[发明专利]一种混晶材料的制备方法及用该材料制备的半导体器件

权利要求书

1.一种混晶材料的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

1)制备绝缘体上硅，该绝缘体上硅包括支撑硅衬底层(10)，位于支撑硅衬底层(10)上的埋氧层(11)以及位于埋氧层(11)上的顶层硅(12)；

2)在所述顶层硅(12)上进行第一次图形化刻蚀，刻蚀至露出支撑衬底硅层(10)，或者继续向下刻蚀，刻蚀掉支撑衬底硅层(10)的一个薄层，或者只刻蚀到露出埋氧层(11)，或者刻蚀掉埋氧层(11)的一部分；

3)对埋氧层(11)进行选择性刻蚀，在顶层硅(12)和支撑衬底硅层(10)之间形成腔体(9)，通过对刻蚀时间的控制，使得埋氧层(11)形成圆台或柱状结构，用于支撑顶层硅(12)；

4)在步骤3)获得的结构上先沉积SiGe合金层(8)；再沉积SiO₂间隔层(7)；

5)对位于支撑硅衬底层(10)上的间隔层(7)采用CVD的方法进行填充至顶层硅(12)上的间隔层(7)，形成填充层(5)；

6)对步骤5)得到的结构进行第二次图形化刻蚀，将第一次图形化刻蚀形成的窗口区中由外延形成的填充层(5)、间隔层(7)和SiGe合金层(8)刻蚀至露出支撑硅衬底层(10)；

7)采用外延的方法，从步骤6)中露出的支撑硅衬底层(10)的上表面开始外延Si、Ge或者SiGe其中之一，直到外延至其上表面至少高于SiGe合金层8的上表面；

8)然后对步骤7)后形成的结构的上表面进行刻蚀或者化学机械抛光，最终得到混晶材料。

2.如权利要求1所述的一种混晶材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤4)中沉积SiGe合金层(8)之后，沉积SiO₂间隔层(7)之前，在该SiGe合金层上表面外延沉积一层单晶硅层。

3.如权利要求1所述的一种混晶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中的SiGe合金层(8)中Ge组分小于或等于20％。

4.如权利要求1所述的一种混晶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中间隔层(7)为SiO₂层、Si₃N₄层或者两者的组合。

5.如权利要求1所述的一种混晶材料的制备方法，其特征在于：在步骤4)之后在800-1200摄氏度温度用含氧(O₂)气体进行退火。

6.如权利要求1所述的一种混晶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤7)中外延SiGe合金层时，采取Ge的组分逐步增加的方法。

7.如权利要求1所述的一种混晶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤8)对步骤7)后形成的结构的上表面进行刻蚀或者化学机械抛光去除材料上表面的间隔层(7)，得到SiGeOI/Si、SiGeOI/SiGe或SiGeOI/Ge共面的混晶材料。

8.如权利要求2所述的一种混晶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤8)对步骤7)后形成的结构的上表面进行刻蚀或者化学机械抛光去除材料上表面的间隔层(7)，得到应变sSOI/Si、应变sSOI/SiGe或者sSOI/Ge共面的混晶材料。

9.如权利要求1所述的一种混晶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤8)对步骤7)后形成的结构的上表面进行刻蚀或者化学机械抛光去除材料上表面的间隔层(7)和顶层硅(12)上面的SiGe合金层(8)，得到应变sSOI/Si、应变sSOI/SiGe或者sSOI/Ge共面的混晶材料。

10.一种采用权利要求1至9所述任意一项混晶材料的制备方法制备的半导体器件。