[發(fā)明專利]具有混合溝道材料的場(chǎng)效應(yīng)晶體管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280061803.7
• 申請(qǐng)日: 2012-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN104350597A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭德超;漢述仁;E·W·基維拉;徐崑庭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): H01L27/092
• 分類號(hào): H01L27/092;H01L21/8238
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 牛南輝;于靜

1.一種用于制造互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電路的方法，其包括以下步驟：

提供具有在絕緣體上的第一半導(dǎo)體層的晶片；

使用淺溝槽隔離將所述第一半導(dǎo)體層劃分為至少兩個(gè)部分，其中所述至少兩個(gè)部分中的一個(gè)作為所述電路的第一有源區(qū)，所述至少兩個(gè)部分中的另一個(gè)用作所述電路的第二有源區(qū)；

凹陷在所述第一有源區(qū)中的所述第一半導(dǎo)體層；

在所述第一有源區(qū)中已經(jīng)被凹陷的所述第一半導(dǎo)體層上外延生長第二半導(dǎo)體層，其中所述第二半導(dǎo)體層包括具有至少一種Ⅲ族元素和至少一種Ⅴ族元素的材料；

使用所述第二半導(dǎo)體層作為用于n-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(n-FET)的溝道材料在所述第一有源區(qū)中形成所述n-FET；

使用所述第一半導(dǎo)體層作為用于p溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(p-FET)的溝道材料在所述第二有源區(qū)中形成所述p-FET。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一半導(dǎo)體層包括鍺。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述絕緣體包括氧化物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用淺溝槽隔離將所述第一半導(dǎo)體層劃分為所述至少兩個(gè)部分的所述步驟包括以下步驟：

穿過所述第一半導(dǎo)體層蝕刻一個(gè)或多個(gè)溝槽；以及

用介電質(zhì)填充所述溝槽

5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述第一有源區(qū)中凹陷所述第一半導(dǎo)體層到從約5nm至約15nm的厚度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二半導(dǎo)體層包括選自銻化鋁、砷化鋁、砷化鋁鎵、磷化鋁鎵銦、氮化鋁鎵、磷化鋁鎵、砷化鋁銦、氮化鋁、磷化鋁、砷化硼、氮化硼、磷化硼、銻化鎵、砷化鎵、砷磷化鎵、砷銻磷化鎵銦、氮化鎵、磷化鎵、銻化銦、砷化銦、砷銻磷化銦、砷化銦鎵、氮化銦鎵、磷化銦鎵、氮化銦、磷化銦和包括上述材料中的至少一種的組合的材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，使用分子束外延在所述第一有源區(qū)中的所述第一半導(dǎo)體層之上外延生長所述第二半導(dǎo)體層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：

在所述第一有源區(qū)中的所述第一半導(dǎo)體層之上外延生長所述第二半導(dǎo)體層之后平坦化所述第二半導(dǎo)體層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，使用化學(xué)-機(jī)械拋光平坦化所述第二半導(dǎo)體層。

10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述第一有源區(qū)中形成所述n-FET的步驟包括以下步驟：

在第二半導(dǎo)體層上形成n-FET柵極電介質(zhì)；

在所述n-FET柵極電介質(zhì)上形成n-FET柵極；

在所述n-FET柵極的相對(duì)側(cè)上形成間隔物；以及

在所述第二半導(dǎo)體層中形成源極區(qū)和漏極區(qū)。

11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述第二有源區(qū)中形成所述p-FET的步驟包括以下步驟：

在所述第一半導(dǎo)體層上形成p-FET柵極電介質(zhì)；

在所述p-FET柵電介質(zhì)上形成p-FET柵極；

在所述p-FET柵極的相對(duì)側(cè)上形成間隔物；以及

在所述第一半導(dǎo)體層中形成源極區(qū)和漏極區(qū)。

12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述n-FET柵極包括金屬柵極或摻雜的多晶硅柵極。

13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述p-FET柵極包括金屬柵極或摻雜的多晶硅柵極。

14.一種CMOS電路，包括：

具有在絕緣體上的第一半導(dǎo)體層的晶片，其中，所述第一半導(dǎo)體層被劃分為至少兩個(gè)部分，所述至少兩個(gè)部分中一個(gè)作為所述電路的第一有源區(qū)以及所述至少兩個(gè)部分中的另一個(gè)作為所述電路的第二有源區(qū)域，并且其中與所述第二有源區(qū)相比，所述第一有源區(qū)中的所述第一半導(dǎo)體層被凹陷；

在所述第一有源區(qū)中的所述第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層包括具有至少一種III族元素和至少一種Ⅴ族元素的外延材料；

形成在所述第一有源區(qū)中的n-FET，其中所述第二半導(dǎo)體層作為所述n-FET的溝道；以及

形成在所述第二有源區(qū)中的p-FET，其中所述第一半導(dǎo)體層作為所述p-FET的溝道。

15.根據(jù)權(quán)利要求14CMOS電路，其中，所述第一半導(dǎo)體層包括鍺。