專利名稱：在拉伸應(yīng)變絕緣體上SiGe上的應(yīng)變SiMOSFET的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作形成高性能金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)器件的模板的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種包含在拉伸應(yīng)變絕緣體上SiGe(SGOI)上的應(yīng)變Si層的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了一種形成本發(fā)明的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
短語(yǔ)“應(yīng)變硅互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)”主要指的是在具有弛豫硅-鍺(SiGe)合金層上的薄應(yīng)變硅(應(yīng)變Si)層的襯底上制造的CMOS器件。應(yīng)變Si層中電子和空穴的遷移率已經(jīng)顯示出比體式硅層中更高，且具有應(yīng)變Si溝道的MOSFET已經(jīng)試驗(yàn)證明，與在普通的(未應(yīng)變的)硅襯底上制造的器件相比，顯示出增強(qiáng)的器件性能。潛在的性能改善包括增加器件的驅(qū)動(dòng)電流和跨導(dǎo)，以及增加縮放操作電壓的能力，而沒(méi)有犧牲電路速度，以便降低功耗。
應(yīng)變Si層是在晶格常數(shù)大于硅的材料形成的襯底上生長(zhǎng)的硅中誘發(fā)產(chǎn)生雙軸拉伸應(yīng)力的結(jié)果。鍺的晶格常數(shù)大約比硅大4.2％，SiGe合金的晶格常數(shù)與鍺的濃度成線性關(guān)系。結(jié)果，含有原子百分比為50％的鍺的SiGe合金的晶格常數(shù)約比硅的晶格常數(shù)大1.02倍。
Si在這種SiGe襯底上的外延生長(zhǎng)將產(chǎn)生承受拉伸應(yīng)變的Si層，其中下面的SiGe襯底基本上沒(méi)有應(yīng)變，或“弛豫”。實(shí)現(xiàn)了用于MOSFET應(yīng)用的應(yīng)變Si溝道結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和工藝在共同轉(zhuǎn)讓的Chu等的美國(guó)專利US6059895中公開(kāi)，它公開(kāi)了一種形成在SiGe層上有應(yīng)變Si溝道的CMOS器件的技術(shù)。
完全實(shí)現(xiàn)應(yīng)變Si CMOS技術(shù)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)的困難是弛豫SiGe層在應(yīng)變Si層下的存在。如上所述，Si溝道中的應(yīng)變?nèi)Q于SiGe合金層的晶格常數(shù)。因此，為增加應(yīng)變和遷移率，需要Ge含量增加的SiGe。然而，在CMOS器件的制造過(guò)程中使用高Ge含量(約35原子％或更大)在化學(xué)方面存在問(wèn)題。尤其是，具有高Ge含量的SiGe層可能與多個(gè)加工步驟互相作用，比如熱氧化，沉積擴(kuò)散，硅化物形成和退火，所以在CMOS的制造過(guò)程中難以保持材料的完整性，且可能最后限制可實(shí)現(xiàn)的器件性能提升和器件產(chǎn)量。
共同轉(zhuǎn)讓的Rim的美國(guó)專利US6603156公開(kāi)了一種直接在絕緣體上硅襯底的絕緣層頂上形成應(yīng)變Si層的方法。在′156專利中公開(kāi)的方法通過(guò)從所述結(jié)構(gòu)完全去除SiGe合金層克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。雖然′156專利提供了針對(duì)應(yīng)變Si/弛豫SiGe異質(zhì)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題的替代例，但仍然需要提供一種消除對(duì)應(yīng)變Si層中高應(yīng)變和下面的SiGe合金層中Ge含量的偏愛(ài)的方法。這種方法將可以繼續(xù)使用應(yīng)變Si/SiGe異質(zhì)結(jié)構(gòu)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用作形成高性能金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)器件的模板的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明提供了一種異質(zhì)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含在拉伸應(yīng)變的絕緣體上SiGe(SGOI)上的應(yīng)變Si層。在更寬的方面，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包含絕緣體上SiGe襯底，包含位于絕緣層頂上的拉伸應(yīng)變SiGe合金層；在所述拉伸應(yīng)變SiGe合金層頂上的應(yīng)變Si層。
本發(fā)明還提供了一種形成所述拉伸應(yīng)變的SGOI襯底以及上述異質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明的方法通過(guò)提供直接在絕緣層上的拉伸應(yīng)變的SiGe合金層，消除了對(duì)應(yīng)變Si層中高應(yīng)變和下面層中Ge含量的偏愛(ài)。
準(zhǔn)確地說(shuō)，且在寬泛的方面，本發(fā)明的方法包含步驟形成第一多層結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包含位于弛豫SiGe合金層上方的拉伸應(yīng)變SiGe合金層，其中所述拉伸應(yīng)變SiGe合金含有比所述弛豫SiGe合金層更低的Ge含量；
使所述第一多層結(jié)構(gòu)與在與所述弛豫SiGe合金層相對(duì)的表面上的第二多層結(jié)構(gòu)的絕緣層鍵合；去除所述弛豫SiGe合金層。
在一些實(shí)施例中，應(yīng)變Si層可以包括在第一多層結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)含有拉伸應(yīng)變SiGe合金層和弛豫SiGe合金層。在這一實(shí)施例中，應(yīng)變Si層位于拉伸應(yīng)變SiGe合金層和弛豫SiGe合金層之間。在該實(shí)施例中，且在去除了弛豫SiGe合金層之后，在拉伸應(yīng)變絕緣體上SiGe襯底上形成應(yīng)變Si層時(shí)不再需要加工步驟。
在另一實(shí)施例中，拉伸應(yīng)變SiGe合金層直接在弛豫SiGe合金層頂上形成。在該實(shí)施例中，在去除了弛豫SiGe合金層之后，應(yīng)變Si在拉伸應(yīng)變SiGe合金層頂上形成。
在一些實(shí)施例中，在鍵合之前，至少一個(gè)第二半導(dǎo)體層可以在拉伸應(yīng)變SiGe合金層頂上形成。該實(shí)施例可以形成多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)。
在完成上述加工步驟之后，至少一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)可以在應(yīng)變Si層頂上形成。


圖1A-1C是示出了在拉伸應(yīng)變絕緣體上SiGe(SGOI)襯底上形成含有應(yīng)變Si層的結(jié)構(gòu)時(shí)使用的基本加工步驟的示圖(剖面圖)。
圖2是示出了在圖1A-1C中提供的結(jié)構(gòu)頂上形成的FET的示圖(剖面圖)。
圖3是示出了在可以使用圖1A-1C所示的加工步驟制成的替代機(jī)構(gòu)頂上形成的FET的示圖(剖面圖)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將通過(guò)參照本發(fā)明的附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，本發(fā)明提供了在拉伸應(yīng)變絕緣體上SiGe襯底上的應(yīng)變Si層以及制造方法。在沒(méi)有按比例繪出的附圖中，相同和/或?qū)?yīng)的元件用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1A-IC，它們示出了在拉伸應(yīng)變絕緣體上SiGe襯底上形成應(yīng)變Si層的本發(fā)明中可以采用的基本加工步驟。準(zhǔn)確地說(shuō)，圖1A示出了第一多層結(jié)構(gòu)10，該結(jié)構(gòu)包含弛豫SiGe合金層，Si1-yGey層12，位于弛豫SiGe合金層12的表面上的可選應(yīng)變Si層14，和位于可選應(yīng)變Si層14上的拉伸應(yīng)變SiGe合金層，Si1-xGex層16。當(dāng)在圖1A所示的結(jié)構(gòu)中沒(méi)有可選應(yīng)變Si層14時(shí)，拉伸應(yīng)變SiGe合金層16直接在弛豫SiGe合金層12的表面上。
在上述化學(xué)式中且根據(jù)本發(fā)明，x小于y，所以拉伸應(yīng)變SiGe合金層16含有比弛豫SiGe合金層12中更多的硅。因此，拉伸應(yīng)變SiGe合金16具有與弛豫SiGe合金層12的晶格常數(shù)不同的晶格常數(shù)。尤其是，拉伸應(yīng)變SiGe合金層16的晶格常數(shù)小于弛豫SiGe合金層12的晶格常數(shù)。注意的是弛豫SiGe合金層12的晶格常數(shù)通常也大于應(yīng)變Si層14的晶格常數(shù)。
圖1A中所示的第一多層結(jié)構(gòu)10通過(guò)首先提供弛豫SiGe合金層12作為襯底而形成，所述合金層中形成應(yīng)變Si14和/或拉伸應(yīng)變SiGe合金層16。應(yīng)變Si層14是可選的，不是必須在第一多層結(jié)構(gòu)10中存在。弛豫SiGe合金層12的功能是誘發(fā)雙軸拉伸應(yīng)力，該應(yīng)力在層14和/或?qū)?6中產(chǎn)生所需級(jí)別的應(yīng)變。因?yàn)閷?duì)于SiGe合金來(lái)說(shuō)，鍺濃度[Ge]和晶格常數(shù)之間的關(guān)系是線性的，所以在層14和/或?qū)?6中誘發(fā)的應(yīng)變量可以通過(guò)SiGe合金層12中鍺的量調(diào)整。
弛豫SiGe合金層12可以通過(guò)公知的方法形成，例如外延生長(zhǎng)，Czhochralski生長(zhǎng)等。因?yàn)镾iGe合金層具有比硅更大的晶格常數(shù)，層14和16承受雙軸拉伸，而下面的SiGe合金層12基本上保持沒(méi)有應(yīng)變，或是“弛豫的”。在本發(fā)明中采用的弛豫SiGe合金層12的厚度可以根據(jù)在形成所述合金層中使用的方法變化。然而，通常弛豫SiGe合金層12具有約50至約5000nm的厚度，更典型的是約200至約3000nm的厚度。
在提供了弛豫SiGe合金層12之后，應(yīng)變Si層14可以任選地在弛豫SiGe合金層12的表面上形成。應(yīng)變Si層14通過(guò)任何普通的外延生長(zhǎng)工藝形成。應(yīng)變Si層14的厚度通常約2至約40nm，更典型的是約10至25nm。在本發(fā)明中形成的應(yīng)變Si層14通常具有比Si的自然晶格常數(shù)大約0.01至4.2％的面內(nèi)晶格常數(shù)。
接著，在應(yīng)變Si層14的表面上，比如圖1A所示，或當(dāng)沒(méi)有應(yīng)變Si層14時(shí)，直接在弛豫SiGe合金層12的表面(未示出)上形成拉伸應(yīng)變SiGe合金層16。拉伸應(yīng)變SiGe合金層16可以通過(guò)任何方法形成，包括例如外延生長(zhǎng)。本發(fā)明此時(shí)形成的拉伸應(yīng)變SiGe合金層16通常具有約5至300nm的厚度，更典型的是約10至100nm的厚度。拉伸應(yīng)變SiGe合金層16通常含有約1-99原子％的Ge的Ge含量，但Ge含量小于弛豫SiGe合金層12中的Ge含量。
雖然在圖1A-1C的工藝流程圖中沒(méi)有示出，但本發(fā)明此時(shí)可以在拉伸應(yīng)變SiGe合金層16頂上形成一或多個(gè)可選的第二半導(dǎo)體層。所述一或多個(gè)可選半導(dǎo)體層可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的普通沉積工藝形成，包括例如外延生長(zhǎng)，化學(xué)氣相沉積，蒸發(fā)，等離子增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積等。本發(fā)明此時(shí)可以形成的一或多個(gè)可選半導(dǎo)體層的說(shuō)明性示例包括，但不限于Si，SiGe，Ge，GaAs，InAs，InP或其他III/V和II/VI族化合物半導(dǎo)體，包括多層。所述一或多個(gè)可選的第二半導(dǎo)體層的厚度可以根據(jù)所采用的第二半導(dǎo)體材料的數(shù)目變化。通常，所述一或多個(gè)第二半導(dǎo)體層具有約5至約300nm的總厚度，更典型的是約10至約100nm。所述一或多個(gè)可選的第二半導(dǎo)體層的存在可以形成含有多個(gè)異質(zhì)結(jié)構(gòu)層的結(jié)構(gòu)。圖3示出了第二半導(dǎo)體材料的存在。在該圖中，第二半導(dǎo)體材料用附圖標(biāo)記26標(biāo)出。
在提供了圖1A所示的第一多層結(jié)構(gòu)10之后，第二多層結(jié)構(gòu)18(見(jiàn)圖1B)形成，它包括在襯底22上的絕緣層20，所述襯底至少最初用作絕緣層20的搬運(yùn)晶片。在下面更為明顯，可以預(yù)見(jiàn)在絕緣層20和襯底22之間或在襯底的背面(與絕緣層20相對(duì))上包括多種材料形成的一或多個(gè)層。
絕緣層20包含氧化物、氮化物、氮氧化物或其任何組合?？梢杂米鹘^緣層20的材料的說(shuō)明性示例包括，但不限于二氧化硅(硅石，SiO2)，氮化硅(SiN)，氧化鋁(礬土；Al2O3)，氮氧化硅，氧化鉿(二氧化鉿，HfO2)，氧化鋯(鋯土，ZrO2)，和摻雜的氧化鋁?？扇〉氖?，絕緣層20是氧化物。絕緣層20的厚度通常約1至約1000nm，更典型的是約10至約300nm的厚度。絕緣層20在襯底22的表面上使用普通的沉積工藝形成，比如CVD，PECVD，蒸發(fā)化學(xué)溶液沉積，原子層沉積等?；蛘?，絕緣層20可以通過(guò)熱氧化，熱氮化或其組合在襯底22頂上形成。
在本發(fā)明中采用的襯底22由任何半導(dǎo)體材料形成，包括例如Si，SiGe，Ge，GaAs，InAs，InP或其他III/V和II/VI化合物半導(dǎo)體。襯底22也可由層狀半導(dǎo)體形成，比如Si/SiGe或預(yù)成形的絕緣體上硅(SOI)或絕緣體上SiGe(SGOI)襯底。襯底22的厚度對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)無(wú)關(guān)緊要。
應(yīng)當(dāng)注意的是用作層12，14，16，22的半導(dǎo)體材料可以具有相同的晶向或它們可以具有不同的晶向。
第二多層結(jié)構(gòu)18與第一多層結(jié)構(gòu)10鍵合，從而提供圖1B所示的鍵合結(jié)構(gòu)24。準(zhǔn)確地說(shuō)，第二多層結(jié)構(gòu)18的絕緣層20的暴露上表面鍵合在多層結(jié)構(gòu)10的拉伸應(yīng)變的SiGe合金層16的暴露上表面上。
兩個(gè)多層結(jié)構(gòu)之間的鍵合包括任何普通鍵合方法，包括半導(dǎo)體-絕緣體鍵合。例如，上述兩個(gè)多層結(jié)構(gòu)的鍵合可以在本發(fā)明中通過(guò)首先使兩結(jié)構(gòu)互相密切接觸；然后可選地向接觸的結(jié)構(gòu)施加外力而完成。所述兩個(gè)多層結(jié)構(gòu)可以在接觸之后在能夠增加兩結(jié)構(gòu)之間的鍵合能的條件下可選地退火。退火步驟可以在有或沒(méi)有外力時(shí)完成。鍵合通常在標(biāo)稱室溫下在最初接觸步驟中完成。標(biāo)稱室溫指的是約15℃至約40℃的溫度，更優(yōu)選的是約25℃。雖然通常在這些溫度下完成鍵合，但也可以想到標(biāo)稱值以上的其他溫度。
在鍵合之后，鍵合結(jié)構(gòu)24可以再次退火，從而提高鍵合強(qiáng)度，改善界面特性。再次退火溫度通常在約900°至約1300℃，更典型的是約1000°至約1100℃的退火溫度。在上述溫度范圍內(nèi)進(jìn)行多個(gè)時(shí)間段的退火，可以從約1小時(shí)至約24小時(shí)。退火氣氛可以是O2，N2，Ar或低真空，有或沒(méi)有外部粘結(jié)力。也可以想到上述退火氣氛的混和，有或沒(méi)有惰性氣體。雖然經(jīng)常使用高溫退火(如上所述)，也可以使用低溫退火(小于900℃)，也可以實(shí)現(xiàn)良好的機(jī)械和電學(xué)性能。
在形成圖1B中所示的鍵合結(jié)構(gòu)24之后，從所述結(jié)構(gòu)去除弛豫SiGe層12，從而露出下面的應(yīng)變Si層14，如果有的話，或拉伸應(yīng)變SiGe合金層16，如果應(yīng)變Si層14不存在的話。圖1C示出了在去除弛豫SiGe合金層12之后露出應(yīng)變Si層14的結(jié)構(gòu)。
弛豫SiGe合金層12通過(guò)比如化學(xué)-機(jī)械拋光(CMP)，晶片劈裂(比如可以從LETI得到的SmartCut工藝)，對(duì)硅具有選擇性的化學(xué)蝕刻工藝，或這些技術(shù)的組合方法完全去除。當(dāng)存在應(yīng)變Si層14時(shí)，完全去除馳豫SiGe層12的優(yōu)選方法是選擇性化學(xué)蝕刻工藝，比如HHA(過(guò)氧化氫，氫氟酸，醋酸)蝕刻，該工藝擇優(yōu)地蝕刻SiGe合金層12。當(dāng)馳豫SiGe合金層12直接接觸拉伸應(yīng)變的SiGe合金層16時(shí)，通常進(jìn)行CMP或晶片劈裂。如果使用SmartCut工藝，那么該工藝所需的氫注入步驟可以在本發(fā)明的工藝中多個(gè)時(shí)點(diǎn)進(jìn)行。
在事先不存在應(yīng)變Si層14的實(shí)施例中，應(yīng)變Si層14可以在本發(fā)明此時(shí)通過(guò)外延生長(zhǎng)在露出的拉伸應(yīng)變SiGe合金層16頂上形成。
在形成應(yīng)變Si-SGOI結(jié)構(gòu)之后，一或多個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)可以在應(yīng)變Si層14的表面頂上形成，提供圖2和3所示的結(jié)構(gòu)。在這些附圖中，為清楚起見(jiàn)，襯底22已經(jīng)省略，附圖標(biāo)記50指的是FET區(qū)，附圖標(biāo)記52指的是柵電介質(zhì)，附圖標(biāo)記54指的是柵極導(dǎo)體，附圖標(biāo)記56指的是側(cè)壁分隔層。FET 50利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的普通CMOS加工步驟在應(yīng)變Si層14頂上形成。柵極電介質(zhì)52的材料(氧化物，氮化物，氮氧化物或其組合)，柵極導(dǎo)體54(多晶Si，金屬，金屬合金，硅化物或其組合)，側(cè)壁分隔層56(氧化物，氮化物，氮氧化物或其組合)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。應(yīng)變Si層14的在柵極區(qū)域50下面的部分用作器件溝道。源極/漏極延伸部分和擴(kuò)散區(qū)域(未示出)可以通過(guò)普通的離子注入和退火在應(yīng)變Si層14內(nèi)形成。硅化物觸點(diǎn)和/或凸起的源極/漏極區(qū)域也可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的普通方法形成。在上述加工步驟之后，也可以在圖2和3所示的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行普通的線后端(BEOL)加工。在圖2和3中所示的示例性結(jié)構(gòu)是相同的，除了在拉伸應(yīng)變SiGe合金層16和絕緣層20之間有第二半導(dǎo)體層26之外。
強(qiáng)調(diào)的是上述本發(fā)明的方法消除了應(yīng)變Si層14中高應(yīng)變和下面的拉伸應(yīng)變SiGe合金層16中Ge含量的偏愛(ài)。在圖2和3所示的結(jié)構(gòu)中，在應(yīng)變Si層14下面的拉伸應(yīng)變SiGe合金層16用作應(yīng)變Si層14的模板。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式和細(xì)節(jié)上作出前述和其他變化，而沒(méi)有脫離本發(fā)明的主旨和范圍。所以，本發(fā)明不限于所述和所示的確切形式和細(xì)節(jié)，而是落入所附權(quán)利要求的主旨和范圍內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包含絕緣體上SiGe襯底，包含位于絕緣層頂上的拉伸應(yīng)變SiGe合金層；和在所述拉伸應(yīng)變SiGe合金層頂上的應(yīng)變Si層。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣層包含氧化物、氮化物、氮氧化物或其任何組合。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣層是氧化物。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣層具有約1至1000nm的厚度。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述拉伸應(yīng)變SiGe合金層包含約1.0至99原子％的Ge。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述拉伸應(yīng)變SiGe合金層具有約5至300nm的厚度。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包含至少一個(gè)在所述拉伸應(yīng)變SiGe合金層和所述絕緣層之間的第二半導(dǎo)體材料。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述至少一個(gè)第二半導(dǎo)體材料包含Si，SiGe，Ge，GaAs，InAs，InP或其他III/V和II/VI族化合物半導(dǎo)體。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包含在所述絕緣層下方的襯底。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底包含Si，SiGe，Ge，GaAs，InAs，InP或其他III/V和II/VI族化合物半導(dǎo)體。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包含至少一個(gè)位于所述應(yīng)變Si層上的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
12.一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包含如下步驟形成第一多層結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包含位于弛豫的SiGe合金層上方的至少一層拉伸應(yīng)變的SiGe合金層，其中所述拉伸應(yīng)變的SiGe合金含有比所述弛豫SiGe合金層更低的Ge含量；使所述第一多層結(jié)構(gòu)與在與所述弛豫SiGe合金層相反的表面上的第二多層結(jié)構(gòu)的絕緣層鍵合；去除所述弛豫SiGe合金層。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一多層結(jié)構(gòu)還包括在所述拉伸應(yīng)變SiGe合金層和所述馳豫SiGe合金層之間的應(yīng)變Si層。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述拉伸應(yīng)變SiGe合金通過(guò)外延生長(zhǎng)形成。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)變Si層承受雙軸拉伸應(yīng)變。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述鍵合包含使所述第一和所述第二多層結(jié)構(gòu)接觸。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包含在所述接觸過(guò)程中對(duì)所述第一和所述第二多層結(jié)構(gòu)施加外力。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述接觸過(guò)程發(fā)生在約15℃至約40℃的溫度或大于40℃的溫度下。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包含在所述接觸之后的退火步驟。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述去除所述馳豫SiGe合金層的過(guò)程包含化學(xué)機(jī)械拋光，晶片劈裂，化學(xué)蝕刻或其組合。
21.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包含在所述的去除所述馳豫SiGe合金層之后在所述拉伸應(yīng)變SiGe合金的頂上形成應(yīng)變Si層。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包含在所述應(yīng)變Si層上形成至少一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
23.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包含在所述的去除所述馳豫SiGe合金層之后在所述應(yīng)變Si層上形成至少一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
24.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二多層結(jié)構(gòu)至少包括襯底。
25.一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包含如下步驟形成第一多層結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包含位于弛豫的SiGe合金層上方的拉伸應(yīng)變的SiGe合金層和應(yīng)變Si層，其中所述拉伸應(yīng)變的SiGe合金含有比所述弛豫SiGe合金層更低的Ge含量；使所述第一多層結(jié)構(gòu)與在與所述弛豫SiGe合金層相反的表面上的第二多層結(jié)構(gòu)的絕緣層鍵合；去除所述弛豫SiGe合金層，露出所述應(yīng)變Si層的表面。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，還包含在所述應(yīng)變Si層的所述露出表面上形成至少一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用作形成高性能金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的模板的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，提供了一種包括絕緣體上SiGe襯底，該襯底包含位于絕緣層頂上的拉伸應(yīng)變SiGe合金層；和在所述拉伸應(yīng)變SiGe合金層頂上的應(yīng)變Si層。還提供了一種形成所述拉伸應(yīng)變SGOI襯底已經(jīng)上述異質(zhì)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)方法。該方法通過(guò)提供直接在絕緣層頂上的拉伸應(yīng)變SiGe合金層，消除了對(duì)應(yīng)變Si層和下面層中Ge含量的偏好。
文檔編號(hào)H01L27/12GK1716629SQ20051007945
公開(kāi)日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者陳國(guó)仕, 趙澤安, 科恩·里姆, 師利仁 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司