專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體器件以及制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體器件，尤其涉及一種具有混合取向襯底的半導(dǎo)體方法和器件。
背景技術(shù)：
互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)是半導(dǎo)體器件制造方面的主導(dǎo)技術(shù)。CMOS器件包括n通道(NMOS)和p通道(PMOS)晶體管。在CMOS技術(shù)中，兩種晶體管以互補(bǔ)的方式使用以形成電流門(mén)，其形成電氣控制的有效方法。有利地，當(dāng)不從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)時(shí)，CMOS晶體管使用非常少的功率。
已經(jīng)知道載流子的遷移率依賴(lài)于許多因素，特別是晶片的表面。常規(guī)硅襯底典型地具有在(100)晶面上取向的表面。在該平面中，電子的遷移率高于其它晶面中，因此，在具有(100)平面的半導(dǎo)體襯底上形成的n通道FET的源極-漏極電流提供最大的電流。但是，空穴的遷移率在(100)平面中不是最優(yōu)的，因此，在具有(100)平面的半導(dǎo)體襯底上形成的p通道FET的源極-漏極電流不可避免地小。因此，p通道FET不能具有期望的特性，即使n通道FET表現(xiàn)出良好的特性?？昭ㄟw移率可以增強(qiáng)，特別是在高強(qiáng)度電場(chǎng)處，如果p通道FET在(110)平面上形成。
美國(guó)專(zhuān)利No.5,384,473公開(kāi)一種包含具有不同取向的元件形成表面的半導(dǎo)體主體。半導(dǎo)體主體以這種方式構(gòu)造，即(100)平面的第一半導(dǎo)體襯底層壓到(110)平面的第二半導(dǎo)體襯底。至少一個(gè)開(kāi)口制造在第一半導(dǎo)體襯底中以暴露第二半導(dǎo)體襯底。n通道晶體管可以在第一半導(dǎo)體襯底中形成，同時(shí)p通道晶體管在第二半導(dǎo)體襯底中形成。
美國(guó)專(zhuān)利No.6,815,277公開(kāi)在同一襯底上形成的FinFET，其對(duì)于FET電流通道使用各種晶面以?xún)?yōu)化遷移率和/或減小遷移率。襯底具有在使得通道的隨后晶面可以利用的第一晶面上取向的表面。第一晶體管也提供有第一鰭體(fin body)。第一鰭體具有形成第一通道的側(cè)壁，該側(cè)壁在第二晶面上取向以提供第一載流子遷移率。第二晶體管也提供有第二鰭體。第二鰭體具有形成第二通道的側(cè)壁，該側(cè)壁在第三晶面上取向以提供不同于第一載流子遷移率的第二載流子遷移率。
Yang等人標(biāo)題為“High Performance CMOS Fabricated onHybrid Substrate With Different Crystal Orientations(在具有不同晶向的混合襯底上制造的高性能CMOS)”，2003 IEDM，pp.18.7.1-18.7.4的論文公開(kāi)一種通過(guò)晶片壓焊和選擇性外延使用具有不同晶向的混合硅襯底的高性能CMOS的結(jié)構(gòu)和技術(shù)。該類(lèi)型的混合取向襯底(MOS)是一種通過(guò)使用(110)襯底增強(qiáng)PMOS性能同時(shí)通過(guò)使用(100)襯底維持NMOS性能的新的優(yōu)秀技術(shù)?；旌先∠蛞r底的一個(gè)挑戰(zhàn)在于使得襯底的(110)部分與襯底的(100)部分隔離同時(shí)形成與隨后淺槽隔離(STI)的良好對(duì)齊，特別是對(duì)于45nm以下的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
這些和其它問(wèn)題通常由本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案解決或防止其發(fā)生，并且技術(shù)優(yōu)點(diǎn)通常實(shí)現(xiàn)，其提供一種在同一過(guò)程模組中形成混合取向襯底和隔離的方法。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，一種半導(dǎo)體器件包括具有第一晶向的半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體主體。第一晶體管在具有第一晶向的半導(dǎo)體材料中形成。絕緣層覆蓋半導(dǎo)體主體的部分且半導(dǎo)體層覆蓋絕緣層。半導(dǎo)體層具有第二晶向。第二晶體管在具有第二晶向的半導(dǎo)體層中形成。在優(yōu)選實(shí)施方案中，半導(dǎo)體主體是(100)硅，第一晶體管是NMOS晶體管，半導(dǎo)體層是(110)硅并且第二晶體管是PMOS晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方案，一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括提供包括用具有第一晶向的半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體主體的晶片。絕緣層覆蓋半導(dǎo)體襯底并且用具有第二晶向的半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體層覆蓋絕緣層。半導(dǎo)體層和絕緣層的部分被去除以暴露半導(dǎo)體主體的一部分。第一導(dǎo)電型(例如n通道)的第一晶體管在具有第一晶向的半導(dǎo)體材料中形成，而第二導(dǎo)電型(例如p通道)的第二晶體管在具有第二晶向的半導(dǎo)體材料中形成。
在另一種實(shí)施方案中，一種形成半導(dǎo)體器件的方法再次包括提供包括具有第一晶向的半導(dǎo)體襯底，半導(dǎo)體襯底上的絕緣層，以及絕緣層上具有第二晶向的半導(dǎo)體層的晶片。半導(dǎo)體層的一部分被去除以暴露絕緣層的一部分。絕緣材料在晶片上形成。絕緣材料的部分被去除以暴露半導(dǎo)體層的部分，并且絕緣材料和絕緣層的部分被去除以暴露半導(dǎo)體襯底的部分。具有第一晶向的半導(dǎo)體材料在半導(dǎo)體襯底的暴露部分上外延地生長(zhǎng)，并且具有第二晶向的半導(dǎo)體材料在半導(dǎo)體層的暴露部分上外延地生長(zhǎng)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)是包括溝槽填補(bǔ)的典型淺槽隔離過(guò)程模組的消除。因?yàn)橛行О雽?dǎo)體區(qū)域使用外延過(guò)程形成，該過(guò)程模組消除。換句話(huà)說(shuō)，在優(yōu)選實(shí)施方案中，隔離區(qū)域在有效半導(dǎo)體區(qū)域形成之前形成。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是僅需要兩個(gè)掩模并且STI溝槽定義掩模被免除。因?yàn)橛行^(qū)域典型地大于STI，該掩模的臨界尺寸放松。此外，總體過(guò)程步驟從常規(guī)過(guò)程中顯著減少。過(guò)程步驟和復(fù)雜度的任何減少將導(dǎo)致成本減少。


為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考結(jié)合附隨附圖而進(jìn)行的下面的描述，其中圖1是優(yōu)選實(shí)施方案半導(dǎo)體器件；
圖2-16是顯示優(yōu)選實(shí)施方案器件的制造的各個(gè)階段的橫截面；以及圖17是備選實(shí)施方案器件。
具體實(shí)施例方式
當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方案的創(chuàng)造和使用在下面詳細(xì)討論。但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提供許多可適用的發(fā)明概念，其可以在各種具體環(huán)境中實(shí)施。討論的具體實(shí)施方案僅說(shuō)明創(chuàng)造和使用本發(fā)明的具體方法，而不限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明將在具體環(huán)境，也就是用來(lái)優(yōu)化CMOS器件性能的混合晶向硅襯底中關(guān)于優(yōu)選實(shí)施方案來(lái)描述。但是，本發(fā)明也可以適用于其它半導(dǎo)體器件例如雙極型和BiCMOS以及其它半導(dǎo)體例如硅鍺。
本發(fā)明的典型結(jié)構(gòu)將關(guān)于圖1來(lái)描述。制造該結(jié)構(gòu)的工藝流程然后將參考圖2-16來(lái)描述。備選結(jié)構(gòu)在圖17中顯示。
首先參考圖1，半導(dǎo)體器件10包括第一導(dǎo)電型的第一晶體管12和第二導(dǎo)電型的第二晶體管14，16。為了增強(qiáng)性能，第一晶體管在具有第一晶向的半導(dǎo)體材料中形成，而第二晶體管14和16在具有第二晶向的半導(dǎo)體材料中形成。在優(yōu)選實(shí)施方案中，第一晶體管12是在(100)硅中形成的n通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，而第二晶體管14和16是在(110)硅中形成的p通道FET。在備選實(shí)施方案中，(100)取向半導(dǎo)體和(110)取向半導(dǎo)體的位置可以彼此轉(zhuǎn)換。換句話(huà)說(shuō)，主體襯底18取向可以是(100)或(110)。
為了實(shí)現(xiàn)不同的晶向，n通道晶體管12在襯底18的部分20中形成。如下面將描述的，所述部分20優(yōu)選地是外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體材料，該材料具有與襯底18的晶向?qū)R的晶向。在優(yōu)選實(shí)施方案中，襯底18是(100)單晶硅襯底。因此，半導(dǎo)體20也是(100)單晶硅并且可以看作襯底18的一部分。
晶體管14和16在半導(dǎo)體層22的部分中形成。半導(dǎo)體層22優(yōu)選地(雖然不一定)具有與半導(dǎo)體材料20不同的晶向。在優(yōu)選實(shí)施方案中，半導(dǎo)體層是(110)硅(而半導(dǎo)體主體20是(100)硅)。在另一種實(shí)施方案中，半導(dǎo)體層是(100)硅而半導(dǎo)體主體20是(110)硅。
半導(dǎo)體層22由絕緣層24與襯底18隔離。絕緣24優(yōu)選地是氧化物層，有時(shí)稱(chēng)作隱埋氧化物。在其它實(shí)施方案中，其它絕緣材料例如氮化物、氮氧化合物和高k介電材料可以備選地使用。在說(shuō)明的實(shí)施方案中，絕緣層24具有半導(dǎo)體材料20延伸通過(guò)的開(kāi)口。
半導(dǎo)體區(qū)域20由隔離區(qū)域26與半導(dǎo)體區(qū)域22隔離。隔離區(qū)域26優(yōu)選地由氧化物(例如二氧化硅)形成，但是其它材料可以備選地使用。因?yàn)橛脕?lái)形成隔離區(qū)域26的過(guò)程，其將在下面更詳細(xì)地描述，隔離區(qū)域可以具有與器件的最小平版印刷尺寸一樣小的水平尺寸。
形成本發(fā)明結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選實(shí)施方案過(guò)程現(xiàn)在將參考圖2-16來(lái)描述。這些圖說(shuō)明一種具體的過(guò)程。但是，應(yīng)當(dāng)理解，許多變化和更改可以引入工藝流程中。雖然圖參考具體的材料(例如(100)Si和(110)Si)，同樣應(yīng)當(dāng)理解，這里討論或另外由本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)可的其它材料可以備選地使用。
首先參考圖2，絕緣體上硅(SOI)晶片8被提供。SOI晶片8包括襯底18，覆蓋襯底18和半導(dǎo)體層22的絕緣層24。在優(yōu)選實(shí)施方案中，襯底18包括(100)體硅襯底。在其它實(shí)施方案中，襯底18可以包括具有不同晶向，例如(110)或(111)的硅，或者不同的半導(dǎo)體材料，例如硅鍺，砷化鎵。
絕緣層24和半導(dǎo)體層22可以各種方法形成。例如，絕緣層24可以在襯底18的表面上沉積或生長(zhǎng)，并且半導(dǎo)體層22可以使用特定接合技術(shù)與絕緣層24接合。例如，半導(dǎo)體層22(以及可能地絕緣層24)接合或?qū)訅旱揭r底18。例如，包括硅層22的供體晶片可以接合到包括絕緣體24的目標(biāo)晶片18。在晶片隔離過(guò)程，例如SmartcutTM過(guò)程期間，一個(gè)氧化硅晶片中的分割面由緊靠氧化物層下面的氫注入確定。供體晶片到目標(biāo)晶片的接合以及預(yù)確定平面處的隨后隔離導(dǎo)致在絕緣層24以及下面硅襯底18的上面剩余的一薄層單晶硅22。
圖2中說(shuō)明的襯底也可以例如購(gòu)買(mǎi)。例如，具有兩種不同取向的接合晶片可以從公司例如SEH America of Vancouver，Washington購(gòu)買(mǎi)。
參考圖3，硬掩模層28在半導(dǎo)體層22上形成。在優(yōu)選實(shí)施方案中，硬掩模層28是由四乙基原硅酸鹽的分解形成的氧化物層，因此經(jīng)常稱(chēng)作TEOS層。TEOS層28優(yōu)選地形成為大約50nm～500nm的厚度，優(yōu)選地大約200nm。其它材料可以用于硬掩模。例如，硬掩?？梢允堑?，氮氧化硅，硼摻雜氧化物(BSG)或硼磷摻雜氧化物(BPSG)。硬掩模28可以是一個(gè)單層或多層。
接下來(lái)參考圖4，抗蝕劑層30在硬掩模層28上形成?？刮g劑層30可以是在標(biāo)準(zhǔn)光刻處理中使用的任何光致抗蝕劑。同樣如圖中所示，抗蝕劑30構(gòu)成圖案以暴露硬掩模層28的一部分。硬掩模層28的暴露部分然后可以去除以暴露半導(dǎo)體層22的一部分。
圖5說(shuō)明光致抗蝕劑30已經(jīng)除去之后的晶片。
參考圖6，半導(dǎo)體層22的暴露部分使用硬掩模層28的剩余部分作為掩模來(lái)去除。該去除可以通過(guò)各向異性蝕刻來(lái)進(jìn)行。在沒(méi)有說(shuō)明的實(shí)施方案中，硬掩模層28可以用光致抗蝕劑取代。
如圖6中所示，硬掩模層28可以在硅層22的部分去除期間變薄。圖7顯示硬掩模層28的任何剩余部分可以去除。該去除可以例如通過(guò)等離子蝕刻來(lái)執(zhí)行。
接下來(lái)參考圖8和9，絕緣材料34在半導(dǎo)體層22的部分去除的位置形成。在優(yōu)選實(shí)施方案中，絕緣層32沉積(圖8)并且平面化以基本上與半導(dǎo)體層22的頂面共面。例如，氧化物層可以使用高密度等離子(HDP)過(guò)程繼之以化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)步驟來(lái)沉積。在備選實(shí)施方案中，絕緣材料32可以是由不同的過(guò)程形成的氧化物或者不同的材料例如氮化物或摻雜玻璃(例如氟化石英玻璃)。
現(xiàn)在參考圖10，絕緣層36在晶片上沉積。在優(yōu)選實(shí)施方案中，絕緣層36是與絕緣體34相同的材料，例如絕緣體34和36可以都是二氧化硅。作為實(shí)例，絕緣層36可以是HDP氧化物層(也就是使用高密度等離子過(guò)程沉積的氧化物)。其它氧化物沉積過(guò)程可以備選地使用。在其它實(shí)施方案中，兩層可以是不同的材料，例如上面列出的材料的組合。
圖11-14說(shuō)明隔離區(qū)域26的形成。(隔離區(qū)域26從絕緣區(qū)域34和36中形成，其重新編號(hào)以與圖1相對(duì)應(yīng))。如圖11中所示，抗蝕劑38在晶片上形成并構(gòu)成圖案以暴露覆蓋半導(dǎo)體絕緣區(qū)22的隔離區(qū)域26的部分。隔離區(qū)域26的暴露部分然后可以去除，如圖12中所示。
在抗蝕劑層38除去之后，第二抗蝕劑層40形成并構(gòu)成圖案以暴露襯底18上絕緣層24已經(jīng)去除的位置處隔離區(qū)域26的部分。使用構(gòu)成圖案的抗蝕劑層40作為掩模，半導(dǎo)體襯底18被暴露，如圖13中所示。圖14說(shuō)明抗蝕劑40已經(jīng)除去的結(jié)構(gòu)。
在備選實(shí)施方案中，單個(gè)抗蝕劑層可以構(gòu)成圖案以創(chuàng)造圖11和13中所示的開(kāi)口。該修改將節(jié)省一個(gè)掩模步驟。在該情況下，蝕刻停止層(沒(méi)有顯示)，例如氮化硅當(dāng)隔離區(qū)域26是氧化物時(shí)，優(yōu)選地在層22上形成以保護(hù)半導(dǎo)體，當(dāng)蝕刻過(guò)程繼續(xù)通過(guò)覆蓋襯底18的隔離區(qū)域26的較厚部分時(shí)。一旦抗蝕劑被去除，圖14的結(jié)構(gòu)將獲得。
接下來(lái)參考圖15，半導(dǎo)體區(qū)域42和44分別使用半導(dǎo)體區(qū)域18和22作為種子層外延地生長(zhǎng)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，硅區(qū)域42和44分別在硅主體18和22上生長(zhǎng)。在該情況下，主體18和22的半導(dǎo)體材料與生長(zhǎng)層42和44的半導(dǎo)體材料相同。但是，在其它實(shí)施方案中，并不需要這樣。例如，為了形成應(yīng)變半導(dǎo)體層，一層硅可以在硅鍺主體18和/或22上生長(zhǎng)，例如硅鍺襯底或襯底上的硅鍺層。在其它實(shí)例中，材料的其它組合是可能的。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，絕緣層36(參看圖10；該層在圖15中標(biāo)記為26)形成為大約100nm～500nm的厚度，優(yōu)選地大約350nm。在其它實(shí)施方案中，厚度可以更大(例如高達(dá)大于2000nm)或更薄(例如降至大約10nm)。硅區(qū)域42和44優(yōu)選地生長(zhǎng)到大約該相同的厚度。在次優(yōu)實(shí)施方案中，硅42/44可以生長(zhǎng)到隔離區(qū)域26的水平之上，另外的絕緣體沉積(沒(méi)有顯示)可以執(zhí)行以填補(bǔ)隔離區(qū)域26上的區(qū)域。
現(xiàn)在參考圖16，硅區(qū)域42和44的頂面被平面化以基本上與隔離區(qū)域26的頂面成為平面。保持在隔離區(qū)域26之間的硅層20和22的部分可以用作有效區(qū)域。雖然優(yōu)選地，有效區(qū)域20/22和隔離區(qū)域26共面，但是這并不是必需的。平面化步驟優(yōu)選地使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)執(zhí)行。其它平面化技術(shù)，例如回蝕，可以備選地使用。在備選實(shí)施方案中，熱氧化物(沒(méi)有顯示)可以在有效區(qū)域20/22上生長(zhǎng)，然后去除以獲得新鮮的硅表面。其它備選方案包括后熱退火以去除瑕疵并提高頂部硅層質(zhì)量。
圖16的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在可以用作器件制造的開(kāi)始點(diǎn)。例如，晶體管12和14可以如圖1中所示形成。其它組件例如二極管，電阻器，電容器也可以制造以形成期望電路。注意，圖16的結(jié)構(gòu)與圖1的結(jié)構(gòu)不同。這些差異被認(rèn)為說(shuō)明本發(fā)明可以在多種環(huán)境中適用。
備選實(shí)施方案在圖17中說(shuō)明。在圖17中，有效區(qū)域的一個(gè)20由SOI晶片形成，而其它區(qū)域22在覆蓋SOI的半導(dǎo)體層上形成。該實(shí)施方案作為可以由本發(fā)明包括的許多備選方案的實(shí)例而呈現(xiàn)。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參考說(shuō)明實(shí)施方案來(lái)描述，該描述并不打算在限制的意義上構(gòu)造。說(shuō)明實(shí)施方案的各種修改和組合，以及本發(fā)明的其它實(shí)施方案，當(dāng)參考描述時(shí)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然。因此，意圖附加權(quán)利要求包括任何這種修改或?qū)嵤┓桨浮?br> 權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體主體，包含具有第一晶向的半導(dǎo)體材料；第一晶體管，在具有第一晶向的半導(dǎo)體材料中形成；絕緣層，覆蓋半導(dǎo)體主體的多個(gè)部分；覆蓋絕緣層的半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層具有第二晶向；外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體區(qū)域，覆蓋半導(dǎo)體層；以及第二晶體管，在具有第二晶向的外延生長(zhǎng)半導(dǎo)體區(qū)域中形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，還包括隔離區(qū)域，其位于半導(dǎo)體主體上并且橫向地位于第一晶體管與第二晶體管之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的器件，其中外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體區(qū)域具有小于半導(dǎo)體層橫向尺寸的橫向尺寸，使得半導(dǎo)體層的一部分延伸到半導(dǎo)體區(qū)域外部，其中隔離區(qū)域覆蓋延伸到半導(dǎo)體區(qū)域外部的半導(dǎo)體層的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中半導(dǎo)體主體包括體單晶硅襯底。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的器件，其中硅襯底包括(100)硅并且其中半導(dǎo)體層包括(110)硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中半導(dǎo)體主體包括(100)硅；第一晶體管包括n通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管；半導(dǎo)體層包括(110)硅；以及第二晶體管包括p通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
7.一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體主體，包含具有第一晶向的半導(dǎo)體材料；第一晶體管，在具有第一晶向的半導(dǎo)體材料中形成；絕緣層，覆蓋半導(dǎo)體主體的多個(gè)部分；覆蓋絕緣層的半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層具有第二晶向；第二晶體管，在具有第二晶向的外延生長(zhǎng)半導(dǎo)體區(qū)域中形成；以及隔離區(qū)域，位于第一晶體管與第二晶體管之間的絕緣層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的器件，其中第一晶體管在半導(dǎo)體主體的外延生長(zhǎng)部分中形成，并且其中第二晶體管在半導(dǎo)體層的外延生長(zhǎng)部分中形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的器件，其中隔離區(qū)域的一部分覆蓋半導(dǎo)體層的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的器件，其中半導(dǎo)體主體包括(100)硅；第一晶體管包括n通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管；半導(dǎo)體層包括(110)硅；以及第二晶體管包括p通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
11.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括提供晶片，該晶片包括用具有第一晶向的半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體主體、半導(dǎo)體襯底上的絕緣層、以及絕緣層上用具有第二晶向的半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體層；去除半導(dǎo)體層和絕緣層的多個(gè)部分以暴露半導(dǎo)體主體的多個(gè)部分；在半導(dǎo)體主體的暴露各部分上外延地生長(zhǎng)具有第一晶向的半導(dǎo)體材料，并且在半導(dǎo)體層的各部分上外延地生長(zhǎng)具有第二晶向的半導(dǎo)體材料；在具有第一晶向的半導(dǎo)體材料中形成第一導(dǎo)電型的第一晶體管；以及在具有第二晶向的半導(dǎo)體材料中形成第二導(dǎo)電型的第二晶體管。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中具有第一晶向的半導(dǎo)體材料包括(100)硅；形成第一晶體管包括形成n通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管；具有第二晶向的材料包括(110)硅；以及形成第二晶體管包括形成p通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括在第一晶體管與第二晶體管之間形成隔離區(qū)域。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中隔離區(qū)域在外延生長(zhǎng)半導(dǎo)體材料之前形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中提供晶片包括提供半導(dǎo)體主體，該半導(dǎo)體主體包含具有第一晶向的半導(dǎo)體材料；在半導(dǎo)體主體上形成絕緣層；在絕緣層上形成半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層包含具有第二晶向的半導(dǎo)體材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中絕緣層和半導(dǎo)體層由晶片接合工藝形成。
17.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括提供包括具有第一晶向的半導(dǎo)體襯底、半導(dǎo)體襯底上的絕緣層、以及絕緣層上具有第二晶向的半導(dǎo)體層的晶片；去除半導(dǎo)體層的一部分以暴露絕緣層的一部分；在晶片上形成絕緣材料；去除絕緣材料的多個(gè)部分以暴露半導(dǎo)體層的多個(gè)部分；去除絕緣材料和絕緣層的多個(gè)部分以暴露半導(dǎo)體襯底的多個(gè)部分；以及在半導(dǎo)體襯底的暴露部分上外延地生長(zhǎng)具有第一晶向的半導(dǎo)體材料，并且在半導(dǎo)體層的暴露部分上外延地生長(zhǎng)具有第二晶向的半導(dǎo)體材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中形成絕緣材料包括在絕緣層的暴露部分上形成第一絕緣材料，該絕緣材料具有與半導(dǎo)體層的頂面基本上共面的頂面，以及在第一絕緣材料上形成第二絕緣材料，該第二絕緣材料與第一絕緣材料相同或不同。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中去除絕緣材料的多個(gè)部分以暴露半導(dǎo)體層的多個(gè)部分包括執(zhí)行第一掩模步驟，并且其中去除絕緣材料和絕緣層的多個(gè)部分以暴露半導(dǎo)體襯底的多個(gè)部分包括執(zhí)行第二掩模步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中具有第一晶向的半導(dǎo)體襯底包括(100)硅襯底，并且其中具有第二晶向的半導(dǎo)體層包括(110)硅層。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，還包括在(100)硅中形成n通道晶體管以及在(110)硅中形成p通道晶體管。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中具有第一晶向的半導(dǎo)體襯底包括(110)硅襯底，并且其中具有第二晶向的半導(dǎo)體層包括(100)硅層。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體主體，其包含具有第一晶向的半導(dǎo)體材料。第一晶體管在具有第一晶向的半導(dǎo)體材料中形成。絕緣層覆蓋半導(dǎo)體主體的部分并且半導(dǎo)體層覆蓋絕緣層。該半導(dǎo)體層具有第二晶向。第二晶體管在具有第二晶向的半導(dǎo)體層中形成。在優(yōu)選實(shí)施方案中，半導(dǎo)體主體是(100)硅，第一晶體管是NMOS晶體管，半導(dǎo)體層是(110)硅并且第二晶體管是PMOS晶體管。
文檔編號(hào)H01L21/70GK1848431SQ20061000241
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者宋均鏞, 閻江, 丹尼·P-C.·舒姆, 阿洛艾斯·古特曼 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司, 英芬能技術(shù)北美公司