发明名称 矽锗磊晶的生长方法
摘要 一种矽锗磊晶的生长方法。包括去除矽基底表面的原生氧化层,并对矽基底表面进行HF蒸汽处理步骤。然后于矽基底上形成锗层,接着在钝气下,进行高温快速热回火步骤,以形成矽锗合金层于矽基底的表面。
申请公布号 TW591132 申请公布日期 2004.06.11
申请号 TW088110184 申请日期 1999.06.17
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 荆凤德;黄明彰
分类号 C30B29/08 主分类号 C30B29/08
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种矽锗磊晶的生长方法,该方法包括:提供一矽基底;对该矽基底表面进行一清洁步骤;对该矽基底表面进行一HF蒸汽处理步骤;形成一锗层于该矽基底上;以及在一钝气下,进行一高温快速热回火步骤,以形成一矽锗合金层于该矽基底表面。2.如申请专利范围第1项所述之该磊晶矽锗的生长方法,其中该清洁步骤包括:使用一H2O2/NH4OH/H2O溶液清洗该矽基底表面;让该矽基底浸在HF溶液中;以去离子水清洗该矽基底表面;以及在氮气中旋乾。3.如申请专利范围第2项所述之该磊晶矽锗的生长方法,其中该H2O2/NH4OH/H2O溶液的组成比为0.25-1:0.5-1:5-6。4.如申请专利范围第1项所述之该磊晶矽锗的生长方法,其中该HF蒸汽处理步骤包括使用40-60%浓度的HF水溶液平衡蒸汽压。5.如申请专利范围第1项所述之该磊晶矽锗的生长方法,其中形成该锗层的方法包括溅镀法。6.如申请专利范围第1项所述之该磊晶矽锗的生长方法,其中形成该锗层的方法包括蒸镀法。7.如申请专利范围第1项所述之该磊晶矽锗的生长方法,其中该钝气为不具氧化力之气体。8.如申请专利范围第1项所述之该磊晶矽锗的生长方法,其中该钝气包括氮气。9.如申请专利范围第1项所述之该磊晶矽锗的生长方法,其中该高温快速热回火步骤之温度为850-950℃。10.如申请专利范围第1项所述之该磊晶矽锗的生长方法,其中该高温快速热回火步骤之温度为800-1000℃。11.如申请专利范围第1项所述之该磊晶矽锗的生长方法,其中该高温快速热回火步骤之进行时间为30-120秒。12.一种矽锗磊晶及其氧化物的生长方法,该方法包括:提供一矽基底,该矽基底上有一原生氧化层;去除该原生氧化层;对该矽基底表面进行一HF蒸汽处理步骤;形成一锗层于该矽基底上;在一钝气下,进行一高温快速热回火步骤,以形成一矽锗合金层于该矽基底表面;以及进行一热氧化步骤,以在该矽锗合金层的表面上形成一矽锗氧化层。13.如申请专利范围第12项所述之磊晶矽锗及其氧化物的生长方法,其中去除该原生氧化层的方法包括:以一化学腐蚀溶液来清洗该基底;以及清除该基底表面残余之该化学腐蚀溶液。14.如申请专利范围第12项所述之磊晶矽锗及其氧化物的生长方法,其中该HF蒸汽处理步骤包括使用40-60%浓度的HF水溶液平衡蒸汽压。15.如申请专利范围第12项所述之磊晶矽锗及其氧化物的生长方法,其中形成该锗层的方法包括物理气相沈积法。16.如申请专利范围第12项所述之磊晶矽锗及其氧化物的生长方法,其中该钝气为不具氧化力之气体。17.如申请专利范围第12项所述之磊晶矽锗及其氧化物的生长方法,其中该高温快速热回火步骤之温度为850-950℃,而进行时间为30-120秒。18.如申请专利范围第12项所述之磊晶矽锗及其氧化物的生长方法,其中该高温快速热回火步骤之温度为800-1000℃。19.如申请专利范围第12项所述之磊晶矽锗及其氧化物的生长方法,其中该热氧化步骤的温度为850-950℃。20.一种应用矽锗磊晶来制造金氧半电晶体的方法,该方法包括:提供一矽基底,该矽基底上有一原生氧化层;以一化学腐蚀方法来去除该原生氧化层;对该矽基底表面进行一HF蒸汽处理步骤;以一物理气相沈积法形成一锗层于该矽基底上;在一钝气下,进行一高温快速热回火步骤,以形成一矽锗合金层于该矽基底表面;进行一热氧化步骤,以在该矽锗合金层的表面上形成一矽锗氧化层;形成一闸极于该氧化层上之一预定区域;以及进行一离子植入步骤,以形成二源极/汲极于该闸极之两侧。21.如申请专利范围第20项所述之应用矽锗磊晶来制造金氧半电晶体的方法,其中该HF蒸汽处理步骤包括使用40-60%浓度的HF水溶液平衡蒸汽压。22.如申请专利范围第20项所述之应用矽锗磊晶来制造金氧半电晶体的方法,其中该钝气为不具氧化力之气体。23.如申请专利范围第20项所述之应用矽锗磊晶来制造金氧半电晶体的方法,其中该高温快速热回火步骤之温度为850-950℃,而进行时间为30-120秒。24.如申请专利范围第20项所述之应用矽锗磊晶来制造金氧半电晶体的方法,其中该高温快速热回火步骤之温度为800-1000℃,而进行时间为30-120秒。图式简单说明:第1A-1E图是依据本发明之一较佳实施例之一种应用矽锗磊晶来制造金氧半电晶体的流程剖面图。第2图是Si0.6Ge0.4.Si0.3Ge0.7与矽单晶的X射线绕射图谱。第3图为Si0.3Ge0.7与Si的p-MOSFET之ID-VD特性图,其闸极长度为3m。第4图为Si0.3Ge0.7与Si的p-MOSFET之电洞的场效移动(field effect mobility)图。第5图为Si0.3Ge0.7与Si的p-MOS电容器之介面陷入密度(interface trap density)图。第6图为Si0.3Ge0.7与Si的p-MOSFET之源极/汲极二极体(diode)在外加电压3.3V下之漏电机率分布图。第7图为Si0.3Ge0.7.Si0.6Ge0.4与Si的p-MOSFET之闸氧化层的I-V特性图,二者之闸氧化层的厚度约为50埃,皆以热氧化法形成。第8图为Si0.3Ge0.7与Si的p-MOSFET之闸氧化层漏电机率分布图,二者之闸氧化层的厚度约为50埃,皆以热氧化法形成。第9图为Si0.3Ge0.7与Si的p-MOSFET之闸氧化层崩溃电场(breakdown field)机率分布图,二者之闸氧化层的厚度约为50埃,皆以热氧化法形成。第10图为Si0.3Ge0.7的p-MOS电容器在外加恒电压下之电流密度随时间的变化图。第11图为Si0.3Ge0.7与Si的p-MOS电容器在外加电压4.5V下之崩溃电荷(breakdown charge:QBD)机率分布图,闸氧化层的厚度为30埃。第12图为Si0.3Ge0.7的p-MOS电容器在外加恒电压下之压力诱使漏电(stress-induced leakage current;SILC)效果图。
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