发明名称 在一绝缘体上制造一应变的结晶层的方法、用于该方法的半导体结构及所制造的半导体结构
摘要
申请公布号 TWI330383 申请公布日期 2010.09.11
申请号 TW093101401 申请日期 2004.01.19
申请人 S O I TEC 绝缘层上矽科技公司 发明人 塞梭 奥奈特;克劳斯 马哲 CARLOS MAZURé
分类号 H01L21/263 主分类号 H01L21/263
代理机构 代理人 陈展俊 台北市大安区和平东路2段203号4楼之2;林圣富 台北市大安区和平东路2段203号4楼之2
主权项 一种用于制造应变结晶层于绝缘体上的方法,该方法包含有:提供含有锗和/或A(III)-B(V)半导体的半导体施体基板(1);在第一个步骤中提供至少一个第一结晶磊晶层(2);其中该第一层(2)之缓冲层(21)的锗和/或A(III)-B(V)半导体含量系于该第一个步骤期间降低;在第二个步骤中提供至少一个绝缘层(3);其中该第一层(2)设于该基板(1)与该绝缘层(3)之间;在第三个步骤中分裂该第一层(2);以及在第四个步骤中提供至少一个第二结晶磊晶层(9)于该经分裂的第一层(7)上。如申请专利范围第1项之方法,其特征在于:在第一个步骤中,该第一层(2)系设于单晶锗晶圆(1)、单晶A(III)-B(V)半导体晶圆、磊晶锗层或磊晶A(III)-B(V)半导体层上。如申请专利范围第1项之方法,其特征在于:第一个步骤中之该缓冲层(21)的锗和/或A(III)-B(V)半导体含量系降低至40%-80%的比率。如申请专利范围第1至3项中任一项之方法,其特征在于:第一个步骤中之该缓冲层(2)的矽含量系增加至20%-60%的比率。如申请专利范围第1项之方法,其特征在于:该第二层(9)系成长至低于50奈米的厚度。一种用以制造应变结晶层于绝缘体上的半导体结构,该半导体结构包含有:含有锗和/或A(III)-B(V)半导体之第一种材料的半导体施体基板(1);至少一个结晶磊晶层(2);以及至少一个绝缘层(3),其中该至少一个结晶磊晶层(2)为位于该施体基板(1)与该绝缘层(3)之间的中间层,且该至少一个结晶磊晶层(2)包含有缓冲层(21),该缓冲层(21)为含有锗和/或A(III)-B(V)半导体的组成物,以及该锗和/或A(III)-B(V)半导体的含量系于该基板(1)至该绝缘层(3)的方向上递减。如申请专利范围第6项之结构,其特征在于:该施体基板为单晶锗晶圆(1)、单晶A(III)-B(V)半导体晶圆、磊晶锗层或磊晶A(III)-B(V)半导体层。如申请专利范围第6项之结构,其特征在于:该缓冲层(21)的锗和/或A(III)-B(V)半导体含量降低至40%-80%的比率。如申请专利范围第6至8项中任一项之结构,其特征在于:该第一层(2)的矽含量系于由该基板(1)至该绝缘层(3)的方向上递增。如申请专利范围第9项之结构,其特征在于:矽含量系增加至20%-60%的矽比率。如申请专利范围第6项之结构,其特征在于:该第一层(2)和/或该第二层(9)包含有碳。一种半导体结构,该半导体结构包含有:半导体基材基板(6);至少一个绝缘层(3);以及至少一个第一结晶磊晶层(2);其中该绝缘层(3)为位于该基材基板(6)与该第一层(2)之间的中间层,且该第一层(2)包含有缓冲层(21),该缓冲层(21)为含有锗和/或A(III)-B(V)半导体的组成物,以及该锗和/或A(III)-B(V)半导体的含量系由第二层(9)向该绝缘层(3)的方向上递减。如申请专利范围第12项之结构,其特征在于:该结构更包含有至少一个应变第二结晶磊晶层(9),其中该第一层(2)为位于该绝缘层(3)与该第二层(9)之间的中间层。如申请专利范围第12项之结构,其特征在于:该缓冲层(2)中之锗和/或A(III)-B(V)半导体含量系降低至40%-80%的锗比率。如申请专利范围第12或14项中任一项之结构,其特征在于:该缓冲层(2)的矽含量系于由该第二层(9)向该绝缘层(3)的方向上递增。如申请专利范围第15项之结构,其特征在于:矽含量系增加至20%-60%的矽比率。如申请专利范围第13项之结构,其特征在于:该应变层(9)具有低于50奈米的厚度。如申请专利范围第13项之结构,其特征在于:该第一层(2)和/或第二层(9)包含有碳。一种用于制造应变结晶层于绝缘体上的方法,该方法包含有:提供含有锗和/或A(III)-B(V)半导体的半导体施体基板(1);在第一个步骤中提供至少一个第一结晶磊晶层(2);其中该第一层(2)之缓冲层(21)的锗和/或A(III)-B(V)半导体含量系于该第一个步骤期间降低;在第二个步骤中提供至少一个第二结晶磊晶层(9);其中该第一层(2)设于该施体基板(1)与该第二层(9)之间;在第三个步骤中提供至少一个绝缘层(3);其中该第二层(9)设于该第一层(2)与该绝缘层(3)之间;以及在第四个步骤中于该第一层(2)与该第二层(9)之间分裂该结构。如申请专利范围第19项之方法,其特征在于:系于第一个步骤中将该第一层(2)设于单晶锗晶圆(1)、单晶A(III)-B(V)半导体晶圆、磊晶锗层或磊晶A(III)-B(V)半导体层上。如申请专利范围第19项之方法,其特征在于:该第二层(9)成长至小于50奈米的厚度。如申请专利范围第19项之方法,其特征在于:第一个步骤中之该缓冲层(21)的锗和/或A(III)-B(V)半导体含量系降低至40%-80%的比率。如申请专利范围第19至22项中任一项之方法,其特征在于:该缓冲层(21)的矽含量系于第一个步骤中增加至20%-60%的矽比率。一种用以制造应变结晶层于绝缘体上的半导体结构,该半导体结构包含有:含有锗和/或A(III)-B(V)半导体之第一种材料的半导体施体基板(1);至少一个第一结晶磊晶层(2);至少一个第二结晶磊晶层(9);以及至少一个绝缘层(3);其中该第一层(2)为位于该施体基板(1)与该第二层(9)之间的中间层,该第二层(9)为位于该第一层(2)与该绝缘层(3)之间的中间层,且该第一层(2)包含有缓冲层(21),该缓冲层(21)为含有锗和/或A(III)-B(V)半导体的组成物,以及该锗和/或A(III)-B(V)半导体的含量系于该基板(1)至该第二层(9)的方向上递减。如申请专利范围第24项之结构,其特征在于:该施体基板为单晶锗晶圆(1)、单晶A(III)-B(V)半导体晶圆、磊晶锗层或磊晶A(III)-B(V)半导体层。如申请专利范围第24项之结构,其特征在于:该缓冲层(21)的锗和/或A(III)-B(V)半导体含量降低至40%-80%的锗比率。如申请专利范围第24至26项中任一项之结构,其特征在于:该缓冲层(21)的矽含量系于由该基板(1)至该绝缘层(3)的方向上递增。如申请专利范围第27项之结构,其特征在于:该矽含量系增加至20%-60%的矽比率。如申请专利范围第24项之结构,其特征在于:该第一层(2)和/或该第二层(9)包含有碳。
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