[發明專利]Ge復合襯底、襯底外延結構及其制備方法有效
| 申請號： | 201710371220.9 | 申請日： | 2017-05-24 |
| 公開（公告）號： | CN107195534B | 公開（公告）日： | 2021-04-13 |
| 發明（設計）人： | 歐欣;張潤春;龔謙;游天桂;黃凱;王曦 | 申請（專利權）人： | 中國科學院上海微系統與信息技術研究所 |
| 主分類號： | H01L21/02 | 分類號： | H01L21/02;H01L21/683;H01L29/04;H01L29/06 |
| 代理公司： | 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233 | 代理人： | 宋纓 |
| 地址： | 200050 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | ge 復合 襯底 外延 結構 及其 制備 方法 | ||
1.一種襯底外延結構的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
1)制備Ge復合襯底，包括步驟：提供Ge襯底，且所述Ge襯底具有注入面，其中，所述Ge襯底為具有斜切角度的Ge襯底，所述斜切角度大于0°且小于等于16°，且所述Ge襯底為商業化的Ge單晶晶圓；于所述注入面進行離子注入，以在所述Ge襯底的預設深度處形成缺陷層，所述缺陷層的深度為10nm～10μm，所述注入離子為H離子和He離子，兩種離子為先后注入；提供支撐襯底，將所述Ge襯底與所述支撐襯底鍵合，所述支撐襯底為Si襯底或SiO2/Si襯底；將得到的結構沿所述缺陷層剝離部分所述Ge襯底，使所述Ge襯底的一部分轉移至所述支撐襯底上，以在所述支撐襯底上形成Ge薄膜，獲得Ge復合襯底；
2)于步驟1)得到的Ge復合襯底的Ge薄膜表面生長III-V族外延層。
2.根據權利要求1所述的襯底外延結構的制備方法，其特征在于，所述外延層的厚度范圍為1nm～10μm。
3.根據權利要求1所述的襯底外延結構的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述外延層的生長方式包括分子束外延生長、金屬有機氣相外延生長、磁控濺射中的任意一種。
4.根據權利要求1所述的襯底外延結構的制備方法，其特征在于，所述離子注入過程中，H離子的注入劑量范圍為1E15cm-2～3E17cm-2。
5.根據權利要求1所述的襯底外延結構的制備方法，其特征在于，所述離子注入過程中，Ge襯底的溫度保持在-50℃～200℃。
6.根據權利要求1所述的襯底外延結構的制備方法，其特征在于，通過將得到的結構進行退火處理，以沿所述缺陷層剝離部分所述Ge襯底，獲得所述Ge復合襯底。
7.根據權利要求6所述的襯底外延結構的制備方法，其特征在于，所述退火處理的退火溫度范圍為50℃～800℃，退火時間范圍為0.5h～10h。
8.一種襯底外延結構，其特征在于，包括：
Ge復合襯底，所述Ge復合襯底包括支撐襯底及Ge薄膜，所述支撐襯底為Si襯底或SiO2/Si襯底；所述Ge薄膜結合于所述支撐襯底表面，其中，所述Ge薄膜為具有斜切角度的Ge薄膜，所述斜切角度大于0°且小于等于16°；所述Ge復合襯底的制備方法包括步驟：提供Ge襯底，且所述Ge襯底具有注入面，其中，所述Ge襯底為具有斜切角度的Ge襯底，所述斜切角度大于0°且小于等于16°，且所述Ge襯底為商業化的Ge單晶晶圓；于所述注入面進行離子注入，以在所述Ge襯底的預設深度處形成缺陷層，所述缺陷層的深度為10nm～10μm，所述注入離子為H離子和He離子，兩種離子為先后注入；提供支撐襯底，將所述Ge襯底與所述支撐襯底鍵合，所述支撐襯底為Si襯底或SiO2/Si襯底；將得到的結構沿所述缺陷層剝離部分所述Ge襯底，使所述Ge襯底的一部分轉移至所述支撐襯底上，以在所述支撐襯底上形成Ge薄膜，獲得Ge復合襯底；
III-V族外延層，結合于所述Ge復合襯底表面。
9.根據權利要求8所述的襯底外延結構，其特征在于，所述III-V族外延層的厚度范圍為1nm～10μm。
10.根據權利要求8所述的襯底外延結構，其特征在于，所述離子注入過程中，H離子的注入劑量范圍為1E15cm-2～3E17cm-2。
11.根據權利要求8所述的襯底外延結構，其特征在于，所述離子注入過程中，Ge襯底的溫度保持在-50℃～200℃。
12.根據權利要求8所述的襯底外延結構，其特征在于，通過將得到的結構進行退火處理，以沿所述缺陷層剝離部分所述Ge襯底，獲得所述Ge復合襯底。
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H01L 半導體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L21-00 專門適用于制造或處理半導體或固體器件或其部件的方法或設備
H01L21-02 .半導體器件或其部件的制造或處理
H01L21-64 .非專門適用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各組的單個器件所使用的除半導體器件之外的固體器件或其部件的制造或處理
H01L21-66 .在制造或處理過程中的測試或測量
H01L21-67 .專門適用于在制造或處理過程中處理半導體或電固體器件的裝置；專門適合于在半導體或電固體器件或部件的制造或處理過程中處理晶片的裝置
H01L21-70 .由在一共用基片內或其上形成的多個固態組件或集成電路組成的器件或其部件的制造或處理；集成電路器件或其特殊部件的制造
