[发明专利]基于SiGe的PMOS器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于SiGe的PMOS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衬底表面淀积Si_1-xGe_x外延层；

(c)利用激光再晶化工艺晶化所述Si_1-xGe_x外延层；

(d)在晶化后的所述Si_1-xGe_x外延层表面淀积N型Si_1-xGe_x沟道层；

(e)在所述N型Si_1-xGe_x沟道层表面制备PMOS的栅极；

(f)在所述N型Si_1-xGe_x沟道层进行离子注入以制备PMOS源区和漏区；

(g)制备PMOS源区和漏区接触孔，并淀积金属W形成源漏接触；

(h)在整个器件表面淀积钝化层形成所述PMOS器件。

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：

在400℃～500℃温度下，利用磁控溅射方法，以纯度为99.999％本征Si_1-xGe_x为靶材料，在所述Si衬底表面淀积厚度为450～500nm的所述Si_1-xGe_x外延层。

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0.8～0.9。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(c)之前，还包括：

在所述Si_1-xGe_x外延层表面淀积SiO₂保护层；

相应地，在步骤(c)之后，还包括：

刻蚀所述SiO₂保护层；其中，所述SiO₂保护层的厚度为100nm～160nm。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)包括：

(c1)将包括所述Si衬底、所述Si_1-xGe_x外延层、所述SiO₂保护层的整个衬底材料加热至600℃～650℃；

(c2)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；

(c3)自然冷却所述整个衬底材料。

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：

在500～600℃温度下，利用CVD外延工艺，在晶化后的所述Si_1-xGe_x外延层表面淀积厚度为900～950nm的所述N型Si_1-xGe_x沟道层。

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)在250～300℃温度下，采用原子层淀积工艺，在所述N型Si_1-xGe_x沟道层表面淀积厚度为2～3nm HfO₂材料；

(e2)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；

(e3)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Al-Cu材料形成所述PMOS的栅极。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(f)包括：

(f1)采用自对准工艺，在异于所述栅极的所述N型Si_1-xGe_x沟道层表面进行B离子注入；

(f2)在250～300℃温度下，在氮气环境下快速热退火30s，形成所述PMOS源区和漏区。