发明名称 积体电路结构及其形成方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.06.11
申请号 TW094106872 申请日期 2005.03.08
申请人 万国商业机器公司 发明人 爱德华J 诺瓦克
分类号 H01L29/04 主分类号 H01L29/04
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种积体电路结构,其包含:一基板,其具有至少两类结晶方向;第一类电晶体,其形成于该基板的具有一第一类结晶方向之第一部分上;第二类电晶体,其形成于该基板的具有一第二类结晶方向之第二部分上,该第二类结晶方向不同于该第一类结晶方向;及一应变层,其位于该等第一类电晶体及该等第二类电晶体之上,其中该基板之该等第一部份包含在该等第一部份之一顶部之一第一层及在该等第一部份之一底部之一第二层,该第一层具有该第一类结晶方向,该第二层具有该第二类结晶方向,及其中该基板之该等第二部分包含在该等第二部分之一底部之该第二层及在该等第二部分之一顶部之一第三层,该第三层具有该第二类结晶方向且该第三层接触该第二层。如请求项1之结构,其中该等第一类电晶体及该等第二类电晶体包括矽化物区域且该应变层系位于该等矽化物区域之上方。如请求项2之结构,其中该等第一类电晶体及该等第二类电晶体之每一者包括形成于该基板中之源极与汲极区域,以及一形成于该基板上且在该等源极与汲极区域之间的闸极导体,且其中该等矽化物区域系形成于该闸极导体及该等源极与汲极区域上。如请求项1之结构,其中该等第一类电晶体与该等第二类电晶体互补。如请求项1之结构,其中该基板之该等第一部分包含非浮动基板部分,且该基板之该等第二部分包括浮动基板部分。如请求项1之结构,其中该等第一类电晶体及该等第二类电晶体包含平面互补金氧半导体(CMOS)电晶体与鳍状场效电晶体(FinFETs)二者其中之一。如请求项1之结构,其进一步包含将具有该第一类结晶方向之该层与具有该第二类结晶方向之该层分隔之一绝缘体层。一种积体电路结构,其包含:一基板,其具有至少两类结晶方向;N型场效电晶体(NFET),其形成于该基板的具有一第一类结晶方向之第一部分上;P型场效电晶体(PFET),其形成于该基板的具有一第二类结晶方向之第二部分上,该第二类结晶方向不同于该第一类结晶方向;及一应变层,其位于该等NFET与该等PFET上方,其中该基板之该等第一部份及该等第二部分之一者包含在一顶部之一第一层及在一底部之一第二层,该第一层具有该第一类结晶方向,该第二层具有该第二类结晶方向,及其中该基板之该等第一部分及该等第二部分之另一者包含在一底部之该第二层及在一顶部之一第三层,该第三层具有该第二类结晶方向且该第三层接触该第二层。如请求项8之结构,其中该等NFET及该等PFET包括矽化物区域且该应变层系位于该等矽化物区域之上方。如请求项9之结构,其中该等NFET及该等PFET之每一者包括形成于该基板中之源极与汲极区域,以及一形成于该基板上且在该等源极与汲极区域之间的闸极导体,且其中该等矽化物区域系形成于该闸极导体及该等源极与汲极区域上。如请求项8之结构,其中该等NFET与该等PFET互补。如请求项8之结构,其中该基板之该等第一部分包含非浮动基板部分,且该基板之该等第二部分包含浮动基板部分。如请求项8之结构,其中该等NFET及该等PFET包含平面互补金氧半导体(CMOS)电晶体与鳍状场效电晶体(FinFET)二者其中之一。如请求项8之结构,其进一步包含将具有该第一类结晶方向之该层与具有该第二类结晶方向之该层分隔之一绝缘体层。一种形成一积体电路结构之方法,该方法包含以下步骤:提供一第一半导体晶圆,其包含具有一第一结晶方向之至少一第一半导体层;提供一第二半导体晶圆,其包含具有不同于该第一结晶方向之一第二结晶方向之至少一第二半导体层;将该第一半导体晶圆结合于该第二半导体晶圆以形成一层状结构,该层状结构至少包含该第一半导体层;该第二半导体层;及在该第一半导体层及该第二半导体层之间之一绝缘体层;在该层状结构中蚀刻多个开口通过该第一半导体层及该绝缘体层直至该第二半导体层;在该等开口中形成多个绝缘侧壁间隔片;在该等开口中于该第二半导体上成长具有该第二结晶方向之额外半导体材料以填充该等开口以使得该等开口中之该额外材料被横向地放置于邻近于该第一半导体层之其余部分且与该第一半导体层之其余部分隔离;使用该第一半导体层之该等其余部分形成多个第一类电晶体;使用该等开口中之该额外半导体材料形成多个第二类电晶体;及在该等第一类电晶体及该等第二类电晶体上形成一应变层。如请求项15之方法,其进一步包含在该等第一类电晶体及该等第二类电晶体上形成矽化物区域之步骤,其中系在该等矽化物区域上形成该应变层。如请求项16之方法,其中该等第一类电晶体之该形成及该等第二类电晶体之该形成包含在该第一半导体层之该等其余部分之上及该等开口中之该额外材料之上形成多个闸极导体以及在该第一半导体层之该等其余部分内及该等开口中之该额外材料内形成多个源极与汲极区域,其中系在该闸极导体及该等源极与汲极区域上形成该等矽化物区域。如请求项15之方法,其中该等第一类电晶体与该等第二类电晶体互补。如请求项15之方法,其进一步包含在位于该等第二类电晶体上方之该应变层的若干部分中松弛应变之步骤。如请求项15之方法,其中该等第一类电晶体及该等第二类电晶体包含平面互补金氧半导体(CMOS)电晶体及鳍状场效电晶体(FinFET)二者其中之一。一种形成一积体电路结构之方法,该方法包含以下步骤:提供一第一半导体晶圆,其包含具有一第一结晶方向之至少一第一半导体层;提供一第二半导体晶圆,其包含具有不同于该第一结晶方向之一第二结晶方向之至少一第二半导体层;将该第一半导体晶圆结合于该第二半导体晶圆以形成一层状结构,该层状结构至少包含该第一半导体层;该第二半导体层;及在该第一半导体层及该第二半导体层之间之一绝缘体层;在该层状结构中蚀刻多个开口通过该第一半导体层及该绝缘体层直至该第二半导体层;在该等开口中形成多个绝缘侧壁间隔片;在该等开口中于该第二半导体上成长具有该第二结晶方向之额外半导体材料以填充该等开口以使得该等开口中之该额外材料被横向地放置于邻近于该第一半导体层之其余部分且与该第一半导体层之其余部分隔离;在该第一半导体层之该等其余部分中及在该等开口中之该额外材料中图案化多个半导体鳍;使用在该第一半导体层之该等其余部分中经图案化之该等半导体鳍形成至少一第一鳍状场效电晶体;使用在该等开口中之该额外半导体材料中经图案化之多个半导体鳍形成至少一第二鳍状场效电晶体,该第二鳍状场效电晶体具有与该第一鳍状场效电晶体不同之一传导类型;及在该等半导体鳍之多个对向侧壁上形成一应变层。如请求项21之方法,在形成该应变层之前,在多个半导体鳍之该等对向侧壁上形成多个矽化物区域。如请求项21之方法,其中该等第一鳍状场效电晶体及该等第二鳍状场效电晶体系互补电晶体。如请求项21之方法,其进一步包含松弛在该等开口中之该额外半导体材料中经图案化之该等半导体鳍之该等对向侧壁上之该应变层之多个部分之应变。一种形成一积体电路结构之方法,该方法包含以下步骤:提供一第一半导体晶圆,其包含具有一第一结晶方向之至少一第一半导体层;提供一第二半导体晶圆,其包含具有不同于该第一结晶方向之一第二结晶方向之至少一第二半导体层;将该第一半导体晶圆结合于该第二半导体晶圆以形成一层状结构,该层状结构至少包含该第一半导体层;该第二半导体层;及在该第一半导体层及该第二半导体层之间之一绝缘体层;在该层状结构中蚀刻多个开口通过该第一半导体层及该绝缘体层直至该第二半导体层;在该等开口中形成多个绝缘侧壁间隔片;在该等开口内之该第二半导体上成长具有该第二结晶方向之额外半导体材料以使得该额外半导体材料与该第一半导体材料之其余部分隔离;在该额外半导体材料上形成一应变层以填充该等开口;及在该第一半导体层之其余部分之上形成用于多个第一类电晶体之多个第一闸极导体及在该应变层上形成用于多个第二类电晶体之多个第二闸极导片。如请求项25之方法,在该额外半导体材料层之该成长之前,形成该开口中之多个侧壁间隔片。如请求项25之方法,其进一步包含在该等第一闸极导体及该等第二闸极导体之该形成之前,在该第一半导体层之该等其余部分及该应变层之间挖掘隔离区域。如请求项25之方法,其进一步包含在该第一半导体层之该等其余部分中形成用于该等第一类电晶体之多个第一源极及汲极区域,以及在该等开口中之该额外半导体材料中形成用于该等第二类电晶体之多个第二源极及汲极区域。如请求项25之方法,其中该等第一类电晶体系与该等第二类电晶体互补。如请求项25之方法,其中该等第一类电晶体及该等第二类电晶体包含平面互补金氧半导体(CMOS)电晶体及鳍状场效电晶体(FinFETs)二者其中之一。
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