[发明专利]FD-SOI衬底结构、器件结构的制备方法

权利要求书

1.一种FD-SOI衬底结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

1)提供FD-SOI衬底，所述FD-SOI衬底包括硅基底、埋氧化层及顶硅层；

2)于所述顶硅层上外延生长锗硅层；

3)氧化所述锗硅层，将所述锗硅层中的锗推进所述顶硅层，以形成顶锗硅层；

4)去除氧化反应生成的二氧化硅层，以显露所述顶锗硅层；

5)于所述顶锗硅层上生长氮氧化锗层。

2.根据权利要求1所述的FD-SOI衬底结构的制备方法，其特征在于：步骤1)所述顶硅层的厚度范围介于50埃米～200埃米之间，所述埋氧化层为二氧化硅层，其厚度范围介于100埃米～300埃米之间。

3.根据权利要求1所述的FD-SOI衬底结构的制备方法，其特征在于：步骤2)所述外延生长锗硅层包括：去除所述顶硅层表面的氧化物；原位生长锗硅层，所述锗硅层中的锗浓度介于20％～40％之间，所述锗硅层的厚度范围介于50埃米～400埃米。

4.根据权利要求1所述的FD-SOI衬底结构的制备方法，其特征在于：步骤3)的氧化条件为在800℃～1100℃的氧气气氛中反应，所形成的顶锗硅层的厚度范围介于60埃米～100埃米之间。

5.根据权利要求1所述的FD-SOI衬底结构的制备方法，其特征在于：步骤4)去除所述二氧化硅层的方法包括采用HF酸溶液或气体对所述二氧化硅层进行腐蚀。

6.根据权利要求1所述的FD-SOI衬底结构的制备方法，其特征在于：步骤5)外延生长氮氧化硅层包括：在550℃～650℃下，在O₂气氛下，于所述顶锗硅层表面反应生成GeO₂层，然后在550℃-650℃下，在NH₃氛围下反应生成氮氧化硅层。

7.一种FD-SOI器件结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

1)采用如权利要求1～6任意一项所述的FD-SOI衬底结构的制备方法制备FD-SOI衬底结构；

2)于所述氮氧化硅层上依次沉积栅氧层、高k介质层、氮化钛层及栅极层；

3)刻蚀所述栅极层、氮化钛层、高k介质层及栅氧层，以形成栅极结构，于所述栅极结构两侧形成侧墙结构；

4)于所述栅极结构两侧外延生长锗硅凸层。

8.根据权利要求7所述的FD-SOI器件结构的制备方法，其特征在于：步骤2)沉积栅氧层方法包括原位水汽生成法，所述栅氧层的厚度介于6埃米～15埃米之间；所述高k介质层包括HfO₂及HfLaO₂中的一种，其厚度为15埃米～30埃米之间，所述氮化钛层的厚度范围介于15埃米～30埃米之间，所述栅极层的材料包括非晶硅，厚度范围介于500埃米～600埃米之间。

9.根据权利要求7所述的FD-SOI器件结构的制备方法，其特征在于：步骤3)包括：在所述栅极层上形成硬掩膜层和光刻胶层，并定义出栅极区，利用等离子刻蚀形成栅极结构，所述硬掩层的材料为氧化硅与氮化硅组合，总厚度范围介于350埃米～500埃米。

10.根据权利要求7所述的FD-SOI器件结构的制备方法，其特征在于：步骤4)外延生长锗硅凸层包括：去除所述栅极结构两侧的硅层表面的氧化物；原位生长锗硅凸层，所述锗硅凸层的锗浓度范围介于20％～50％之间且含硼浓度介于1×10¹⁹～10²¹/cm³之间，所述锗硅凸层的厚度范围介于200埃米～400埃米。