发明名称 于退火矽化锗层中供瑕疵抑制之离子植入
摘要
申请公布号 TWI357097 申请公布日期 2012.01.21
申请号 TW094122582 申请日期 2005.07.04
申请人 万国商业机器公司 发明人 史帝文W 贝德尔;陈华杰;凯斯E 福葛尔;丹佛卓K 珊达那;葛哈瓦G 夏希地
分类号 H01L21/265 主分类号 H01L21/265
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种制造一松弛矽化锗合金层之方法,其包括以下步骤:在一含矽基板之一表面上形成一具有应变的含锗层;植入离子,以在该含锗层与该含矽基板之间的一界面下方深度约0至约500 处产生一损坏区域;及在一包括至少一含氧气体的氧化环境中且在一形成至少一大体上松弛之矽化锗合金层的温度下加热包含该损坏区域的该含锗层及该含矽基板,其中在该加热步骤期间该损坏区域抑制平面瑕疵形成,及穿透瑕疵密度小于约5×107瑕疵/cm2。如请求项1之方法,其中该等离子包括He、Ne、C、O、F、B、P、Si、H或其混合物及其同位素。如请求项1之方法,其中该等离子包括氧离子或其同位素。如请求项1之方法,其中该等离子包括含氢离子或其同位素。如请求项1之方法,其中该等离子包括氟离子或其同位素。如请求项1之方法,其中该含矽基板为一主体含矽基板。如请求项1之方法,其中该含矽基板为一绝缘物上矽基板。如请求项1之方法,其中该含锗层包括一纯锗层。如请求项1之方法,其中该含锗层包括一矽化锗合金层,其包括高达99.99原子百分数之锗。如请求项1之方法,其中离子之该植入系使用一覆盖或遮蔽离子植入法得以执行。如请求项1之方法,其中该损坏区域具有一能够在该加热期间抑制该等平面瑕疵的充分临限能量。如请求项11之方法,其中该临限能量包含用以形成声子之能量及转换为反冲之能量。如请求项12之方法,其中该用以形成声子之能量大于2.5×1015(电子伏特/埃)/cm2。如请求项12之方法,其中该转换为反冲之能量大于2.5×1015(电子伏特/埃)/cm2。如请求项1之方法,其中该等植入离子具有一等于声子形成之能量损耗加上转换为反冲之能量的和的在该界面处或其附近之转换为晶格原子的能量。如请求项15之方法,其中该等植入离子之该能量为大于5×1015(电子伏特/埃)/cm2至小于15×1015(电子伏特/埃)/cm2。如请求项1之方法,其进一步包括一惰性气体,该惰性气体系用以稀释该至少一含氧气体。如请求项1之方法,其中该加热系在一自约900℃至约1350℃的温度下执行。如请求项1之方法,其中在该加热期间,在该大体上松弛之矽化锗合金层下方形成一抗锗扩散的绝缘层。如请求项1之方法,其进一步包括使一额外矽化锗层生长于该大体上松弛之矽化锗合金层之顶上。如请求项20之方法,其进一步包括在该额外矽化锗层之顶上形成一应变矽层。如请求项1之方法,其进一步包括在该大体上松弛之矽化锗合金层之顶上形成一应变矽层。一种基板材料,其包括:一含矽基板;一绝缘区域,其抗存在于该含矽基板之顶上的锗扩散;及一大体上松弛之矽化锗合金层,其存在于该绝缘区域之顶上,其中该大体上松弛之矽化锗合金层具有一自约5000瑕疵/cm2或小于5000瑕疵/cm2的平面瑕疵密度。如请求项23之基板材料,其中该大体上松弛之矽化锗合金层具有一自约1%至约100%的测定晶格松弛。一种异质结构,其包括:一含矽基板;一绝缘区域,其抗存在于该含矽基板之顶上的锗扩散;一大体上松弛之矽化锗合金层,其存在于该绝缘区域之顶上,其中该大体上松弛之矽化锗合金层具有一自约5000瑕疵/cm2或小于5000瑕疵/cm2的平面瑕疵密度;及一应变矽层,其形成于该大体上松弛之矽化锗合金层之顶上。如请求项25之异质结构,其中该大体上松弛之矽化锗合金层具有一自约1%至约100%的测定晶格松弛。如请求项25之异质结构,其中在该应变矽层之顶上形成松弛之矽化锗与应变矽的交替层。如请求项25之异质结构,其中该应变矽层系以由砷化镓及磷化镓组成之群中选出的一晶格失配化合物来替代。
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