离子注入剥离法制备绝缘体上应变硅及其表征

基于弛豫锗硅衬底上生长双轴应变硅技术、离子注入工艺以及选择性腐蚀方法,制备了8英寸(1英寸=2.54 cm)双轴张应变的绝缘体上应变硅(sSOI)材料。利用喇曼光谱分析、缺陷优先腐蚀以及透射电子显微镜(TEM)等方法表征了sSOI材料的应变度、缺陷密度以及晶体质量;制备了基于sSOI材料的n型金属-氧化层-半导体场效晶体管(n-MOSFET)以表征其电学性能,同时在相同工艺下制备了基于SOI材料的n-MOSFET器件作对比。结果表明,制备的sSOI材料顶层应变硅薄膜的应变为1.01%,并且在800℃热处理后仍能保持;应变硅薄膜厚度为18 nm,缺陷密度为4.0×104cm-2,具有较高的晶体质量;制备的sSOI n-MOSFET器件的开关电流比(Ion/Ioff)达到108,亚阈值斜率为69.31 mV/dec,相比SOI n-MOSFET,其驱动电流提高了10倍。