[發(fā)明專利]具有核-殼結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410315836.0
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104916677B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卡洛斯·H.·迪亞茲;林群雄;張惠政;章勛明;王建勛;黃懋霖
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/775
• 分類號: H01L29/775;H01L29/78;H01L21/335;B82Y10/00
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

1.一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，包括：

核結(jié)構(gòu)，形成在支撐件上；以及

殼材料，形成在所述核結(jié)構(gòu)上并且圍繞所述核結(jié)構(gòu)的至少一部分，所述殼材料和所述核結(jié)構(gòu)配置為在所述殼材料中形成量子阱溝道；

其中，所述核結(jié)構(gòu)具有在第一范圍內(nèi)的第一厚度，所述殼材料具有在第二范圍內(nèi)的第二厚度，至少基于與所述核結(jié)構(gòu)的所述第一厚度相關(guān)聯(lián)的信息來確定與所述殼材料相關(guān)聯(lián)的所述第二范圍，其中，所述核結(jié)構(gòu)對量子溝道具有厚度下限，并且為了減小由所述核結(jié)構(gòu)和所述殼材料之間的晶格失配產(chǎn)生的位錯而具有厚度上限，并且，所述殼材料對傳導(dǎo)電流具有厚度下限，并且為了減小由所述核結(jié)構(gòu)和所述殼材料之間的晶格失配產(chǎn)生的位錯而具有厚度上限。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中：

所述核結(jié)構(gòu)和所述殼材料包括在納米線結(jié)構(gòu)中；以及

所述納米線結(jié)構(gòu)平行于所述支撐件。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中：

所述核結(jié)構(gòu)和所述殼材料包括在納米線結(jié)構(gòu)中；以及

所述納米線結(jié)構(gòu)垂直于所述支撐件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中：

所述殼材料與第一能帶隙相關(guān)聯(lián)；

所述核結(jié)構(gòu)與第二能帶隙相關(guān)聯(lián)；以及

所述第一能帶隙小于所述第二能帶隙。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其中，形成在所述殼材料和所述核結(jié)構(gòu)之間的界面處的勢壘層與介于0.3eV至0.5eV之間的勢壘高度相關(guān)聯(lián)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，還包括：

包裝材料，形成在所述殼材料上并且圍繞所述殼材料的至少一部分；

其中：

所述殼材料與第一能帶隙相關(guān)聯(lián)；

所述包裝材料與第二能帶隙相關(guān)聯(lián)；以及

所述第一能帶隙小于所述第二能帶隙。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中：

所述殼材料與第一晶格常數(shù)相關(guān)聯(lián)；

所述核結(jié)構(gòu)與第二晶格常數(shù)相關(guān)聯(lián)；以及

所述第一晶格常數(shù)大于所述第二晶格常數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述第一晶格常數(shù)比所述第二晶格常數(shù)高出1％至8％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中：

所述第一范圍對應(yīng)于3nm至15nm；以及

所述第二范圍對應(yīng)于2nm至15nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中：

所述殼材料包括硅、硅鍺、鍺、和III-V材料中的至少一種；以及

所述核結(jié)構(gòu)包括硅、硅鍺和鍺中的至少一種。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中：

所述核結(jié)構(gòu)與第一導(dǎo)電類型相關(guān)聯(lián)；以及

所述殼材料與不同于所述第一導(dǎo)電類型的第二導(dǎo)電類型相關(guān)聯(lián)。

12.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括：

在支撐件上形成核結(jié)構(gòu)；以及

在所述核結(jié)構(gòu)上形成殼材料，以圍繞所述核結(jié)構(gòu)的至少一部分，所述殼材料包括量子阱溝道；

其中，所述核結(jié)構(gòu)具有在第一范圍內(nèi)的第一厚度，所述殼材料具有在第二范圍內(nèi)的第二厚度，至少基于與所述核結(jié)構(gòu)的所述第一厚度相關(guān)聯(lián)的信息來確定與所述殼材料相關(guān)聯(lián)的所述第二范圍，其中，所述核結(jié)構(gòu)對量子溝道具有厚度下限，并且為了減小由所述核結(jié)構(gòu)和所述殼材料之間的晶格失配產(chǎn)生的位錯而具有厚度上限，并且，所述殼材料對傳導(dǎo)電流具有厚度下限，并且為了減小由所述核結(jié)構(gòu)和所述殼材料之間的晶格失配產(chǎn)生的位錯而具有厚度上限。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括：

在所述殼材料上形成包裝材料，以圍繞所述殼材料的至少一部分，從而在所述殼材料中形成所述量子阱溝道。