一種環(huán)形柵絕緣體上鍺p溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，特別涉及一種環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于絕緣體上鍺場(chǎng)效應(yīng)管比硅的性價(jià)比高，所以絕緣體上鍺場(chǎng)效應(yīng)管已經(jīng)吸引了廣泛的興趣，環(huán)柵(GAA)場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFETs)對(duì)短溝道效應(yīng)具有良好的免疫性，環(huán)柵(GAA)鍺納米線(NW)場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFETs)，其既具有鍺的高迀移率也具有GAA結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
[0003]目前環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，采用RMG方法來(lái)制造，生產(chǎn)出的環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，其低漏極偏壓情況下開/關(guān)率達(dá)到2 X 103，開關(guān)率低，且次臨界擺幅(SS)值低，降低了環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠提高產(chǎn)品性能的環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:所述方法為采用快速熔融生長(zhǎng)方法來(lái)制造環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。
[0006]進(jìn)一步地，所述快速熔融生長(zhǎng)方法為采用等離子體氮化處理鍺表面，然后采用ALD方法沉積Al2O3作為介質(zhì)，最后自對(duì)準(zhǔn)鍺化鎳接頭。
[0007]進(jìn)一步地，所述具體步驟為:氮化處理的鍺表面是在ALD沉積Al2O3的初始周期時(shí)與03進(jìn)行反應(yīng)，在Al 203和鍺之間產(chǎn)生一層稀薄鍺氧氮化合物晶體界面層；再次，非晶體鍺柵極被300的LPCVD放置到鍺基條共形周圍，并且填充埋入氧化物之間的空穴；最后，柵極通過(guò)各向異性反應(yīng)離子刻蝕來(lái)定義，在非晶體鍺和Al2O3之間，其選擇性大于60:1 ;在25keV時(shí)，自對(duì)準(zhǔn)S/D和柵極通過(guò)注入8&離子的方式摻雜，注入的劑量為2X 1015 cm - 2 ;摻雜劑被在500下快速熱退火(RTA)處理I分鐘，柵極結(jié)晶成形為多晶鍺。然后，形成Si02墊片，并且噴鍍形成200納米鎳層；通過(guò)在415的RTA中持續(xù)20秒形成NiGe接頭，將表面電阻減少至4.9 ;金屬(Al/Ti)加工之后，晶片在溫度為290氮?dú)獍鼑覛錃鉂舛葹?%的環(huán)境中退火30-32分鐘。
[0008]進(jìn)一步地，所述金屬(Al/Ti)加工之后，晶片在溫度為290氮?dú)獍鼑覛錃鉂舛葹?%的環(huán)境中退火30分鐘。
[0009]進(jìn)一步地，所述方法制得的環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管在高漏極偏壓情況下，開關(guān)率可達(dá)到3.3 X 105，并且次臨界擺幅(SS)為71 mV/dec。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，制得的 GAA GeOI p-MOSFETs 的 SS 為 71 mV/dec，這比目前報(bào)道的主體和 GAA NW Ge p-MOSFETs的SS好很多，且平面GeOI p-MOSFET陣列顯示在高勢(shì)場(chǎng)中，其有效空穴迀移率增加40%，提尚了廣品的性能O
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法制得的GAA GeOIp-MOSFET的測(cè)量dc 1- V特性圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明公開了一種環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，該方法為采用快速熔融生長(zhǎng)方法來(lái)制造環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。
[0013]上述快速熔融生長(zhǎng)方法為采用等離子體氮化處理鍺表面，然后采用ALD方法沉積Al2O3作為介質(zhì)，最后自對(duì)準(zhǔn)鍺化鎳接頭，具體步驟為:氮化處理的鍺表面是在ALD沉積Al2O3的初始周期時(shí)與O 3進(jìn)行反應(yīng)，在Al 203和鍺之間產(chǎn)生一層稀薄鍺氧氮化合物晶體界面層；再次，非晶體鍺柵極被300的LPCVD放置到鍺基條共形周圍，并且填充埋入氧化物之間的空穴；最后，柵極通過(guò)各向異性反應(yīng)離子刻蝕來(lái)定義，在非晶體鍺和Al2O3之間，其選擇性大于60:1 ;在25 keV時(shí)，自對(duì)準(zhǔn)S/D和柵極通過(guò)注入8&離子的方式摻雜，注入的劑量為2X1015 cm-2 ;摻雜劑被在500下快速熱退火(RTA)處理I分鐘，柵極結(jié)晶成形為多晶鍺。然后，形成Si02墊片，并且噴鍍形成200納米鎳層；通過(guò)在415的RTA中持續(xù)20秒形成NiGe接頭，將表面電阻減少至4.9 ;金屬(Al/Ti)加工之后，晶片在溫度為290氮?dú)獍鼑覛錃鉂舛葹?%的環(huán)境中退火30分鐘。
[0014]采用上述方法，我們提出了 MOS電容器(100)鍺晶片，這經(jīng)過(guò)和MOSFETs —樣的柵極絕緣體加工，這些電容器C - V測(cè)量顯示5.0納米的等價(jià)氧化物厚度(EOT)，并且柵極漏電流低于 10-7 A/cm2，VG 位于-3 和 1.5 V 之間，圖1 (b)和(c)顯示 GAA GeOI p-MOSFET 的測(cè)量dc 1- V特性；由于通道通過(guò)GAA結(jié)構(gòu)的靜電控制和離子氮化處理的表面鈍化，SS達(dá)到71 mV/dec ;假設(shè)完整的GAA MOSFET的SS為60 mV/dec [15]，我們估計(jì)接口狀態(tài)密度Dit的上界為8.0X 1011 cm-2 eV-1。為了作為對(duì)比，在(鍺晶片，EOT = 8 nm)和(硅晶片上的外延鍺，EOT = 1.6 nm)上的GeOI p-MOSFETs，并且其SS分別為82和80 mV/dec。EOT =~5nm時(shí)，GAA GeNWp-MOSFETs為120 mV/de ;在圖1 (b)，漏極漏電流顯示能帶間透渡的識(shí)別標(biāo)志，這是因?yàn)槲覀儧]有使用輕摻雜漏極來(lái)最小化漏極附近的漏電勢(shì)，盡管如此，即使在VD =-2.1 V時(shí)，也得到了 3.3X105的開關(guān)/率。
[0015]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于:所述方法為采用快速熔融生長(zhǎng)方法來(lái)制造環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于:所述快速熔融生長(zhǎng)方法為采用等離子體氮化處理鍺表面，然后采用ALD方法沉積Al2O3作為介質(zhì)，最后自對(duì)準(zhǔn)鍺化鎳接頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于:所述具體步驟為:氮化處理的鍺表面是在ALD沉積Al2O3的初始周期時(shí)與O 3進(jìn)行反應(yīng)，在Al2O3和鍺之間產(chǎn)生一層稀薄鍺氧氮化合物晶體界面層；再次，非晶體鍺柵極被300的LPCVD放置到鍺基條共形周圍，并且填充埋入氧化物之間的空穴；最后，柵極通過(guò)各向異性反應(yīng)離子刻蝕來(lái)定義，在非晶體鍺和Al2O3之間，其選擇性大于60:1 ;在25 keV時(shí)，自對(duì)準(zhǔn)S/D和柵極通過(guò)注入8&離子的方式摻雜，注入的劑量為2 X 1015 cm - 2 ;摻雜劑被在500下快速熱退火(RTA)處理I分鐘，柵極結(jié)晶成形為多晶鍺。
4.然后，形成Si02墊片，并且噴鍍形成200納米鎳層；通過(guò)在415的RTA中持續(xù)20秒形成NiGe接頭，將表面電阻減少至4.9 ;金屬(Al/Ti)加工之后，晶片在溫度為290氮?dú)獍鼑覛錃鉂舛葹?%的環(huán)境中退火30-32分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于:所述金屬(Al/Ti)加工之后，晶片在溫度為290氮?dú)獍鼑覛錃鉂舛葹?%的環(huán)境中退火30分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于:所述方法制得的環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管在高漏極偏壓情況下，開關(guān)率可達(dá)到3.3X105，并且次臨界擺幅(SS)為71 mV/deco
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，所述方法為采用快速熔融生長(zhǎng)方法來(lái)制造環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管；所述快速熔融生長(zhǎng)方法為采用等離子體氮化處理鍺表面，然后采用ALD方法沉積Al2O3作為介質(zhì)，最后自對(duì)準(zhǔn)鍺化鎳接頭。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明環(huán)形柵絕緣體上鍺P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，制得的GAA GeOI p-MOSFETs的SS為71mV/dec，這比目前報(bào)道的主體和GAA NW Ge p-MOSFETs的SS好很多，且平面GeOI p-MOSFET陣列顯示在高勢(shì)場(chǎng)中，其有效空穴遷移率增加40%，提高了產(chǎn)品的性能。
【IPC分類】H01L21-336
【公開號(hào)】CN104851808
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510108235
【發(fā)明人】毛蔚, 白昀
【申請(qǐng)人】白昀, 毛蔚
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月12日