[發(fā)明專利]半導體結(jié)構及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810149240.2
• 申請日: 2008-09-17
• 公開（公告）號: CN101425518A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發(fā)明（設計）人: S·納拉絲穆哈;P·D·阿格內(nèi)羅;陳曉萌;J·R·霍爾特;M·V·卡里;金炳烈;D·K·薩達納
• 申請（專利權）人: 國際商業(yè)機器公司
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L21/84
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 屠長存

技術領域

本發(fā)明一般涉及包括場效應晶體管的半導體結(jié)構。更特別地，本發(fā)明涉及包括具有增強性能的場效應晶體管的半導體結(jié)構。

背景技術

在這幾十年里，包括電阻器、晶體管、二極管和電容器的半導體結(jié)構，已經(jīng)被成功地按比例縮小到日益變小的尺寸。在這幾十年期間半導體結(jié)構的按比例縮小已經(jīng)提供了諸如邏輯電路的半導體電路增強的功能性，以及諸如存儲器產(chǎn)品的半導體產(chǎn)品增強的容量。

為了繼續(xù)提供半導體電路性能的增長，半導體技術近來的趨勢已經(jīng)是在具有多個晶向區(qū)域的半導體襯底上制造半導體器件，特別是場效應器件。通過使用具有多個晶向區(qū)域的半導體襯底，在特定不同的晶向區(qū)域極性的情況下，通常可以增強電荷載流子遷移率。

具有不同晶向區(qū)域的半導體襯底對于在其上的具有不同極性的半導體器件的制造，的確提供了明顯的電荷載流子遷移率優(yōu)勢。然而，包含不同晶向半導體襯底區(qū)域的半導體結(jié)構的制造不是完全沒有問題的。特別地，在包括多個晶向區(qū)域的半導體襯底中制造半導體結(jié)構目前是困難的，因為制造多個晶向區(qū)域可能不容易實現(xiàn)其中沒有缺陷的情況。

具有多個晶向區(qū)域的半導體襯底及其制造方法，在半導體制造領域是公知的。

例如，de?Sousa等人在美國專利公開號2005/0116290中教導了用于制造具有多個晶向區(qū)域的半導體襯底的特定方法。該方法利用半導體結(jié)構中的特定半導體層的非晶化，以及當使用模板層(templatelayer)作為基礎層用于再結(jié)晶時，利用具有不同晶向的特定半導體層的再結(jié)晶。

半導體結(jié)構和器件的尺寸一定會繼續(xù)減小，并且作為其結(jié)果，期望得到具有增強性能的減小尺寸的半導體器件和結(jié)構。特別期望的是包括提供增強的半導體器件性能的多個晶向區(qū)域的半導體結(jié)構。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了半導體結(jié)構以及制造該半導體結(jié)構的方法。該半導體結(jié)構包括多個晶向半導體區(qū)域，該多個晶向半導體區(qū)域包括用于場效應器件的柵電極。在單獨晶向區(qū)域的情況下，該柵電極被放置，以提供相對高性能的場效應器件(其可以是邊緣缺陷密度不敏感的)以及相對高密度的場效應器件(其可以是邊緣缺陷密度敏感的)。

根據(jù)本發(fā)明的半導體結(jié)構包括襯底，該襯底包含具有第一極性和第一晶向的外延表面半導體層，以及具有與第一極性和第一晶向不同的第二極性和第二晶向的橫向鄰近的絕緣體上半導體的表面半導體層。該外延表面半導體層進一步包括沿著第一邊緣但不沿著鄰接第一邊緣的第二邊緣的缺陷。該半導體結(jié)構也包括具有與第一邊緣垂直的第一柵極的第一場效應器件。該半導體結(jié)構也包括具有與第二邊緣垂直的第二柵極的第二場效應器件。

根據(jù)本發(fā)明的另一個半導體結(jié)構包括具有第一摻雜極性和第一晶向的外延表面半導體層，以及具有與第一摻雜極性和第一晶向不同的第二摻雜極性和第二晶向的橫向鄰近的絕緣體上半導體的表面半導體層。該另一個半導體結(jié)構還包括另一個具有第一摻雜極性和第二晶向的橫向鄰近的第二絕緣體上半導體的表面半導體層。該外延表面半導體層具有有缺陷的第一邊緣和鄰接的沒有缺陷的第二邊緣。

根據(jù)本發(fā)明的一種用于制造半導體結(jié)構的方法包括在半導體襯底之上、并且與具有第二極性和第二晶向的絕緣體上半導體的表面半導體層橫向鄰近地形成具有與第二極性和第二晶向不同的第一極性和第一晶向的外延表面半導體層。該外延表面半導體層具有有缺陷的第一邊緣和沒有缺陷的鄰接的第二邊緣。該方法也包括在該外延表面半導體層中形成具有第一柵極的第一場效應器件和具有第二柵極的第二場效應器件。第一柵極垂直第一邊緣且第二柵極垂直第二邊緣。

附圖說明

在如下面所陳述的優(yōu)選實施例的說明的上下文中理解本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)勢。結(jié)合形成該公開的材料部分的附圖理解優(yōu)選實施例的說明，其中：

圖1～圖7顯示了一系列說明在制造根據(jù)本發(fā)明實施例的半導體結(jié)構中的漸進步驟的結(jié)果的橫截面和平面示意圖。

圖8～圖12顯示了一系列說明在制造根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導體結(jié)構中的漸進步驟的結(jié)果的橫截面和平面示意圖。

具體實施方式

包括包含多個晶向區(qū)域的半導體結(jié)構以及用于制造該半導體結(jié)構的方法的本發(fā)明在下面提供的說明的情況下被理解。下面提供的說明在上述附圖的情況下被理解。因為附圖意圖用于說明的目的，所以附圖沒必要按比例繪制。

圖1～圖7顯示了一系列說明在制造根據(jù)本發(fā)明實施例的半導體結(jié)構中的漸進步驟的結(jié)果的橫截面和平面示意圖。本發(fā)明的該實施例包括本發(fā)明的第一實施例。