刻蚀掉指定区域的所述HfO₂材料和所述TaN材料形成所述栅极。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(e)包括：

(e1)利用光刻工艺，在所述栅极和所述P型应变Ge沟道层表面涂光刻胶，刻蚀掉所述P型应变Ge沟道层表面的光刻胶；

(e2)利用自对准工艺，在异于所述栅极的所述P型应变Ge沟道层表面进行P离子注入；

(e3)在250～300℃温度下，在氮气环境下快速热退火30s，形成所述NMOS源区和漏区。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Si衬底的厚度为2μm。

9.一种基于压应变Ge材料NMOS器件，其特征在于，所述NMOS器件由权利要求1～8任一项所述的方法制备形成。