[发明专利]基于LRC的直接带隙GeSnP型TFET器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于LRC的直接带隙GeSn P型TFET器件的制备方法，其特征在于，包括：

S101、选取掺杂浓度为5×10¹⁸cm^-3的N型Si衬底；

S102、利用CVD工艺，在所述N型Si衬底表面生长200～300nm厚度的N型掺杂的Ge外延层；

S103、利用CVD工艺，在所述Ge外延层表面上生长100～150nm厚度的SiO₂层；

S104、将包括所述Si衬底、所述Ge外延层及所述SiO₂层的整个衬底材料加热至700℃，利用LRC工艺晶化所述整个衬底材料；

S105、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述SiO₂层，制得Ge虚衬底材料；

S106、在H₂氛围中在350℃温度以下，SnCl₄和GeH₄分别作为Sn和Ge源，在所述Ge虚衬底材料表面生长146nm厚度的无掺杂的GeSn层，得到直接带隙GeSn P型材料；

S107、利用离子注入工艺，对所述直接带隙GeSn P型材料注入剂量为1×10¹⁵cm^-2的P⁺离子，形成N型掺杂的GeSn外延层；

S108、利用CVD工艺，在所述GeSn外延层表面淀积氧化层厚度为0.7nm的高K栅介质层与栅极材料层；

S109、利用刻蚀工艺，刻蚀部分所述高K栅介质层与所述栅极材料层形成第一刻蚀区域；

S110、利用光刻工艺，在所述第一刻蚀区域光刻出源区图形，并利用离子注入工艺，采用离子注入能量为8keV，剂量为3×10¹⁹cm^-2的P⁺离子，在所述第一刻蚀区域形成N型掺杂的源区；

S111、利用刻蚀工艺，刻蚀部分所述高K栅介质层与所述栅极材料层形成第二刻蚀区域；

S112、利用光刻工艺，在所述第二刻蚀区域光刻出漏区图形，并利用离子注入工艺，采用离子注入能量为35keV，剂量为5×10¹⁸cm^-2的BF₂⁺离子，在所述第二刻蚀区域形成P型掺杂的漏区；

S113、利用快速退火工艺，在400℃的温度下，对所述源区和所述漏区进行杂质激活处理，最终形成所述基于LRC的直接带隙GeSn P型TFET器件。

2.一种基于LRC的直接带隙GeSn P型TFET器件，其特征在于，包括：Si衬底、Ge虚衬底、GeSn外延层、高K栅介质层与栅极材料层；其中，所述直接带隙GeSn P型TFET器件由权利要求1所述的方法制备形成。

3.一种基于LRC的直接带隙GeSn P型TFET器件的制备方法，其特征在于，包括：

选取Si衬底；

在所述Si衬底表面生长Ge外延层；

在所述Ge外延层表面上淀积保护层；

利用LRC工艺晶化所述Si衬底、所述Ge外延层、所述保护层；

刻蚀所述保护层，形成Ge虚衬底材料；

在所述Ge虚衬底材料表面生长GeSn外延层；

淀积高K栅介质层与栅极材料层，光刻源漏区，最终形成所述基于LRC的直接带隙GeSnP型TFET器件。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述Si衬底表面生长Ge外延层，包括：

在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在所述Si衬底表面生长200～300nm厚度的N型掺杂的Ge外延层。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述Ge外延层表面上淀积保护层，包括：

利用CVD工艺在所述Ge外延层上淀积100～150nm厚度的SiO₂层。