[发明专利]激光再晶化GeNMOS器件及其制备方法

权利要求书

1.一种激光再晶化Ge NMOS器件的制备方法，其特征在于，包括：

S101、选取单晶Si衬底；

S102、在275℃～325℃温度下，利用CVD工艺在所述单晶Si衬底上生长40～50nm的第一Ge籽晶层；

S103、在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在在所述第一Ge籽晶层表面生长150～250nm的第二Ge主体层；

S104、利用CVD工艺在所述第二Ge主体层表面上淀积150nmSiO₂层；

S105、将包括所述单晶Si衬底、所述第一Ge籽晶层、所述第二Ge主体层及所述SiO₂层的整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm²，激光移动速度为25mm/s；

S106、自然冷却整个衬底材料；

S107、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述SiO₂层，得到所述Ge/Si虚衬底材料；

S108、在500～600℃温度下，利用CVD外延工艺在所述Ge/Si虚衬底表面淀积厚度为900～950nm的P型Ge层，掺杂浓度为1×10¹⁶～5×10¹⁶cm^-3；

S109、在70℃～80℃温度下，将所述P型Ge层放置于H₂O₂溶液中形成GeO₂层；

S110、在250～300℃温度下，采用原子层淀积工艺在所述GeO₂层表面淀积厚度为2～3nm HfO₂材料；

S111、利用电子束蒸发工艺在所述HfO₂材料表面淀积厚度为10～20nm的Al-Cu材料；

S112、利用刻蚀工艺刻选择性蚀掉指定区域的所述Al-Cu材料形成NMOS的栅极区；

S113、采用自对准工艺，对整个衬底表面进行P离子注入，在250～300℃温度下，在氮气环境下快速热退火30s，形成NMOS源漏区；

S114、利用CVD工艺在整个衬底表面淀积厚度为200～300nm的BPSG形成介质层；

S115、利用硝酸和氢氟酸刻蚀所述BPSG形成源漏接触孔；

S116、利用电子束蒸发工艺在整个衬底表面淀积厚度为10～20nm的金属W形成源漏接触；

S117、利用刻蚀工艺刻选择性蚀掉指定区域的金属W，并利用CMP工进行平坦化处理；

S118、利用CVD工艺在整个衬底表面淀积厚度为20～30nm的SiN以形成所述激光再晶化Ge NMOS器件。

2.一种激光再晶化Ge NMOS器件，其特征在于，包括：单晶Si衬底、第一Ge籽晶层、第二Ge主体层、P型Ge层、HfO₂层及Al-Cu层；其中，所述NMOS器件由权利要求1所述的方法制备形成。

3.一种激光再晶化Ge NMOS器件的制备方法，其特征在于，包括：

选取Si衬底；

在第一温度下，在所述Si衬底表面生长第一Ge籽晶层；

在第二温度下，在所述第一Ge籽晶层表面生长第二Ge主体层；

将包括所述Si衬底、所述第一Ge籽晶层、所述第二Ge主体层的衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm²，激光移动速度为25mm/s，形成晶化Ge层；

在衬底材料表面生长栅介质层；

在所述栅介质层表面生长栅极层；

刻蚀所述栅极层及所述栅介质层，形成栅极；

利用自对准工艺进行源漏注入，形成源漏区，最终形成所述激光再晶化Ge NMOS器件。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第一Ge籽晶层表面生长第二Ge主体层之后，还包括：

在所述第二Ge主体层表面上淀积SiO₂材料；

相应地，在形成晶化Ge层之后，还包括：

去除所述SiO₂材料。