硅基高迁移率沟道CMOS的制备方法

一种硅基高迁移率沟道CMOS的制备方法，包括：在硅衬底上生长锗层；将其放入MOCVD反应室中，进行第一次退火；在锗层上依次生长低温砷化镓成核层和高温砷化镓层，形成样品；将样品进行抛光，同时清洗MOCVD反应室和样品舟；再将样品放入MOCVD反应室，进行第二次退火；在高温砷化镓层上生长砷化镓缓冲层和InGaP半绝缘层；在InGaP半绝缘层上生长nMOSFET结构；在nMOSFET结构上采用PECVD技术生长二氧化硅层；从二氧化硅层的上表面选区向下刻蚀，刻蚀深度到达锗层内，形成台面，未刻蚀的区域为III-V族区，台面部分为锗区；在III-V族区和锗区之间以及同一区不同器件区域之间制作隔离绝缘墙；在nMOSFET结构上以及锗层的台面上进行源、栅和漏工艺，完成CMOS的制备。

1.一种硅基高迁移率沟道CMOS的制备方法，包括以下步骤：步骤1：在硅衬底上采用UHVCVD设备生长锗层；步骤2：将生长了锗层的硅衬底放入MOCVD反应室中，进行第一次退火；步骤3：在锗层上依次生长低温砷化镓成核层和高温砷化镓层，形成样品；步骤4：将样品进行抛光，同时清洗MOCVD反应室和样品舟；步骤5：再将样品放入MOCVD反应室，进行第二次退火；步骤6：在高温砷化镓层上生长砷化镓缓冲层和InGaP半绝缘层；步骤7：在InGaP半绝缘层上生长nMOSFET结构；步骤8：在nMOSFET结构上采用PECVD技术生长二氧化硅层；步骤9：从二氧化硅层的上表面选区向下刻蚀，刻蚀深度到达锗层内，形成台面，未刻蚀的区域为III-V族区，台面部分为锗区；步骤10：在III-V族区和锗区之间以及同一区不同器件区域之间制作隔离绝缘墙；步骤11：在nMOSFET结构上以及锗层的台面上进行源、栅和漏工艺，完成CMOS的制备。
2.根据权利要求1所述的硅基高迁移率沟道CMOS的制备方法，其中硅衬底为偏[011]方向4°的(100)衬底，尺寸为2英寸至12英寸。
3.根据权利要求1所述的硅基高迁移率沟道CMOS的制备方法，其中第一次退火的温度在700℃以上，退火时间在20分钟至30分钟，第二次退火温度与高温砷化镓层、砷化镓缓冲层、InGaP半绝缘层和nMOSFET结构的生长温度相同，在630℃至660℃之间，退火时间为10分钟至20分钟，两次退火均在砷烷保护下进行。
4.根据权利要求1所述的硅基高迁移率沟道CMOS的制备方法，其中高温砷化镓层和砷化镓缓冲层的生长条件相同：生长速率为0.4nm/s至
0.6nm/s，V/III流量比为40至60；厚度范围分别为300nm至400nm、100nm至200nm。
5.根据权利要求1所述的硅基高迁移率沟道CMOS的制备方法，其中抛光去除砷化镓厚度小于100nm，抛光后达到的粗糙度小于0.5nm。
6.根据权利要求1所述的硅基高迁移率沟道CMOS的制备方法，其中生长半绝缘InGaP层与锗层是晶格匹配的，其生长速率是
0.1nm/s-0.25nm/s，V/III流量比为75-125。
7.根据权利要求1所述的硅基高迁移率沟道CMOS的制备方法，其中nMOSFET结构的生长顺序依次包括：Al_0.3Ga_0.7As势垒层、In_0.25Ga_0.75As沟道层、In_0.49Ga_0.51P刻蚀停止层和GaAs掺杂接触层。
8.根据权利要求7所述的硅基高迁移率沟道CMOS的制备方法，其中在Al_0.3Ga_0.7As势垒层中进行硅的delta掺杂。
9.根据权利要求1所述的硅基高迁移率沟道CMOS的制备方法，其中台面与锗层的上表面的高度差为50nm至100nm。