一种利用离子注入及定点吸附工艺制备半导体材料的方法

摘要

本发明提供一种利用离子注入及定点吸附工艺制备半导体材料的方法，先在Si衬底上外延至少一个周期的Si_xGe_1-x/Si（0≤x<1 ）超晶格结构，然后于超晶格结构上依次生长Si缓冲层及Si_zGe_1-z层，接着将H或He等离子注入至Si衬底并进行快速退火处理，使所述超晶格结构吸附上述离子，最终得到低缺陷密度、高弛豫度的Si_zGe_1-z层。与具有氧化层的Si衬底键合，并通过智能剥离可以制备低缺陷密度、高弛豫度的SGOI；在得到的弛豫Si_zGe_1-z层上外延小于临界厚度的应变硅，通过智能剥离的方法可以制备高应变度、低缺陷密度的绝缘体上的应变硅（sSOI）。本发明通过超晶格吸附离子增加了离子注入制备弛豫SiGe材料的稳定性，获得了低缺陷密度、高弛豫度的SiGe材料，降低了工艺难度，适用于工业生产。

主权项

一种利用离子注入及定点吸附工艺制备半导体材料的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：1)提供第一Si衬底，于所述Si衬底表面交替形成Si_xGe_1‑x层及Si层，形成至少具有一个周期的Si_xGe_1‑x/Si超晶格结构，其中，0≤x<1；2)于所述Si_xGe_1‑x/Si超晶格结构表面形成Si缓冲层，于所述Si缓冲层表面形成应变Si_zGe_1‑z层，所述应变Si_zGe_1‑z层的厚度小于其临界厚度，其中0≤z<1；3)从所述应变Si_zGe_1‑z层表面将H、He、Si、Ge、C或B离子注入至所述第一Si衬底中，然后对上述结构进行快速退火，使所述应变Si_zGe_1‑z层产生弛豫，以获得弛豫Si_zGe_1‑z层，所述步骤3)在快速退火过程中，所述Si_xGe_1‑x/Si超晶格结构吸附注入至所述第一Si衬底中的H、He、Si、Ge、C或B离子以使所述Si_xGe_1‑x/Si超晶格结构中形成多个缺陷层，该些缺陷层诱导形成逐渐延伸至所述应变Si_zGe_1‑z层表面的大量穿透位错，通过快速退火过程，所述应变Si_zGe_1‑z层中的大量穿透位错移动并发生湮灭，最终使所述应变Si_zGe_1‑z层产生弛豫。