专利名称：生产松弛SiGe基质的方法
技术领域：
本发明广泛地涉及生产半导体层的方法，更具体而言，涉及松弛硅锗(SiGe)基质的生产方法，该方法使用分子氢注入法，在硅基质上形成具有高锗含量的松弛硅锗膜。
通常，使用厚分级SiGe膜的方法已经被用作生产松弛SiGe基质的方法，在此方法中，沉积具有几个微米数量级的Ge浓度梯度的SiGe膜，以引起膜本身吸收张应力，从而实现松弛的基质。通过增长几个微米(μm)厚度的组成性分级的层，形成了高质量的松弛Si1-xGex缓冲层，其中的Si1-xGex代表了带有变化Ge含量的硅锗膜。但是，在界面没有出现错配位错的地方，SiGe膜的厚度要求为几个微米的数量级。因此，沉积SiGe的成本变高并且所要形成的膜螺纹位错的密度仍然很高(典型地＞106/cm2)。此外，将几个微米厚的Si1-xGex膜结合到装置制作中是不实用的。
已经研制成了作为备选的松弛SiGe基质的生产方法，以有效地松弛Si上的应变的SiGe层。这些方法都利用离子化的原子氢(H+)，这些方法涉及氢注入用以在应变的SiGe层形成之后，松弛应变的SiGe层。在氢离子被注入到应变的SiGe层之后，应变的SiGe层在下面的退火步骤中被松弛。
然而，注氢产生的缺陷发挥作用，在错配界面终止了位错，从而降低了螺纹位错的密度(104/cm2或者更少)。这种注氢方法需要以1×1016/cm2-4×1016/cm2的剂量注入氢，而且由于长期需要，注氢方法的成本是昂贵的。同样对在退火步骤之前实施注氦进行了研究，以提高应变的SiGe膜的松弛。
在本发明的一个实施方案中，提供一层覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗层(Si1-xGex)包括沉积一层Si1-xGex，其中的x大于0.2。
在本发明的一个实施方案中，提供一层覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗层(Si1-xGex)包括沉积一层分级的Si1-xGex，其中的x的变化范围为0.03-0.5。
在本发明的一个实施方案中，提供一个覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗层(Si1-xGex)包括沉积一层分级的Si1-xGex，其中的x在Si层界面的变化范围为0.03-0.2，而且在Si1-xGex层顶面的变化范围为0.2-0.5。
在本发明的一个实施方案中，提供一个覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗层(Si1-xGex)包括沉积一层分级的Si1-xGex，其中的x值随着层的厚度增加，这种增加选自线性增加和逐步增加。
在本发明的一个实施方案中，提供一个覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗层(Si1-xGex)包括沉积一层分级的Si1-xGex，该层的厚度范围为1000-5000。
在本发明的一个实施方案中，提供一个覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗层(Si1-xGex)包括在400-600摄氏度的范围内外延生长Si1-xGex层。
在本发明的一个实施方案中，提供一个覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗层(Si1-xGex)包括形成一个Si1-xGex膜的应变层，该层具有与下面的单晶硅缓冲层晶格结构相匹配的晶格结构。
在本发明的一个实施方案中，用离子化的分子氢(H2+)注入单晶硅锗(Si1-xGex)层包括将离子化的分子氢(H2+)注入到下面的单晶硅缓冲层中至大约100-300的计划范围。
在本发明的一个实施方案中，用离子化的分子氢(H2+)注入单晶硅锗(Si1-xGex)层包括注入2×1014/cm2-2×1016/cm2剂量范围、10keV-100keV能量范围的离子化的分子氢(H2+)。
在本发明的一个实施方案中，松弛SiGe基质的生产方法还包括在退火之前，用选自硼，氦，和硅的物质注入单晶硅锗层(Si1-xGex)。
在本发明的一个实施方案中，用选自硼，氦，和硅的物质注入单晶硅锗层(Si1-xGex)包括在离子化的分子氢(H2+)注入之前注入这些物质。
在本发明的一个实施方案中，用选自硼，氦，和硅的物质注入单晶硅锗层(Si1-xGex)包括在离子化的分子氢(H2+)注入之后，注入这些物质。
在本发明的一个实施方案中，用选自硼，氦，和硅的物质注入单晶硅锗层(Si1-xGex)包括以1×1012/cm2-1×1015/cm2的剂量范围注入这些物质。
在本发明的一个实施方案中，用离子化的分子氢(H2+)注入单晶硅锗层(Si1-xGex)包括作为对选自硼、氦和硅的物质的注入剂量增加的响应，降低离子化的分子氢(H2+)的剂量。
在本发明的一个实施方案中，松弛SiGe基质的生产方法还包括在注入之前，形成覆盖单晶硅锗层(Si1-xGex)的牺牲二氧化硅层；和，在注入之后，去除牺牲二氧化硅层。
在本发明的一个实施方案中，所述的退火包括在650-1000摄氏度的温度范围内退火0.1-30分钟的时间段。
在本发明的一个实施方案中，所述的退火包括在大约250摄氏度进行大约10分钟的低温退火；和，在650-1000摄氏度的温度范围内进行0.1-30分钟的高温退火。
在本发明的一个实施方案中，所述的退火包括在选自真空，氮，氩，和其它惰性气体的气氛下进行退火。
在本发明的一个实施方案中，松弛SiGe基质的生产方法还包括在退火之后，沉积一层覆盖松弛Si1-xGex层的单晶Si1-xGex附加层。
在本发明的一个实施方案中，沉积一层覆盖松弛Si1-xGex层的单晶Si1-xGex附加层包括沉积具有厚度大于1000的附加层。
在本发明的一个实施方案中，松弛SiGe基质的生产方法包括在退火之后，提供一层覆盖松弛Si1-xGex层的张力应变的单晶硅。
在本发明的一个实施方案中，提供一层覆盖松弛Si1-xGex层的张力应变的单晶硅层包括沉积一层厚度范围为50-300的的张力应变的单晶硅层。
在本发明的一个实施方案中，提供一层覆盖松弛Si1-xGex层的张力应变的单晶硅层包括外延生长一层张力应变的硅层，该层具有与下面的松弛Si1-xGex层相匹配的晶格结构。
在本发明的一个实施方案中，在硅基质上提供单晶硅缓冲层包括沉积一层厚度范围为50-1000的的硅层。
依照本发明的另一方面，提供了一种松弛SiGe基质的生产方法，其用于形成具有高锗含量的松弛硅锗层，该方法包括提供硅(Si)基质；提供厚度范围为50-1000、覆盖硅基质的单晶硅缓冲层；提供一层应变的单晶硅锗Si1-xGex层，其覆盖厚度范围为1000-5000的单晶硅缓冲层，其中的x大于0.2；以2×1014/cm2-2×1016/cm2的剂量范围将离子化的分子氢(H2+)注入到应变的单晶硅锗(Si1-xGex)层；在650-1000摄氏度的温度范围内，至少退火应变的单晶硅锗(Si1-xGex)层0.1-30分钟；和，作为对退火的响应，将应变的单晶Si1-xGex层转换为松弛的单晶Si1-xGex层。
在本发明的一个实施方案中，松弛SiGe基质的生产方法还包括在退火之前，以1×1012/cm2-1×1015/cm2的剂量范围将选自硼、氦和硅的物质注入应变的单晶Si1-xGex层。
在本发明的一个实施方案中，松弛SiGe基质的生产方法还包括在退火之后，外延生长一层张力应变的Si层，该Si层覆盖应变的单晶Si1-xGex层，其具有的厚度范围为50-300。在下文中，将对上述构造的功能进行描述。
生产具有超过20-30％高Ge含量的厚(100-500nm)松弛、光滑的SiGe膜，将其作为张力应变Si膜的基质层，以用于高速MOSFET应用。如上所述，原子氢(H+)注入已经显示出是一种生产这种膜的有效方法，但是，由于需要长期的处理时间，这种原子氢(H+)注入方法成本很高。相反，本发明使用单独离子化的分子氢(H2+)，而不是原子氢(H+)来降低此方法的时间和成本，这是因为可以以双倍能量(即倍增离子注入器的设定能量)和半流(即1/2剂量)来实施注入。因此，与通过使用原子氢(H+)注入方法而取得的相同的效果，可以用该方法所需的一半时间得到保证。照此，本发明可以提供一种松弛SiGe基质生产方法，该方法用于在硅基质上形成具有高锗含量的松弛硅锗层。
此外，如果硼(B)、氦(He)，硅(Si)，或者其它物质可以与单独离子化的分子氢(H2+)共注入，那么对绝缘硅(SOI)制作将是有效的。
此外，如果可以将H2+单独或者与例如硼的物质一起的注入，用于松弛的外延沉积在Si基质上的应变的SiGe膜，那么将是有利的。
因此，此处描述的本发明有利于提供一种通过使用松弛SiGe来生产应变Si通道基质的方法，和提供一种能够降低加工时间和成本的、生产半导体装置的方法，所述的时间和成本是氢离子被注入到应变的SiGe膜以松弛所需的时间和成本。
在阅读并理解了下面关于附图的详细描述以后，本领域的技术人员将会明白本发明的这种或者其它的优点。
图2是一幅装置结构的横截面视图，该结构通过完成
图1流程图中所示的、形成Si1-xGex层的步骤而获得。
图3是一幅横截面视图，其用图解法阐述了在图1流程图中所示的注H2+步骤的过程中装置结构的状态。
图4是一幅横截面视图，其阐述了在图1流程图中所示的退火步骤过程中装置结构的状态。
图5是一幅装置结构的横截面视图，该结构通过任选地沉积一个覆盖图4的松弛SiGe层的、附加的松弛SiGe层而获得。
图6是一幅装置结构的横截面视图，该结构通过任选地沉积一个覆盖图4的松弛SiGe层的、张力应变的Si层而获得。
图1是一幅流程图，其阐述了依照本发明的实施方案使用分子氢注入的松弛SiGe基质的生产方法。
尽管为了清楚起见，该生产方法被描绘为一序列步骤，但是除非明确规定，不能从序号中推断顺序。应该理解这些步骤中有一些可以被省略、平行地实施、或者不需要保持严格的序列顺序实施。生产方法从步骤100开始。
如图1所示，步骤102提供了硅基质。
步骤104沉积了一个覆盖所述硅基质的单晶硅(Si)缓冲层(以下简称为“硅缓冲层”)。在本发明的一些方面，步骤104包括沉积厚度范围为50-1000的硅层。
步骤106沉积了一个覆盖所述Si缓冲层的单晶硅锗层(以下简称为Si1-xGex层)。
步骤107形成了一个覆盖所述Si1-xGex层的牺牲二氧化硅层。步骤107可以被省略。
步骤108将离子化的分子氢(H2+)通过牺牲二氧化硅层注入或者直接注入到Si1-xGex层。
步骤109a用选自硼、氦、和硅的物质注入Si1-xGex层。步骤109a可以被省略。
步骤109b去除了牺牲二氧化硅层。在没有提供牺牲二氧化硅层的情况下，不需要步骤109b。
步骤110退火。实施步骤110a和步骤110b可以替代实施步骤110。具体地，步骤110a是低温退火，步骤110b是高温退火。
步骤112，作为对退火的响应，将Si1-xGex层转换为松弛Si1-xGex层。
步骤114沉积了一个覆盖松弛Si1-xGex层的附加Si1-xGex层。步骤114可以被省略。
步骤116沉积了一个覆盖附加Si1-xGex层的硅(Si)层。步骤116可以被省略。
上述的步骤将在下面作更为详细的描述。
在本发明的一些方面中，在步骤106中的沉积一层覆盖Si缓冲层的Si1-xGex层包括沉积一个Si1-xGex层，其中的x大于0.2。在其它方面中，沉积一层覆盖Si缓冲层的Si1-xGex层包括沉积一个分级的Si1-xGex层，其中x的变化范围为0.03-0.5。更具体地，x的变化范围在Si层界面为0.03-0.2，在Si1-xGex层的顶面为0.2-0.5。其中的x值随着层的厚度增加，这种增加可以是线性增加或者逐步增加。
在本发明的一些方面中，在步骤106中的沉积一层覆盖Si缓冲层的Si1-xGex层包括沉积一个Si1-xGex层，其厚度范围是1000-5000。在其它方面中，沉积一层覆盖Si缓冲层的Si1-xGex层包括在400-600摄氏度的温度范围内，外延生长Si1-xGex层。在步骤106的一些方面中，形成了一个应变的Si1-xGex膜层，其具有与下面单晶硅缓冲层晶格结构相匹配的晶格结构。
在本发明的一些方面中，在步骤108中的用离子化的分子氢(H2+)注入Si1-xGex层包括将H2+注入到下面的硅缓冲层中至大约100-300的计划范围。更具体而言，步骤108包括将H2+以2×1014/cm2-2×1016/cm2的剂量范围，以10千电子伏特(keV)-100keV的能量范围进行注入。
在本发明的一些方面中，执行任选的步骤。步骤109a，在退火之前(步骤110)，用选自硼、氦、和硅的物质注入Si1-xGex层。可以在离子化的分子氢注入(步骤108)前，或者在步骤108后，实施步骤109a。
在步骤109a中，用选自硼、氦、和硅的物质注入Si1-xGex层包括以1×1012/cm2-1×1015/cm2的剂量范围注入。在步骤108a和109a之间存在关联。作为对选自硼、氦和硅的物质的注入剂量增加(步骤109a)的响应，可以降低步骤108中的注入的H2+剂量。同样，通过增加步骤108中的H2+剂量，步骤109a中物质的剂量可以被降低。
本发明的一些方面包括另外的步骤。步骤107在注入前(步骤108或者步骤108和109a)，形成覆盖Si1-xGex层的牺牲二氧化硅层。步骤109b在步骤108或者步骤108和109a中的注入之后，在步骤110中的退火之前，去除了牺牲二氧化硅层。
在本发明的一些方面中，步骤110中的退火包括在650-1000摄氏度的温度范围内退火0.1-30分钟。或者，在步骤110中的退火包括下面的子步骤110a和110b。步骤110a是在大约250摄氏度退火10分钟的低温退火。步骤110b是在650-1000所述的的温度范围内退火0.1-30分钟的高温退火。典型地，步骤110在诸如真空、氮、氩、或者其它惰性气体气氛中进行。
本发明的一些方面包括另外的步骤。步骤114，在退火(步骤110)后，沉积一个覆盖松弛Si1-xGex层的附加单晶Si1-xGex层。在一些方面中，步骤116，在退火之后，沉积一个覆盖松弛Si1-xGex层的张力应变的单晶Si层。注意可以执行步骤114不执行步骤116。同样，可以执行步骤116不执行步骤114，或者同时执行两个步骤。
在本发明的一些方面中，在步骤114中沉积一个覆盖松弛Si1-xGex层的附加单晶Si1-xGex层包括沉积一个厚度大于1000的附加层。在本发明的一些方面，步骤114包括外延生长一个张力应变的Si层，其具有与下面Si1-xGex层的晶格结构相匹配的晶格结构。沉积一个覆盖了步骤116中Si1-xGex层的Si层包括沉积一个厚度范围为50-300的Si层。
图2是一幅装置结构的横截面视图，其显示了在松弛SiGe膜完成中的初始步骤，所述的膜依照本发明的方法完成。具体而言，图2是一幅装置结构的横截面视图，该结构通过完成图1流程图中所示的、形成Si1-xGex层的步骤而获得。
如图2中所示，在覆盖Si层即硅基质202的Si缓冲层203上提供应变的SiGe膜200。
在本发明的一些方面中，SiGe层200下面的厚度为50-1000的Si缓冲层203被沉积在硅基质202上。SiGe层的厚度t1为1000-5000。SiGe膜200中的Ge含量可以高达30％或者更高。作为备选，可以使用分级Ge分布。对生长条件和源气体进行选择以使表面粗糙最小化而保证良好的结晶度。低温生长(400-600℃)可以被用来产生亚稳应变的SiGe层200(或者亚稳应变的SiGe膜)。
图3是一幅横截面视图，其用图解法阐述了在图1流程图中所示的注H2+步骤的过程中装置结构的状态。
如图3所示，使用带有或者不带有其它物质如硼、氦、或者硅的分子氢离子(H2+)注入Si缓冲层203。H2+的注入可以在其它物质之前也可以在其它物质之后。H2+的剂量范围为2e14/cm2(2×1014/cm2)-2e16/cm2(2×1016/cm2)，但是要取决于共注入物质的剂量。其它物质(例如硼，氦，或者Si)的剂量的变化范围很大，例如从1e12/cm2-1e15/cm2。通常，共注入物质的剂量越高，H2+剂量可以被降低得越多。注入能量取决于SiGe厚度，而且对能量进行选择以使注入范围是类似的。为了避免H2+注入步骤中的污染，可以在SiGe层200上沉积50-300厚度范围的薄牺牲二氧化硅(未显示)。
图4是一幅横截面视图，其阐述了在图1流程图中所示的退火步骤过程中装置结构的状态。
如图4所示，热退火步骤在图3所示的应变的SiGe层200上进行，从而将应变的SiGe层200转换为松弛SiGe层200A。退火在惰性气氛例如氩(Ar)、650℃-1000℃的温度范围内进行。作为备选，可以使用低温预退火，例如250℃退火10分钟，随后进行较高温度的退火。该退火步骤将应变的SiGe层200转换成松弛的SiGe层200A而保持了光滑的表面，从而获得了松弛SiGe基质201。
图5是一幅装置结构的横截面视图，该结构通过任选地沉积一个覆盖图4的松弛SiGe层的、附加的松弛SiGe层而获得。
如图5所示，在图4的松弛SiGe层200A上，另外沉积一个厚度t2超过1000的松弛SiGe层500，从而获得松弛SiGe基质501。
图6是一幅装置结构的横截面视图，该结构通过任选地沉积一个覆盖图4的松弛SiGe层的、张力应变的Si膜而获得。
如图6所示，在图4的松弛SiGe层200A上，另外提供一个张力应变的层600，该层典型地具有50-300的厚度t3，从而获得松弛SiGe基质601。
现在将对证实本发明效果的实验结果进行描述。在一系列实验中，证实了单独离子化的分子氢(H2+)在松弛施加到应变SiGe层200中应变上的应力中的用途。具体地，在6英寸Si(001)晶片上外延生长大约300nm厚度的SiGe膜，从而获得应变的SiGe层200。该SiGe膜具有分级的Ge分布，从在SiGe/Si界面的大约20％到晶片表面的大约30％线性地变化。如此沉积的SiGe膜被应变以使其与Si基质晶格-匹配。随后用1e16/cm2的分子氢(H2+)离子，以能量58keV-66keV注入这些晶片。最后，将这些晶片在氩氛围下、800℃退火9分钟。
观察到了这些晶片表面的Nomarski显微图象以及Si(224)基质峰附近的X射线衍射(XRD)倒晶格空间图。如果分子氢(H2+)的注入太浅，SiGe膜具有高的晶格松弛度(R)，但是晶格面没有被很好地定向(给出一个宽的XRD峰)并且表面变得粗糙。使用较高的注入能量，SiGe膜仍然具有R＞80％，但是表面光洁度在很大程度上降低。在更高的分子氢(H2+)注入能量下，SiGe膜松弛有少许降低，但是表面非常光滑。通过调节注入能量和剂量，获得了晶格充分松弛同时保持了良好的结晶度和光滑表面的效果。
本发明提供了一种有用的松弛SiGe基质生产方法，其用来形成覆盖Si基质202的松弛SiGe层200A，所述的方法使用带有或者不带有附加物质的离子化分子氢(H2+)。本发明的一些方法细节被作为实施例给出。但是，本发明不能仅限于这些实施例。本领域的技术人员可以对其作其它的改变和实施。
如上所述，根据本发明的实施方案，提供了一种使用分子氢注入的、松弛SiGe基质的生产方法，其用来在硅基质202上形成具有高锗含量的松弛SiGe层200A。该松弛SiGe基质生产方法包括沉积一个覆盖硅基质202的单晶硅(Si)缓冲层203；提供一个覆盖Si缓冲层的单晶硅锗(Si1-xGex)层200，其具有的厚度为1000-5000；将离子化的分子氢(H2+)注入到下面的Si1-xGex层200至大约100-300的预定范围；任选地，用选自例如硼、氦、或者硅的物质注入Si1-xGex层200；退火；和，作为对退火的响应，将Si1-xGex层200转换为松弛Si1-xGex层200A。任选地，在退火之后，可以在松弛Si1-xGex层200A上覆盖沉积一个附加的单晶Si1-xGex层500，其厚度大于1000。通过这种方法，可以显著地降低将氢离子注入到应变SiGe膜以用于松弛所需要的时间，从而降低了该方法的成本。
如上所述，本发明可以提供一种通过使用松弛SiGe来生产应变Si通道基质的方法，该方法可以降低将氢离子注入到应变SiGe膜以用于松弛所需要的时间和成本。
本领域的技术人员可以在不必离开本发明精神和范围的情况下，很容易地作出各种其它改变。因此，并不能将后附的权利要求书的范围限制于本说明书，相反，而是应该广义地理解这些权利要求。
权利要求
1.一种松弛SiGe基质的生产方法，其使用分子氢注入法来形成具有高锗含量的松弛硅锗层，该方法包括在硅基质上提供单晶硅缓冲层；提供一层覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗(Si1-xGex)；用离子化的分子氢(H2+)注入单晶硅锗(Si1-xGex)层；至少退火单晶硅锗(Si1-xGex)层；和作为对退火的响应，将单晶硅锗(Si1-xGex)层转换为松弛Si1-xGex层。
2.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其中提供一层覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗(Si1-xGex)层包括沉积一层Si1-xGex层，其中的x大于0.2。
3.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其中提供一层覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗(Si1-xGex)层包括沉积一层分级的Si1-xGex层，其中的x的变化范围为0.03-0.5。
4.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其中提供一个覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗(Si1-xGex)层包括沉积一层分级的Si1-xGex层，其中的x在Si层界面的变化范围为0.03-0.2，而且在Si1-xGex层顶面的变化范围为0.2-0.5。
5.权利要求3的松弛SiGe基质的生产方法，其中提供一个覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗(Si1-xGex)层包括沉积一层分级的Si1-xGex，其中的x值随着层的厚度增加，这种增加选自线性增加和逐步增加。
6.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其中提供一个覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗(Si1-xGex)层包括沉积一层Si1-xGex层，该层的厚度范围为1000-5000。
7.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其中提供一个覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗(Si1-xGex)层包括在400-600摄氏度的范围内外延生长Si1-xGex层。
8.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其中提供一个覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗(Si1-xGex)层包括形成一个Si1-xGex膜的应变层，该层具有与下面的单晶硅缓冲层晶格结构相匹配的晶格结构。
9.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其中用离子化的分子氢(H2+)注入单晶硅锗(Si1-xGex)层包括将离子化的分子氢(H2+)注入到下面的单晶硅缓冲层中至大约100-300的计划范围。
10.权利要求9的松弛SiGe基质的生产方法，其中用离子化的分子氢(H2+)注入单晶硅锗(Si1-xGex)层包括注入2×1014/cm2-2×1016/cm2剂量范围、10keV-100keV能量范围的离子化的分子氢(H2+)。
11.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其还包括在退火之前，用选自硼，氦，和硅的物质注入单晶硅锗(Si1-xGex)层。
12.权利要求11的松弛SiGe基质的生产方法，其中用选自硼，氦，和硅的物质注入单晶硅锗(Si1-xGex)层包括在离子化的分子氢(H2+)注入之前注入这些物质。
13.权利要求11的松弛SiGe基质的生产方法，其中用选自硼，氦，和硅的物质注入单晶硅锗(Si1-xGex)层包括在离子化的分子氢(H2+)注入之后，注入这些物质。
14.权利要求11的松弛SiGe基质的生产方法，其中用选自硼，氦，和硅的物质注入单晶硅锗(Si1-xGex)层包括以1×1012/cm2-1×1015/cm2的剂量范围注入这些物质。
15.权利要求11的松弛SiGe基质的生产方法，其中用离子化的分子氢(H2+)注入单晶硅锗(Si1-xGex)层包括作为对选自硼、氦和硅的物质的注入剂量增加的响应，降低离子化的分子氢(H2+)的剂量。
16.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其还包括在注入之前，形成覆盖单晶硅锗(Si1-xGex)层的牺牲二氧化硅层；和，在注入之后，去除牺牲二氧化硅层。
17.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其中的退火包括在650-1000摄氏度的温度范围内退火0.1-30分钟的时间段。
18.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其中的退火包括在大约250摄氏度进行大约10分钟的低温退火；和在650-1000摄氏度的温度范围内进行0.1-30分钟的高温退火。
19.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其中的退火包括在选自真空，氮，氩，和其它惰性气体的气氛下进行退火。
20.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其还包括在退火之后，沉积一层覆盖松弛Si1-xGex层的单晶Si1-xGex附加层。
21.权利要求20的松弛SiGe基质的生产方法，其中沉积一层覆盖松弛Si1-xGex层的单晶Si1-xGex附加层包括沉积具有厚度大于1000的附加层。
22.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其包括在退火之后，提供一层覆盖松弛Si1-xGex层的张力应变的单晶硅层。
23.权利要求22的松弛SiGe基质的生产方法，其中提供一层覆盖松弛Si1-xGex层的张力应变的单晶硅层包括沉积一层厚度范围为50-300的的张力应变的单晶硅层。
24.权利要求22的松弛SiGe基质的生产方法，其中提供一层覆盖松弛Si1-xGex层的张力应变的单晶硅层包括外延生长一层张力应变的硅层，该层具有与下面的松弛Si1-xGex层的晶格结构相匹配的晶格结构。
25.权利要求1的松弛SiGe基质的生产方法，其中在硅基质上提供单晶硅缓冲层包括沉积一层厚度范围为50-1000的的硅层。
26.一种松弛SiGe基质的生产方法，其用于形成具有高锗含量的松弛硅锗层，该方法包括提供硅(Si)基质；提供厚度范围为50-1000、覆盖硅基质的单晶硅缓冲层；提供一层应变的单晶硅锗(Si1-xGex)层，其覆盖厚度范围为1000-5000的单晶硅缓冲层，其中的x大于0.2；以2×1014/cm2-2×1016/cm2的剂量范围将离子化的分子氢(H2+)注入到应变的单晶硅锗(Si1-xGex)层；在650-1000摄氏度的温度范围内，至少退火应变的单晶硅锗(Si1-xGex)层0.1-30分钟；和作为对退火的响应，将应变的单晶Si1-xGex层转换为松弛的单晶Si1-xGex层。
27.权利要求26的松弛SiGe基质的生产方法，其还包括在退火之前，以1×1012/cm2-1×1015/cm2的剂量范围将选自硼、氦和硅的物质注入应变的单晶Si1-xGex层。
28.权利要求26的松弛SiGe基质的生产方法，其还包括在退火之后，外延生长一层张力应变的Si层，该Si层覆盖厚度范围为50-300的应变的单晶Si1-xGex层。
全文摘要
本发明提供了一种松弛SiGe基质的生产方法，其使用分子氢注入法来形成具有高锗含量的松弛硅锗层，该方法包括在硅基质上提供单晶硅缓冲层；提供一层覆盖单晶硅缓冲层的单晶硅锗(Si
文档编号H01L21/205GK1444253SQ0310609
公开日2003年9月24日 申请日期2003年2月24日 优先权日2002年3月13日
发明者马哲申, 道格拉斯·詹姆斯·特威滕, 许胜籘, 李宗霑 申请人:夏普株式会社