[發(fā)明專利]異質(zhì)層器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380080983.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN105723501B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·俊;P·莫羅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

實(shí)施例包括一種裝置，包括：包括NMOS器件的N層，所述NMOS器件具有全都與平行于襯底的第一水平軸相交的N溝道、源極和漏極；包括PMOS器件的P層，所述PMOS器件具有全都與平行于所述襯底的第二水平軸相交的P溝道、源極和漏極；對(duì)應(yīng)于N溝道、與所述第二水平軸相交的第一柵極；以及對(duì)應(yīng)于P溝道、與所述第一水平軸相交的第二柵極。本文描述了其它實(shí)施例。

技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)施例涉及晶格失配的半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

例如，通過在元素硅(Si)襯底上生長(zhǎng)高質(zhì)量的Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體或在Si襯底上生長(zhǎng)高質(zhì)量的Ⅳ族半導(dǎo)體，可以實(shí)現(xiàn)各種電子和光電器件。能夠?qū)崿F(xiàn)Ⅲ-Ⅴ族或Ⅳ族材料性能優(yōu)點(diǎn)的表面層可以支撐各種高性能電子器件，例如由極高遷移率材料制造的CMOS和量子阱(QW)晶體管，所述極高遷移率材料例如是，但不限于銻化銦(InSb)、砷化銦(InAs)、鍺(Ge)和硅鍺(SiGe)。諸如激光器、探測(cè)器和光生伏打器件的光學(xué)器件以及電子器件也可以由各種其它直接帶隙材料制造，例如，但不限于砷化鎵(GaAs)和砷化銦鎵(InGaAs)。

然而，在Si襯底上生長(zhǎng)Ⅲ-Ⅴ族和Ⅳ族材料提出了許多挑戰(zhàn)。Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體外延(EPI)層和Si半導(dǎo)體襯底之間或Ⅳ族半導(dǎo)體EPI層和Si半導(dǎo)體襯底之間的晶格失配、極性-非極性失配和熱失配產(chǎn)生了晶體缺陷。在EPI層和襯底之間的晶格失配超過幾個(gè)百分比時(shí)，失配引起的應(yīng)變變得過大，在EPI層中產(chǎn)生缺陷。一旦膜厚大于臨界厚度(即，在這個(gè)厚度以下膜充分應(yīng)變，在這個(gè)厚度以上部分弛豫)，就通過在膜和襯底界面處以及在EPI膜中生成失配位錯(cuò)使應(yīng)變得到弛豫。EPI晶體缺陷的形式可以是線位錯(cuò)、堆垛層錯(cuò)和孿晶。許多缺陷，尤其是線位錯(cuò)和孿晶，往往會(huì)傳播到制造半導(dǎo)體器件所在的“器件層”中。通常，缺陷發(fā)生的嚴(yán)重程度與Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體和Si襯底或Ⅳ族半導(dǎo)體和Si襯底之間的晶格失配量相關(guān)。

附圖說明

本發(fā)明實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)將從所附權(quán)利要求、一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例的以下具體實(shí)施方式和對(duì)應(yīng)附圖而變得顯而易見，在附圖中：

圖1-4描繪了常規(guī)層轉(zhuǎn)移過程；

圖5-8描繪了本發(fā)明的實(shí)施例中利用單次光刻和單次構(gòu)圖步驟來制造異質(zhì)溝道器件的過程；

圖9-15描繪了本發(fā)明實(shí)施例中用于豎直異質(zhì)溝道器件制造的過程；并且

圖16-22描繪了本發(fā)明實(shí)施例中用于共軛柵極器件制造的過程。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖，其中可以為類似結(jié)構(gòu)提供類似的下標(biāo)參考指示。為了更清晰地示出各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，本文包括的附圖是半導(dǎo)體/電路結(jié)構(gòu)的圖解表示。于是，例如，顯微照片中所制造集成電路結(jié)構(gòu)的實(shí)際外觀可能顯得不同，不過仍然結(jié)合了圖示實(shí)施例的所主張結(jié)構(gòu)。此外，附圖可以僅示出對(duì)理解圖示實(shí)施例有用的結(jié)構(gòu)。可能不包括現(xiàn)有技術(shù)中已知的額外結(jié)構(gòu)，以保持附圖清晰。例如，未必示出了半導(dǎo)體器件的每個(gè)層。“實(shí)施例”、“各實(shí)施例”等表示這樣描述的實(shí)施例可以包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性，但并非每個(gè)實(shí)施例必然包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。一些實(shí)施例可以具有針對(duì)其它實(shí)施例描述的一些、全部特征或沒有任何特征。“第一”、“第二”、“第三”等描述公共對(duì)象，指出正在指稱的相似對(duì)象的不同實(shí)例。這樣的形容詞并不暗示這樣描述的對(duì)象必須要在時(shí)間、空間、排列或任何其它方式上處于給定順序。“連接”可以表示元件彼此直接物理或電接觸，“耦合”可以表示元件彼此協(xié)作或交互作用，但它們可以直接物理或電接觸或不接觸。而且，盡管可能使用相似或相同數(shù)字在不同附圖中指示相同或相似部分，但這樣做并非表示包括相似或相同數(shù)字的所有圖都構(gòu)成單一或相同實(shí)施例。

一種用于管理晶格失配的常規(guī)技術(shù)包括高寬比捕集(ART)。ART基于以特定角度向上傳播的線位錯(cuò)。在ART中，在具有足夠高高寬比的第一半導(dǎo)體(S1)中制造溝槽，使得位于溝槽中的第二半導(dǎo)體(S2)中的缺陷終止于溝槽的側(cè)壁，終點(diǎn)以上的任何層都沒有缺陷。溝槽可以包括或不包括阻擋部。