[發明專利]壓縮SiGe〈110〉生長的MOSFET器件

無效

• 申請號: 200580015396.6
• 申請日: 2005-06-21
• 公開（公告）號: CN101160664A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: K·K·陳;K·W·瓜里尼;M·耶奧;K·里姆;楊敏
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L29/04
• 分類號: H01L29/04;H01L31/036;H01L29/06;H01L31/0328;H01L31/0336
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 于靜;劉瑞東

1.一種用于傳導載流子的結構，包括：

Si或SiGe的單晶襯底，具有<110>的上表面，以及

SiGe偽晶層，在所述襯底上形成，具有的Ge濃度高于所述襯底的Ge濃度，從而所述偽晶層處于壓縮應變。

2.根據權利要求1的結構，還包括在所述偽晶層上的柵極介質。

3.根據權利要求2的結構，還包括在所述柵極介質上的柵極電極。

4.根據權利要求3的結構，還包括在所述偽晶層中在所述柵極介質的任一側上形成的源極和漏極區域，以在其之間形成溝道。

5.根據權利要求2的結構，還包括在所述柵極介質上的多晶硅柵極電極以形成MOSFET。

6.根據權利要求2的結構，還包括在所述柵極介質上的多晶硅鍺柵極電極。

7.根據權利要求2的結構，還包括在所述柵極介質上的金屬和金屬硅化物柵極電極中的一個。

8.根據權利要求2的結構，其中所述柵極介質具有大于3.9的介電常數。

9.根據權利要求1的結構，其中所述襯底表面具有約0.1nm的RMS。

10.根據權利要求1的結構，其中所述SiGe偽晶層具有小于20nm的厚度。

11.一種用于形成用于傳導載流子的結構的方法，包括如下步驟：

選擇具有<110>的上表面的Si或SiGe的單晶襯底，以及

在所述襯底上形成SiGe偽晶層，其具有的Ge濃度高于所述襯底的Ge濃度，從而所述偽晶層處于壓縮應變。

12.根據權利要求11的方法，還包括在所述偽晶層上形成柵極介質的步驟。

13.根據權利要求12的方法，還包括在所述柵極介質上形成柵極電極的步驟。

14.根據權利要求13的方法，還包括在所述偽晶層中在所述柵極介質的任一側上形成源極和漏極區域以在其之間形成溝道的步驟。

15.根據權利要求12的方法，還包括在所述柵極介質上形成多晶硅柵極電極以形成MOSFET的步驟。

16.根據權利要求12的方法，還包括在所述柵極介質上形成多晶硅鍺柵極電極的步驟。

17.根據權利要求12的方法，還包括在所述柵極介質上形成金屬和金屬硅化物柵極電極中的一個的步驟。

18.根據權利要求12的方法，還包括選擇介電常數大于3.9的所述柵極介質的步驟。

19.根據權利要求11的方法，還包括化學處理所述襯底表面到低于約0.1nm的RMS的步驟。

20.根據權利要求11的方法，還包括形成厚度小于20nm的所述SiGe偽晶層的步驟。

21.一種用于形成半導體外延層的方法，包括如下步驟：

選擇具有<110>的上表面的Si或SiGe的單晶襯底，

將所述單晶襯底載入快速熱化學氣相沉積工具中，降低所述工具中的氣壓到低于0.2Torr，

升高所述工具中的溫度到約600℃，以及

引入含Si氣體和含Ge氣體，從而在所述襯底上形成SiGe偽晶層，其具有的Ge濃度不同于所述襯底的Ge濃度，從而所述偽晶層處于應變。

22.根據權利要求21的方法，還包括化學處理所述襯底表面到低于約0.1nm的RMS粗糙度的步驟。

23.根據權利要求21的方法，還包括在一段時間內降低所述工具中的溫度到低于400℃從而停止外延生長的步驟。

24.一種用于外延沉積化學處理襯底的方法，包括如下步驟：

選擇具有小于0.2nm的表面粗糙度的Si或SiGe襯底，

將所述襯底浸入在23℃下的去離子水中的10PPM臭氧的第一浴中，

將所述襯底浸入稀HF?100∶1的第二浴中至少1分鐘，

將所述襯底浸入去離子水的第三浴中至少5分鐘，

將所述襯底浸入在23℃下的HCl酸和去離子水至少1∶100的第四浴中，

將所述襯底浸入去離子水的第五浴中至少5分鐘，以及

從所述第五浴移出所述襯底，以在包括如氮氣的氣氛中在至少30℃的溫度下干燥所述襯底。