发明名称 绝缘体外延半导体之装置及方法
摘要 本发明揭示一种制造一具有改进之载子移动率的较薄、较均匀的半导体层之方法及装置。在一项具体实施例中,一晶格匹配的绝缘体层形成于一半导体基板上,且一晶格匹配的半导体层形成于该绝缘体层上以形成一较薄、较均匀之绝缘体外延半导体装置。在该方法及装置之具体实施例中,能带特征可用于促进该等井区域少数载子之撷取。
申请公布号 TWI239557 申请公布日期 2005.09.11
申请号 TW092122370 申请日期 2003.08.14
申请人 英特尔公司 发明人 金宾颖;瑞莎 阿吉哈瓦尼;周罗博特
分类号 H01L21/20 主分类号 H01L21/20
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 1.一种绝缘体外延半导体之装置,包括:一含有一第一材料的半导体基板;以及一形成于该半导体基板上的绝缘体层,其中该绝缘体层包含一第二材料,该第二材料与该第一材料晶格匹配。2.如申请专利范围第1项之装置,其中,该第一材料与该第二材料构成一第一材料/第二材料对,选自一由矽(Si)/钛酸锶(SrTiO3)以及锗(Ge)/钛酸钡(BaTiO3)所组成之群组。3.如申请专利范围第1项之装置,其中,一半导体层形成于该绝缘体层上,该半导体层包括该第一材料与一第三材料之一,该第三材料与该第二材料晶格匹配。4.如申请专利范围第3项之装置,其中,该第二材料与该第一材料及一第三材料之一构成一对,选自一由钛酸锶(SrTiO3)/矽(Si)以及钛酸钡(BaTiO3)/锗(Ge)所组成之群组。5.如申请专利范围第1项之装置,进一步包括:复数个形成于该绝缘体层上的半导体层,其中,一中间绝缘体层形成于各半导体层之间,且其中该等中间绝缘体层中的至少一个与该等半导体层中的至少一个晶格匹配,该等半导体层与该等中间绝缘体层中的至少一个相邻。6.如申请专利范围第3项之装置,其中,至少一元件形成于该半导体层上。7.如申请专利范围第3项之装置,其中,该半导体层与该绝缘体层搭接。8.如申请专利范围第7项之装置,其中,移除该半导体层的一部分,以减少该半导体层的一厚度。9.如申请专利范围第7项之装置,其中,该半导体层系掺杂的。10.一种绝缘体外延半导体装置之制造方法,包括:在一半导体基板上形成一绝缘体层,该半导体基板含有一第一材料,其中,该绝缘体层含有一与该第一材料晶格匹配的第二材料。11.如申请专利范围第10项之方法,其中,该第一材料与该第二材料构成一第一材料/第二材料对,其中,该第一材料/第二材料对系选自一由矽(Si)/钛酸锶(SrTiO3)以及锗(Ge)/钛酸钡(BaTiO3)所组成之群组。12.如申请专利范围第10项之方法,进一步包括:在该绝缘体层上形成一半导体层,该半导体层包括该第一材料以及与该第二材料晶格匹配的一第三材料之一。13.如申请专利范围第12项之方法,其中:该第二材料与该第一材料及一第三材料之一构成一对,选自一由钛酸锶(SrTiO3)/矽(Si)以及钛酸钡(BaTiO3)/锗(Ge)所组成之群组。14.如申请专利范围第11项之方法,进一步包括:在该绝缘体层上形成复数个半导体层,其中,一中间绝缘体层形成于各半导体层之间,其中该等中间绝缘体层中的至少一个与该等半导体层中的至少一个晶格匹配,该等半导体层与该等绝缘体层中的至少一个相邻。15.如申请专利范围第10项之方法,其进一步包括将一掺杂半导体层与该绝缘体层搭接。16.如申请专利范围第15项之方法,进一步包括:移除该半导体层的一部分;将该半导体层退火;研磨该半导体层;以及清洗该半导体层。17.一种绝缘体外延半导体之装置,包括:一含有一第一材料的半导体基板;一形成于该基板上的绝缘体层,该绝缘体层包括一具有一导电带以及一价电子带的第二材料,其中该第二材料与该第一材料晶格匹配;一形成于该绝缘体层上的半导体层,该半导体层包括该第一材料以及与该第二材料晶格匹配的一第三材料之一,该第一材料以及一与该第二材料晶格匹配的第三材料之一具有一导电带以及一价电子带;其中,该第二材料的该导电带与该价电子带之一与该第一材料以及与该第二材料晶格匹配的一第三材料之一的该相同带实质上对准。18.如申请专利范围第17项之装置,其中,该第一材料具有一导电带以及一价电子带,该第一材料的该导电带与该价电子带之一实质上与该第二材料的一相同带对准。19.如申请专利范围第18项之装置,其中,该第一材料的该价电子带与导电带的另一个不与该第二材料的一相同带实质上对准。20.如申请专利范围第17项之装置,其中,该第一材料为锗(Ge),且该第二材料为钛酸钡(BaTiO3)。21.如申请专利范围第17项之装置,其中,该第二材料为钛酸钡(BaTiO3),且该第一材料与一第三材料之一为锗(Ge)。22.如申请专利范围第17项之装置,进一步包括:复数个形成于该绝缘体层上的半导体层,其中,一中间绝缘体层形成于各半导体层之间,且其中该等中间绝缘体层中的至少一个与该等半导体层中的至少一个晶格匹配,该等半导体层与该等中间绝缘体层中的至少一个相邻。23.如申请专利范围第17项之装置,其中,该半导体层与该绝缘体层搭接。24.如申请专利范围第23项之装置,其中,移除该半导体层的一部分,以减少该半导体层的一厚度。25.如申请专利范围第17项之装置,进一步包括:一形成于该半导体层上的第二绝缘体层;以及一形成于该第二绝缘体层上的闸极,该闸极包括一接点,其中,该半导体基板系掺杂的,并包含一接点,其中,该掺杂半导体基板为第一导电类型,其中,该半导体层系掺杂的,并包含一该第二导电类型的源极区域,一该第二导电类型的汲极区域,以及一该第一导电类型的井作用区域,该源极区域包含一接点,且该汲极区域包含一接点,其中,位于该源极区域与该汲极区域之间的该井作用区域的一部分定义从该源极区域延伸至该汲极区域的一通道区域;其中,该掺杂基板系偏压的,以便在元件运作期间,该井区域内的少数载子经过该源极区域流至该源极区域接点。26.如申请专利范围第25项之装置,其中,由于该半导体层的该井区域的该少数载子撷取,该掺杂半导体基板内的少数载子浓度的位准大于该半导体层内的少数载子浓度的位准。27.如申请专利范围第25项之装置,其中,该绝缘体层具有一厚度,能建立一价电子障壁高度以及导电障壁高度之一足以防止该基板中的少数载子透过该绝缘体层流入该半导体层中的该井作用区域。28.一种绝缘体外延半导体装置之制造方法,包括:在一半导体基板上形成一绝缘体层,其中该半导体基板包含一第一材料,该绝缘体层包含一与该第一材料晶格匹配的第二材料;在该绝缘体层上形成一半导体层,其中,该半导体层包含该第一材料以及与该第二材料晶格匹配的一第三材料之一;以及透过一源极接点从该半导体层中的一井作用区域撷取少数载子。29.如申请专利范围第28项之方法,进一步包括:实质上阻断少数载子从该半导体基板流入该井作用区域。30.如申请专利第28项之方法,其中在该绝缘体层上形成一半导体层包括将一半导体层与该绝缘体层搭接。图式简单说明:图1系具有绝缘体层形成于其上的半导体基板的一项具体实施例之断面图。图2系说明中具有半导体层形成于其上的图1结构之一项具体实施例之断面图。图3系说明具有闸极形成于其上的图2结构之一项具体实施例之断面图。图4系说明一引入种晶半导体基板的掺杂之一项具体实施例之断面图。图5系说明具有一种晶半导体基板搭接于其上的图1结构之一具体实施例之断面图。图6系说明图5结构的一项具体实施例之断面图,其中,已移除部分半导体种晶基板,留下一半导体层与绝缘体层搭接。图7系说明一形成装置之方法的一具体实施例之流程图。图8系说明一形成装置之方法的一具体实施例之流程图。图9系说明一撷取少数载子之方法的一项具体实施例之流程图。
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