[发明专利]一种新型半导体器件的制备方法

说明书

本发明提供一种新型半导体器件的制备方法，包括：在第一衬底上依次形成第一膜层、第二膜层和键合膜层，以形成第一中间结构；其中，第二膜层的晶胞尺寸小于所述第一膜层的晶胞尺寸，所述键合膜层是由具有张应变特性的材料制备的膜层，以使所述第二膜层形成张应变；在第二衬底上依次形成电介质膜层和键合膜层，以形成第二中间结构；将所述第一中间结构和所述第二中间结构的键合膜层进行键合，以形成键合结构；将所述键合结构的第一衬底和第一膜层去除，以形成具有张应变的半导体器件衬底。本发明提供的新型半导体器件的制备方法，能够在栅极制备前形成具有应变的第二膜层，有利于提高沟道的迁移率，提升器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种新型半导体器件的制备方法。

背景技术

非平面的鳍式场效应晶体管(Fin FET)器件结构作为其核心器件拥有较强的栅控能力，对短沟道效应的抑制能力强，但Fin FET器件的工艺流程复杂；相比于非平面Fin FET工艺，平面全耗尽绝缘体硅或平面全耗尽绝缘体锗(FDSOI/FDGeOI)器件工艺的光刻板数量要少得多，工艺相对更容易，工艺成本大大降低。

平面FDSOI/FDGeOI能减小寄生电容，提高运行速度；降低漏电，具有更低的功耗；同时，还能消除闩锁效应，抑制衬底脉冲电流干扰；在平面FDSOI/FDGeOI中引入应变使得器件的迁移率明显提升，然而如何引入应变是制备工艺的难点。

发明内容

本发明提供的新型半导体器件的制备方法，能够在栅极制备前形成具有应变的第二膜层，有利于提高沟道的迁移率，提升器件性能。

本发明提供一种新型半导体器件的制备方法，包括：

在第一衬底上依次形成第一膜层、第二膜层和键合膜层，以形成第一中间结构；其中，第二膜层的晶胞尺寸小于所述第一膜层的晶胞尺寸，所述键合膜层是由具有张应变特性的材料制备的膜层，以使所述第二膜层形成张应变；

在第二衬底上依次形成电介质膜层和键合膜层，以形成第二中间结构；

将所述第一中间结构和所述第二中间结构的键合膜层进行键合，以形成键合结构；

将所述键合结构的第一衬底和第一膜层去除，以形成具有张应变的半导体器件衬底。

可选地，所述第二膜层中的第一元素比例大于所述第一膜层中的第一元素比例；所述第一元素的原子半径大于所述第一膜层中的第二元素的原子半径。

可选地，所述第二膜层包括硅膜层、锗硅膜层和锗膜层中的任意一种或两种以上的叠层。

可选地，所述键合膜层包括氮化硅、氧化硅和氧化铝中的任意一种形成的膜层或任意几种形成的叠层。

可选地，所述第二膜层的厚度为5nm～100nm。

可选地，所述第一膜层为硅锗膜层，所述第二膜层为硅膜层；或者，

所述第一膜层为锗膜层，所述第二膜层为锗硅膜层。

可选地，还包括：

在所述半导体器件衬底的第二膜层上形成栅极；

在所述半导体器件衬底的第二膜层上形成源极和漏极，形成半导体器件。

可选地，在所述半导体器件衬底上形成源/漏区域包括：

在所述半导体器件衬底的第二膜层的源/漏区域进行离子注入，形成源极和漏极；或者，

将所述半导体器件衬底在650℃～750℃的温度下，以掺杂元素前驱体进行吹扫，吹扫后在第二膜层和栅极上形成二氧化硅保护层并退火，再去除二氧化硅。

可选地，所述掺杂元素前驱体包括磷化氢或者乙硼烷。