公开(公告)号：CN113517348A

公开(公告)日：2021-10-19

申请号：CN202110720838.8

申请日：2021-06-28

Applicant: 西安电子科技大学芜湖研究院

Inventor： 刘伟峰 ,  张栋 ,  宋建军

IPC: H01L29/78 ,  H01L29/165 ,  H01L21/336

Abstract: 本发明公开了一种直接带隙GeSn增强型nMOS器件，包括：衬底层、Ge虚衬底、调制Ge掺杂外延层、本征Ge隔离层、nMOS沟道层、本征三元合金异质帽层、氧化铪层、氮化钽层、源漏区、介质层、源电极、漏电极和钝化层；氧化铪层和氮化钽层形成栅极区；本征三元合金异质帽层的材料为SixGe1‑x‑ySny；其中，x的范围为0.1～0.15，y的范围为0.08～0.1；nMOS沟道层为本征DR‑Ge1‑zSnz层；其中，z的范围为0.12‑0.18。本发明还提供一种直接带隙GeSn增强型nMOS器件的制备方法。本发明的器件解决了Ge基沟道增强型nMOS表面沟道不反型的问题，消除了界面态引起的沟道区费米钉扎效应，利于器件沟道的开启，同时采用高电子迁移率DR‑GeSn作为沟道材料，且在沟道区输运时电子无表面粗糙度散射和离化杂质散射，使得器件性能指标优异。

公开(公告)号：CN113506802B

公开(公告)日：2024-08-06

申请号：CN202110722554.2

申请日：2021-06-28

Applicant: 西安电子科技大学芜湖研究院

Inventor： 刘伟峰 ,  张士琦 ,  宋建军

IPC: H01L27/092 ,  H01L21/8256

Abstract: 本发明公开了一种直接带隙GeSn CMOS器件，包括：衬底层、Ge虚衬底、第一P型Ge层、隔离区、N阱、第二P型Ge层、本征Ge隔离层、沟道层、第一本征三元合金异质帽层、PMOS栅极、PMOS源漏区、N型Ge层、第二本征三元合金异质帽层、NMOS栅极、NMOS源漏区、介质层、源漏电极和钝化层；第一本征三元合金异质帽层的材料为SixGe1‑x‑ySny；其中，x的范围为0.1～0.15，y的范围为0.05～0.07；第二本征三元合金异质帽层的材料为SixGe1‑x‑ySny；其中，x的范围为0.1～0.15，y的范围为0.08～0.1；沟道层为本征DR‑Ge1‑zSnz层；其中，z的范围为0.12～0.18。本发明通过单边高势垒量子限域NMOS和量子阱PMOS组成的DR‑GeSn CMOS结构，能够利于NMOS器件沟道的开启，整个器件各层材料相同，NMOS与PMOS结构与工艺兼容性较佳。本发明还提供一种直接带隙GeSn CMOS器件的制备方法。

公开(公告)号：CN113517348B

公开(公告)日：2023-08-04

申请号：CN202110720838.8

申请日：2021-06-28

Applicant: 西安电子科技大学芜湖研究院

Inventor： 刘伟峰 ,  张栋 ,  宋建军

IPC: H01L29/78 ,  H01L29/165 ,  H01L21/336

Abstract: 本发明公开了一种直接带隙GeSn增强型nMOS器件，包括：衬底层、Ge虚衬底、调制Ge掺杂外延层、本征Ge隔离层、nMOS沟道层、本征三元合金异质帽层、氧化铪层、氮化钽层、源漏区、介质层、源电极、漏电极和钝化层；氧化铪层和氮化钽层形成栅极区；本征三元合金异质帽层的材料为SixGe1‑x‑ySny；其中，x的范围为0.1～0.15，y的范围为0.08～0.1；nMOS沟道层为本征DR‑Ge1‑zSnz层；其中，z的范围为0.12‑0.18。本发明还提供一种直接带隙GeSn增强型nMOS器件的制备方法。本发明的器件解决了Ge基沟道增强型nMOS表面沟道不反型的问题，消除了界面态引起的沟道区费米钉扎效应，利于器件沟道的开启，同时采用高电子迁移率DR‑GeSn作为沟道材料，且在沟道区输运时电子无表面粗糙度散射和离化杂质散射，使得器件性能指标优异。

公开(公告)号：CN113506802A

公开(公告)日：2021-10-15

申请号：CN202110722554.2

申请日：2021-06-28

Applicant: 西安电子科技大学芜湖研究院

Inventor： 刘伟峰 ,  张士琦 ,  宋建军

IPC: H01L27/092 ,  H01L21/8256

Abstract: 本发明公开了一种直接带隙GeSn CMOS器件，包括：衬底层、Ge虚衬底、第一P型Ge层、隔离区、N阱、第二P型Ge层、本征Ge隔离层、沟道层、第一本征三元合金异质帽层、PMOS栅极、PMOS源漏区、N型Ge层、第二本征三元合金异质帽层、NMOS栅极、NMOS源漏区、介质层、源漏电极和钝化层；第一本征三元合金异质帽层的材料为SixGe1‑x‑ySny；其中，x的范围为0.1～0.15，y的范围为0.05～0.07；第二本征三元合金异质帽层的材料为SixGe1‑x‑ySny；其中，x的范围为0.1～0.15，y的范围为0.08～0.1；沟道层为本征DR‑Ge1‑zSnz层；其中，z的范围为0.12～0.18。本发明通过单边高势垒量子限域NMOS和量子阱PMOS组成的DR‑GeSn CMOS结构，能够利于NMOS器件沟道的开启，整个器件各层材料相同，NMOS与PMOS结构与工艺兼容性较佳。本发明还提供一种直接带隙GeSn CMOS器件的制备方法。