背景技術(shù)：

在微電子器件應(yīng)用中迫切需要諸如磷化銦鋁的外延材料到諸如硅襯底的襯底上的集成。高質(zhì)量外延材料增強(qiáng)了諸如片上系統(tǒng)(soc)、高電壓和rf設(shè)備以及互補(bǔ)金屬氧化物硅(cmos)應(yīng)用等應(yīng)用的性能。該集成涉及可能由于兩種材料之間的晶格特性的失配而產(chǎn)生的制造挑戰(zhàn)。

附圖說明

雖然說明書以特別指出并清楚地主張某些實(shí)施例的權(quán)利要求結(jié)束，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，根據(jù)實(shí)施例的以下描述可以更容易確定這些實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)，附圖中：

圖1a-1i表示根據(jù)各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。

圖2a-2c表示根據(jù)各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。

圖3表示根據(jù)實(shí)施例的方法的流程圖。

圖4是實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的內(nèi)插器。

圖5是根據(jù)實(shí)施例構(gòu)建的計(jì)算設(shè)備。

具體實(shí)施方式

在以下詳細(xì)描述中，參考附圖，附圖通過例示的方式示出其中可以實(shí)踐方法和結(jié)構(gòu)的特定實(shí)施例。這些實(shí)施例足夠詳細(xì)地被描述以使本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`實(shí)施例。應(yīng)理解，各種實(shí)施例雖然是不同的，但不一定是相互排他的。例如，本文中結(jié)合一個(gè)實(shí)施例所述的特定特證、結(jié)構(gòu)或特性可以在其它實(shí)施例內(nèi)實(shí)現(xiàn)，而不偏離實(shí)施例的精神和范圍。此外，應(yīng)理解，在每個(gè)所公開的實(shí)施例內(nèi)的個(gè)體元件的位置或設(shè)置可以被修改而不偏離實(shí)施例的精神和范圍。在附圖中，相似的附圖標(biāo)記貫穿幾個(gè)視圖可以指相同或相似的功能。

各種操作將以對(duì)理解本文的實(shí)施例最有幫助的方式依次被描述為多個(gè)分立的操作，然而描述的順序不應(yīng)被解釋為暗示這些操作必須依賴該順序。特別是，這些操作不需要以呈現(xiàn)的順序被執(zhí)行。

可以在諸如半導(dǎo)體襯底的襯底上形成或執(zhí)行實(shí)施例的實(shí)施方式。在一種實(shí)施方式中，半導(dǎo)體襯底可以是使用體硅或絕緣體上硅子結(jié)構(gòu)形成的晶體襯底。在其它實(shí)施方式中，可以使用替代的材料形成半導(dǎo)體襯底，這些材料可以或可以不與硅組合，包括但不限于鍺、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵、砷化銦鎵、銻化鎵、或iii-v族或iv族材料的其它組合。雖然這里描述了可以形成襯底的材料的幾個(gè)示例，但是可以用作可以在其上構(gòu)建半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)的任何材料落在本文的實(shí)施例的精神和范圍內(nèi)。

描述了形成和利用微電子結(jié)構(gòu)的方法和相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，例如形成在襯底上的外延鰭狀物結(jié)構(gòu)。那些方法/結(jié)構(gòu)可以包括設(shè)置在襯底上的外延子鰭狀物結(jié)構(gòu)，其中子鰭狀物結(jié)構(gòu)的第一部分設(shè)置在襯底的一部分內(nèi)，而子鰭狀物結(jié)構(gòu)的第二部分設(shè)置成與隔離材料相鄰。鰭狀物器件結(jié)構(gòu)設(shè)置在子鰭狀物結(jié)構(gòu)上，其中鰭狀物器件結(jié)構(gòu)包括外延材料。襯墊設(shè)置在子鰭狀物結(jié)構(gòu)的第二部分和隔離材料之間，襯墊包括在子鰭狀物結(jié)構(gòu)的第二部分和隔離材料之間的屏障。襯墊在子鰭狀物結(jié)構(gòu)和隔離材料之間提供了化學(xué)上穩(wěn)定的非反應(yīng)性屏障，以使諸如疊置故障的缺陷形成減少。在實(shí)施例中，缺陷的數(shù)量可以包括小于百萬分之一(ppm)。

例如，圖1a-1i示出形成微電子結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的橫截面視圖，微電子結(jié)構(gòu)例如設(shè)置在襯底上的外延鰭狀物結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例中，微電子器件100可以包括襯底102(圖1a)。在實(shí)施例中，襯底102可以包括硅襯底，并且例如可以p摻雜有p型材料/元素，例如硼。在另一實(shí)施例中，襯底102例如可以包括電路元件，例如晶體管和無源元件。在實(shí)施例中，襯底102可以包括cmos襯底102的一部分，并可以包括p型金屬氧化物半導(dǎo)體(pmos)和n型金屬氧化物半導(dǎo)體(nmos)晶體管。在實(shí)施例中，微電子器件100可以包括三柵極晶體管的一部分、柵極環(huán)繞(gaa)晶體管或任何其它類型的多柵極晶體管。在實(shí)施例中，微電子器件100可以包括化合物(包括iii-v族材料)晶體管的一部分。

在實(shí)施例中可以包括硅的犧牲鰭狀物104可以設(shè)置在襯底102上。在實(shí)施例中，犧牲鰭狀物104可以定向成使得它正交地設(shè)置在襯底102上。襯墊106可以形成在犧牲鰭狀物104上和襯底102的表面103上(圖1b)。在其它實(shí)施例中，襯墊可以不形成在襯底表面103上，并且在一些實(shí)施例中，襯墊106可以只形成在犧牲鰭狀物104上。在實(shí)施例中，襯墊106可以包括不與iii族到v族材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料。在實(shí)施例中，襯墊106可以包括小于大約100埃的厚度。在實(shí)施例中，襯墊材料可以包括氮化硅、氮氧化硅、氧化鉿和氧化鋁中的至少一個(gè)。在實(shí)施例中，襯墊106不包括二氧化硅。例如，可以利用諸如物理氣相沉積(pvd)、原子層沉積(ald)和/或化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝的沉積工藝來形成襯墊106。

在實(shí)施例中，隔離材料108可以形成在襯墊106上(圖1c)。隔離材料108可以包括電介質(zhì)材料，例如二氧化硅，并且在一些情況下可以包括淺溝槽隔離(sti)材料。在實(shí)施例中，隔離材料108可以包括例如如下材料：摻碳氧化物(cdo)、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、諸如八氟環(huán)丁烷或聚四氟乙烯的有機(jī)聚合物、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、和/或諸如硅倍半氧烷、硅氧烷或有機(jī)硅酸鹽玻璃等有機(jī)硅酸鹽。在實(shí)施例中，隔離材料108可以包括不同材料的多個(gè)層。在實(shí)施例中，隔離材料108可以包括化學(xué)氣相沉積(cvd)沉積的材料。

襯墊106的一部分可以設(shè)置在襯底102和隔離材料108之間。在實(shí)施例中，襯墊106可以在連續(xù)層中從襯底102的頂表面延伸到犧牲鰭狀物104的頂部部分。在實(shí)施例中，可以通過利用例如化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)工藝110的去除工藝來去除隔離材料108，以便使隔離材料108的頂表面與犧牲硅鰭狀物104的頂表面平面化(圖1d)。在其它實(shí)施例中，例如可以利用其它去除工藝，例如各種蝕刻工藝。可以在cmp工藝110期間從犧牲硅鰭狀物104的頂表面去除襯墊106的一部分。

在實(shí)施例中，可以例如利用適當(dāng)?shù)娜コに?12去除犧牲鰭狀物結(jié)構(gòu)104以形成開口/溝槽111，其中襯底112的在犧牲鰭狀物104下面的一部分也被去除(圖1e)。在實(shí)施例中，諸如羥化四甲銨(tmah)蝕刻劑和/或包含氫氧化銨的蝕刻劑等濕法蝕刻例如可以用于去除犧牲鰭狀物結(jié)構(gòu)104，然而，根據(jù)特定的應(yīng)用，可以利用其它干法和/或濕法蝕刻。在實(shí)施例中，去除工藝112可以包括各向異性蝕刻工藝，其中去除工藝112的蝕刻劑可以在襯底102的底部部分115中創(chuàng)建(111)小面。

犧牲鰭狀物結(jié)構(gòu)104的去除可以暴露開口111中的襯墊106。在實(shí)施例中，可以在襯底102的一部分內(nèi)形成/蝕刻溝槽111的底部部分115。在實(shí)施例中，溝槽開口111的底部部分115可以包括錐形形狀，其中該形狀類似于v形。

在實(shí)施例中，溝槽111的底部部分115可以包括側(cè)壁117，其包括襯底102的(111)硅平面。在實(shí)施例中，側(cè)壁117可以包括角131，并且在一些實(shí)施例中，角131可以包括在相對(duì)于襯底102的大約52度和大約57度(圖1i)之間。在其它實(shí)施例中，溝槽111的底部部分115可以包括更圓的輪廓而不是v形。在一些實(shí)施例中，溝槽111的底部部分115可以包括其它形狀，取決于特定的應(yīng)用。在實(shí)施例中，溝槽開口111可以包括深寬比俘獲(art)溝槽，其中溝槽開口111的深度119與溝槽開口111的寬度121的比值可以包括至少大約2:1(返回參考圖1e)。在其它實(shí)施例中，該比值可以包括例如1.5、1.7、1.9、2.1、2.3、2.5、2.7。

在實(shí)施例中，可以利用適當(dāng)?shù)耐庋庸に?14在溝槽開口111內(nèi)形成外延材料113，例如iii-v外延材料113(圖1f)。在實(shí)施例中，外延材料113可以開始在襯底102的(111)表面117上生長(zhǎng)。在實(shí)施例中，外延材料113的第一部分可以在襯底102的一部分內(nèi)形成/生長(zhǎng)在溝槽開口的底部部分上，其中外延材料113可以形成在硅襯底102的(111)平面上。在實(shí)施例中，與外延材料113的第一部分界面連接的襯底102可以包括至少一個(gè)(111)硅平面。在實(shí)施例中，外延材料113的第二部分可以形成/生長(zhǎng)在與隔離材料108相鄰的襯墊106上。

在實(shí)施例中，外延材料113的額外部分可以形成/生長(zhǎng)在隔離材料108的表面109上方并與隔離材料108的表面109相鄰，并且可以在隔離材料108的表面109上方延伸。在實(shí)施例中，外延材料可以包括任何材料，包括來自周期表的iii、iv和/或v族的元素及其組合。在實(shí)施例中，外延材料可以利用任何適當(dāng)?shù)耐庋庸に噥砩L(zhǎng)，并且在一些實(shí)施例中可以包括在大約4nm和大約80nm之間的寬度122。

在實(shí)施例中，外延材料113例如可以包括iii-v材料，例如氮化鎵、氮化銦鎵、磷化銦或磷化銦鋁材料、砷化鎵、砷化銦鎵、和砷化銦。在實(shí)施例中，外延材料113可以包括可以形成在彼此上面的外延材料的多個(gè)層，其可以包括多個(gè)異質(zhì)外延層的疊置體，其中各層的晶格常數(shù)可以彼此不同。在實(shí)施例中，外延材料113可以包括晶格失配的外延材料的多個(gè)層。因?yàn)橐r墊106設(shè)置在外延層113的第二部分和隔離材料108之間，在隔離材料108和外延材料113的第二部分之間沒有發(fā)生反應(yīng)。

包括襯墊106的本文的實(shí)施例防止在隔離材料108和外延材料113之間的界面處發(fā)生反應(yīng)和/或形成缺陷。在實(shí)施例中，襯墊106包括在隔離材料108和外延材料113之間提供物理和/或化學(xué)屏障的不反應(yīng)的化學(xué)穩(wěn)定的非二氧化硅層。襯墊材料106可以改變外延材料113的生長(zhǎng)條件，以使外延材料113中的缺陷形成被極大地減少或不存在。本文的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)實(shí)際上無缺陷的外延層113的形成。

在實(shí)施例中，可以例如利用諸如cmp工藝的去除工藝116來去除外延材料113的設(shè)置在隔離材料108的表面109上方的額外部分，以變得與隔離材料108的表面109平面化(圖1g)。

在實(shí)施例中，可以利用諸如cmp工藝的去除工藝118使隔離材料108和襯墊106的一部分凹陷，其中外延材料113的暴露部分形成/包括至少一個(gè)鰭狀物器件結(jié)構(gòu)123(圖1h)。在實(shí)施例中，鰭狀物器件結(jié)構(gòu)123可以缺少設(shè)置在側(cè)壁上的襯墊106，并可以在隔離材料108的表面109上方延伸，并且可以包括高度125。在實(shí)施例中，鰭狀物器件結(jié)構(gòu)123的一部分可以包括在側(cè)壁區(qū)的一部分上的襯墊106的一部分。

在實(shí)施例中，鰭狀物器件結(jié)構(gòu)123的高度125可以包括大約4nm到大約80nm。在實(shí)施例中，鰭狀物器件結(jié)構(gòu)123的一部分可以例如包括多柵極器件的一部分，例如多柵極器件的溝道區(qū)，并且可以與源極/漏極區(qū)耦合。在實(shí)施例中，外延材料113包括設(shè)置在襯底102的一部分內(nèi)的第一部分130、設(shè)置在隔離材料108和襯墊106之間的第二部分132、和設(shè)置在隔離材料108的表面109上方并從第二部分132延伸的第三部分(包括鰭狀物器件結(jié)構(gòu)123)。在實(shí)施例中，第一、第二和第三部分130、132、134包括外延材料113，并利用諸如圖1f的外延生長(zhǎng)工藝114的外延生長(zhǎng)工藝生長(zhǎng)。

在實(shí)施例中，第一或第三部分130、134都不包括設(shè)置在外延材料113的側(cè)壁上的襯墊106，然而，外延材料113的第二部分132包括位于外延材料113的側(cè)壁上的襯墊。在實(shí)施例中，襯墊106的一部分設(shè)置在隔離材料108和與外延材料113相鄰的襯底102之間。在實(shí)施例中，外延材料113的第一和第二部分130、132包括子鰭狀物結(jié)構(gòu)，其中鰭狀物器件結(jié)構(gòu)123設(shè)置在子鰭狀物結(jié)構(gòu)上，其中子鰭狀物結(jié)構(gòu)設(shè)置在隔離材料108的表面109下方。

在實(shí)施例中，例如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(mosfet或簡(jiǎn)單地，mos晶體管)的多個(gè)晶體管可以被制造在襯底102上，并且通?？梢园ㄍ庋硬牧?13，并且可以包括鰭狀物器件結(jié)構(gòu)123。在實(shí)施例的各種實(shí)施方式中，mos晶體管可以是平面晶體管、非平面晶體管或這兩者的組合。非平面晶體管包括finfet晶體管，例如雙柵極晶體管和三柵極晶體管、以及包圍或柵極環(huán)繞(gaa)晶體管，例如納米帶和納米線晶體管?？梢允褂梅瞧矫婧?或平面晶體管來實(shí)現(xiàn)本文的實(shí)施例。

包括外延材料/鰭狀物器件結(jié)構(gòu)的每個(gè)mos晶體管可以包括由至少兩層形成的柵極疊置體：柵極電介質(zhì)層和柵極電極層。柵極電介質(zhì)層可以包括一層或?qū)拥寞B置體。一個(gè)或多個(gè)層可以包括氧化硅、二氧化硅(sio2)和/或高k電介質(zhì)材料。高k電介質(zhì)材料可以包括諸如鉿、硅、氧、鈦、鉭、鑭、鋁、鋯、鋇、鍶、釔、鉛、鈧、鈮和鋅的元素。可以在柵極電介質(zhì)層中使用的高k材料的示例包括但不限于氧化鉿、硅氧化鉿、氧化鑭、氧化鑭鋁、氧化鋯、硅氧化鋯、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋇鍶鈦、氧化鋇鈦、氧化鍶鈦、氧化釔、氧化鋁、氧化鉛鈧鉭和鈮酸鉛鋅。在一些實(shí)施例中，當(dāng)使用高k材料時(shí)，可以對(duì)柵極電介質(zhì)層執(zhí)行退火工藝以提高它的質(zhì)量。

柵極電極層形成在柵極電介質(zhì)層上，并可以由至少一種p型功函數(shù)金屬或n型功函數(shù)金屬組成，取決于晶體管將是pmos還是nmos晶體管。在一些實(shí)施方式中，柵極電極層可以由兩個(gè)或更多個(gè)金屬層的疊置體組成，其中一個(gè)或多個(gè)金屬層是功函數(shù)金屬層，并且至少一個(gè)金屬層是填充金屬層。

對(duì)于pmos晶體管，可以用于柵極電極的金屬包括但不限于釕、鈀、鉑、鈷、鎳和導(dǎo)電金屬氧化物，例如氧化釕。p型金屬層將實(shí)現(xiàn)具有在大約4.9ev和大約5.2ev之間的功函數(shù)的pmos柵極電極的形成。對(duì)于nmos晶體管，可以用于柵極電極的金屬包括但不限于鉿、鋯、鈦、鉭、鋁、這些金屬的合金和這些金屬的碳化物，例如碳化鉿、碳化鋯、碳化鈦、碳化鉭和碳化鋁。n型金屬層將實(shí)現(xiàn)具有在大約3.9ev和大約4.2ev之間的功函數(shù)的nmos柵極電極的形成。

在一些實(shí)施方式中，柵極電極可以由包括實(shí)質(zhì)上平行于襯底的表面的底部部分和實(shí)質(zhì)上垂直于襯底的頂表面的兩個(gè)側(cè)壁部分的u形結(jié)構(gòu)組成。在另一實(shí)施方式中，形成柵極電極的金屬層中的至少一個(gè)可以簡(jiǎn)單地是實(shí)質(zhì)上平行于襯底的頂表面的平面層，并且不包括實(shí)質(zhì)上垂直于襯底的頂表面的側(cè)壁部分。在實(shí)施例的另一實(shí)施方式中，柵極電極可以由u形結(jié)構(gòu)和平面非u形結(jié)構(gòu)的組合組成。例如，柵極電極可以由形成在一個(gè)或多個(gè)平面非u形層的頂上的一個(gè)或多個(gè)u形金屬層組成。

在實(shí)施例的一些實(shí)施方式中，一對(duì)側(cè)壁間隔體可以形成在將柵極疊置體括住的柵極疊置體的相對(duì)側(cè)上。側(cè)壁間隔體可以由諸如氮化硅、氧化硅、碳化硅、摻雜有碳的氮化硅和氮氧化硅的材料形成。用于形成側(cè)壁間隔體的工藝在本領(lǐng)域中是公知的，并且通常包括沉積和蝕刻工藝步驟。在替代的實(shí)施方式中，可以使用多個(gè)間隔體對(duì)，例如兩對(duì)、三對(duì)或四對(duì)側(cè)壁間隔體可以形成在柵極疊置體的相對(duì)側(cè)上。

如在本領(lǐng)域中公知的，源極和漏極形成在襯底內(nèi)，與每個(gè)mos晶體管的柵極疊置體相鄰。通常使用注入/擴(kuò)散工藝或蝕刻/沉積工藝來形成源極和漏極區(qū)。在前一工藝中，諸如硼、鋁、銻、磷或砷的摻雜劑可以離子注入到襯底中以形成源極和漏極區(qū)。激活摻雜劑并使它們進(jìn)一步擴(kuò)散到襯底中的退火工藝一般在離子注入工藝之后。在后一工藝中，襯底可以首先被蝕刻以在源極和漏極區(qū)的位置處形成凹陷。

可以接著執(zhí)行外延沉積工藝以利用用于制造源極和漏極區(qū)的材料填充凹陷。在一些實(shí)施方式中，可以使用諸如硅鍺或碳化硅的硅合金來制造源極和漏極區(qū)。在一些實(shí)施方式中，外延沉積的硅合金可以在原位被摻雜有摻雜劑，例如硼、砷或磷。在另外的實(shí)施例中，可以使用一種或多種替代的半導(dǎo)體材料，例如使用鍺或iii-v族材料或合金來形成源極和漏極區(qū)。此外，在另外的實(shí)施例中，一層或多層金屬和/或金屬合金可以用于形成源極和漏極區(qū)。

一個(gè)或多個(gè)層間電介質(zhì)(ild)沉積在mos晶體管之上?？梢允褂靡蛩鼈?cè)诩呻娐方Y(jié)構(gòu)中的可應(yīng)用性而公知的電介質(zhì)材料(例如低k電介質(zhì)材料)來形成ild層?？梢允褂玫碾娊橘|(zhì)材料的示例包括但不限于二氧化硅(sio2)、摻碳氧化物(cdo)、氮化硅、諸如八氟環(huán)丁烷或聚四氟乙烯的有機(jī)聚合物、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、和諸如硅倍半氧烷、硅氧烷或有機(jī)硅酸鹽玻璃的有機(jī)硅酸鹽。ild層可以包括孔隙或空氣間隙以進(jìn)一步減小它們的介電常數(shù)。

圖2a描繪微電子器件200的一部分的橫截面，微電子器件200例如三柵極或其它類型的多柵極器件200。在實(shí)施例中，外延材料213包括至少部分地設(shè)置在襯底202內(nèi)的第一部分230。在實(shí)施例中，第一部分230包括有角度的(類似于圖1h的側(cè)壁)的底部側(cè)壁217，其中在實(shí)施例中第一部分230可以包括v形。根據(jù)特定的應(yīng)用，底部側(cè)壁217的其它實(shí)施例可以包括更圓的側(cè)壁或其它形狀。在實(shí)施例中，外延材料213的底部側(cè)壁217與硅襯底202的(111)平面相鄰。

在實(shí)施例中，外延材料213可以包括第二部分232，其中類似于圖1h的襯墊材料106的襯墊材料206可以畫出外延材料213的側(cè)壁的輪廓。在實(shí)施例中，襯墊206設(shè)置在外延材料213的第二部分232和隔離材料208之間，并在外延層和隔離層208之間提供物理屏障層。柵極氧化物236可以設(shè)置在外延材料213的第三部分234上并且在襯墊206的一部分上和隔離材料208的表面209上。柵極氧化物236可以包括氧化物材料，例如二氧化硅材料。在實(shí)施例中，柵極氧化物材料可以包括高k電介質(zhì)材料，其中電介質(zhì)材料包括大于二氧化硅的介電常數(shù)的介電常數(shù)。

例如，高k電介質(zhì)材料可以包括二氧化鉿(hfq2)、硅氧化鉿、氧化鑭、氧化鑭鋁、二氧化鋯(zro2)、硅氧化鋯、二氧化鈦(tio2)、五氧化鉭(ta2o5)、氧化鋇鍶鈦、氧化鋇鈦、氧化鍶鈦、氧化釔、氧化鋁、氧化鉛鈧鉭和鈮酸鉛鋅。在實(shí)施例中，柵極氧化物236可以直接設(shè)置在襯墊206的一部分上。

在實(shí)施例中，柵極材料238可以設(shè)置在柵極氧化物236上。在實(shí)施例中，例如，柵極材料包括例如如下材料：鈦、鎢、鉭、鋁及其合金、以及與諸如鉺、鏑等稀土元素或諸如鉑等貴金屬的合金、以及例如氮化鉭和氮化鈦的氮化物。在實(shí)施例中，襯墊206的一部分還設(shè)置在隔離材料208和與外延材料213相鄰的襯底202之間。在實(shí)施例中，外延材料213的第三部分234包括鰭狀物器件結(jié)構(gòu)223，并且可以包括溝道區(qū)的一部分，其上設(shè)置有柵極氧化物236和柵極材料238。

圖2b描繪多柵極晶體管200的一部分，其中源極/漏極區(qū)240與鰭狀物器件結(jié)構(gòu)223的溝道區(qū)239耦合。在實(shí)施例中，對(duì)于nmos，源極和/或漏極的材料可以包括例如硅、摻碳硅和摻磷硅，并且對(duì)于pmos應(yīng)用，可以包括摻硼硅鍺sixge1-x、摻硼鍺、摻硼鍺錫gexsn1-x、以及p摻雜iii-v化合物。在實(shí)施例中，柵極氧化物236設(shè)置在鰭狀物器件結(jié)構(gòu)223的溝道區(qū)239上，而柵極材料238設(shè)置在柵極氧化物236上。

圖2c描繪柵極環(huán)繞結(jié)構(gòu)241，其可以包括例如納米帶和/或納米線結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例中，柵極氧化物236可以設(shè)置為環(huán)繞鰭狀物器件結(jié)構(gòu)223(在所有側(cè)上)并且在隔離材料208上。外延材料213設(shè)置在鰭狀物器件結(jié)構(gòu)223下面，并且可以設(shè)置在襯底202上并與隔離材料208相鄰。襯墊206設(shè)置在外延材料213和隔離材料208之間。襯墊206的一部分可以設(shè)置在襯底202和隔離材料之間。

圖3描繪根據(jù)實(shí)施例的在襯底上形成外延鰭狀物結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。塊302包括在設(shè)置在襯底上的隔離材料的開口中形成外延材料，外延材料包括：設(shè)置在襯底的一部分內(nèi)的第一部分；設(shè)置成與隔離材料相鄰的第二部分，其中襯墊設(shè)置在隔離材料和第二部分之間，其中襯墊在隔離材料和第二部分之間提供屏障；以及設(shè)置在第二部分上的第三部分，其中第三部分包括鰭狀物器件結(jié)構(gòu)。

塊304包括在鰭狀物器件結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)上形成柵極氧化物。塊306包括在柵極氧化物上形成柵極材料。在一些實(shí)施例中，在形成外延材料之前，可以通過在襯底上提供犧牲鰭狀物、在犧牲鰭狀物上和襯底上形成襯墊、在襯墊上形成隔離材料并去除犧牲鰭狀物來在隔離材料中形成開口，其中襯墊設(shè)置在隔離材料的側(cè)壁上和襯底上。

在實(shí)施例中，本文所述的實(shí)施例的鰭狀物器件結(jié)構(gòu)可以與能夠提供微電子器件(例如管芯和封裝結(jié)構(gòu)可以耦合到的下一級(jí)部件(例如電路板))之間的電通信的任何適當(dāng)類型的封裝結(jié)構(gòu)耦合。在另一實(shí)施例中，本文的器件可以與封裝結(jié)構(gòu)耦合，該封裝結(jié)構(gòu)可以包括能夠提供管芯和與本文的器件耦合的上層集成電路(ic)封裝之間的電通信的任何適當(dāng)類型的封裝結(jié)構(gòu)。

例如，本文的實(shí)施例的器件可以包括電路元件，例如在處理器管芯中使用的邏輯電路。金屬化層和絕緣材料以及可以將金屬層/互連件耦合到外部器件/層的導(dǎo)電接觸部/凸起部分可以被包括在本文的器件中。在本文的不同附圖中所述的器件可以包括例如硅邏輯管芯或存儲(chǔ)管芯的部分或任何類型的適當(dāng)微電子器件/管芯。在一些實(shí)施例中，器件還可以包括多個(gè)管芯，其可以堆疊在彼此上，取決于特定的應(yīng)用。在一些情況下，本文的器件的管芯可以位于/附接/嵌入在封裝結(jié)構(gòu)的前側(cè)、后側(cè)上或在前側(cè)和后側(cè)的一些組合上/中。在實(shí)施例中，管芯可以部分或全部嵌入在封裝結(jié)構(gòu)中。

本文包括的器件結(jié)構(gòu)的各種實(shí)施例可以用于可能需要集成晶體管的soc產(chǎn)品，例如智能電話、筆記本、平板計(jì)算機(jī)和其它電子移動(dòng)設(shè)備。描述了器件的制造，例如包括具有襯墊結(jié)構(gòu)的鰭狀物結(jié)構(gòu)的多柵極晶體管器件的制造。例如通過使用隔離材料和外延材料之間的屏障襯墊來防止與二氧化硅隔離材料的外延混合和/或反應(yīng)。提供子鰭狀物側(cè)壁鈍化。通過減小在外延生長(zhǎng)期間從隔離材料側(cè)壁產(chǎn)生的缺陷的數(shù)量來提高iii-v材料的外延質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)了防止外延摻雜劑向外擴(kuò)散到sti以及防止鰭狀物通過下游器件工藝的氧化。能夠?qū)崿F(xiàn)在硅晶圓上制造非硅cmos。

圖4示出包括本文中包括的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的內(nèi)插件400。內(nèi)插件400是用于將第一襯底402橋接到第二襯底404的中間襯底。第一襯底402可以是例如集成電路管芯，其中管芯可以包括本文的實(shí)施例的器件結(jié)構(gòu)，例如鰭狀物器件結(jié)構(gòu)。第二襯底404可以是例如存儲(chǔ)器模塊、計(jì)算機(jī)母板或另一集成電路管芯，其中第二襯底404可以并入本文的實(shí)施例的器件結(jié)構(gòu)，例如鰭狀物器件結(jié)構(gòu)。通常，內(nèi)插件404的目的是將連接擴(kuò)展到更寬的間距和/或?qū)⑦B接重新布線到不同的連接。例如，內(nèi)插件400可以將集成電路管芯耦合到球柵陣列(bga)406，其可以隨后耦合到第二襯底404。在一些實(shí)施例中，第一和第二襯底402、404附接到內(nèi)插件400的相對(duì)側(cè)。在其它實(shí)施例中，第一和第二襯底402、404附接到內(nèi)插件400的同一側(cè)。并且在另外的實(shí)施例中，三個(gè)或更多襯底通過內(nèi)插件400互連。

內(nèi)插件400可以由環(huán)氧樹脂、纖維玻璃加強(qiáng)環(huán)氧樹脂、陶瓷材料、或例如聚酰亞胺的聚合物材料形成。在另外的實(shí)施方式中，內(nèi)插件可以由替代的剛性或柔性材料形成，這些材料可以包括上面所述的在半導(dǎo)體襯底中使用的相同的材料，例如硅、鍺和其它iii-v族和iv族材料。

內(nèi)插件可以包括金屬互連408和通孔410，包括但不限于穿硅通孔(tsv)412。內(nèi)插件400還可以包括嵌入式器件414，包括無源和有源器件。這樣的器件包括但不限于電容器、去耦電容器、電阻器、電感器、熔絲、二極管、變壓器、傳感器和靜電放電(esd)器件。也可以在內(nèi)插件400上形成更復(fù)雜的器件，例如射頻(rf)器件、功率放大器、功率管理器件、天線、陣列、傳感器和mems器件。

圖5示出可以包括根據(jù)本文所述的器件結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的計(jì)算設(shè)備500。計(jì)算設(shè)備500可以包括多個(gè)部件。在實(shí)施例中，這些部件附接到一個(gè)或多個(gè)母板。在替代的實(shí)施例中，這些部件被制造成單個(gè)片上系統(tǒng)(soc)管芯而不是母板。計(jì)算設(shè)備500中的部件包括但不限于集成電路管芯502和至少一個(gè)通信芯片508。在一些實(shí)施方式中，通信芯片508被制造為集成電路管芯502的部分。集成電路管芯502可以包括cpu504以及管芯上存儲(chǔ)器506，其常用作高速緩存存儲(chǔ)器，可以由諸如嵌入式dram(edram)或自旋轉(zhuǎn)移矩存儲(chǔ)器(sttm或sttm-ram)等技術(shù)來提供管芯上存儲(chǔ)器506。

計(jì)算設(shè)備500可以包括可以或可以不物理和電耦合到母板或被制造在soc管芯內(nèi)的其它部件。這些其它部件包括但不限于易失性存儲(chǔ)器510(例如dram)、非易失性存儲(chǔ)器512(例如rom或閃存)、圖形處理單元514(gpu)、數(shù)字信號(hào)處理器516、密碼處理器542(執(zhí)行硬件內(nèi)的加密算法的專用處理器)、芯片組520、天線522、顯示器或觸摸屏顯示器524、觸摸屏控制器526、電池528或其它電源、功率放大器(未示出)、全球定位系統(tǒng)(gps)設(shè)備529、羅盤530、運(yùn)動(dòng)協(xié)處理器或傳感器532(其可以包括加速度計(jì)、陀螺儀和羅盤)、揚(yáng)聲器534、相機(jī)536、用戶輸入設(shè)備538(例如鍵盤、鼠標(biāo)、手寫筆和觸控板)和大容量存儲(chǔ)設(shè)備540(例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤(cd)、數(shù)字通用盤(dvd)等)。

通信芯片508實(shí)現(xiàn)用于往返于計(jì)算設(shè)備500傳輸數(shù)據(jù)的無線通信。術(shù)語“無線”及其派生詞可以用于描述可以通過使用經(jīng)調(diào)制的電磁輻射經(jīng)由非固體介質(zhì)來傳送數(shù)據(jù)的電路、設(shè)備、系統(tǒng)、方法、技術(shù)、通信通道等。該術(shù)語并不暗示相關(guān)聯(lián)的設(shè)備不包含任何電線，雖然在一些實(shí)施例中它們可以不包含電線。通信芯片508可以實(shí)現(xiàn)多種無線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議中的任一個(gè)，包括但不限于wi-fi(ieee802.11族)、wimax(ieee802.16族)、ieee802.20、長(zhǎng)期演進(jìn)(lte)、ev-do、hspa+、hsdpa+、hsupa+、edge、gsm、gprs、cdma、tdma、dect、藍(lán)牙、其派生物以及被指定為3g、4g、5g和更高代的任何其它無線協(xié)議。計(jì)算設(shè)備500可以包括多個(gè)通信芯片508。例如，第一通信芯片508可以專用于較短距離無線通信，例如wi-fi和藍(lán)牙，并且第二通信芯片508可以專用于較長(zhǎng)距離無線通信，例如gps、edge、gprs、cdma、wimax、lte、ev-do等。

計(jì)算設(shè)備500的處理器504包括根據(jù)本文的實(shí)施例形成的一個(gè)或多個(gè)器件，例如晶體管或金屬互連件。術(shù)語“處理器”可以指處理來自寄存器和/或存儲(chǔ)器的電子數(shù)據(jù)以將該電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以存儲(chǔ)在寄存器和/或存儲(chǔ)器中的其它電子數(shù)據(jù)的任何器件或器件的部分。

通信芯片508也可以包括根據(jù)本文的實(shí)施例形成的一個(gè)或多個(gè)器件，例如晶體管器件結(jié)構(gòu)和封裝結(jié)構(gòu)。在另外的實(shí)施例中，容納在計(jì)算設(shè)備500內(nèi)的另一部件可以包含根據(jù)本文的實(shí)施例形成的一個(gè)或多個(gè)器件，例如晶體管器件結(jié)構(gòu)和相關(guān)聯(lián)的封裝結(jié)構(gòu)。

在各種實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備500可以是膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、超級(jí)本計(jì)算機(jī)、智能電話、平板計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、超移動(dòng)pc、移動(dòng)電話、桌上型計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、打印機(jī)、掃描儀、監(jiān)視器、機(jī)頂盒、娛樂控制單元、數(shù)字照相機(jī)、便攜式音樂播放器或數(shù)字視頻記錄器。在另外的實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備500可以是處理數(shù)據(jù)的任何其它電子設(shè)備。

所示實(shí)施例的以上描述，包括在摘要中所述的內(nèi)容，并非旨在是窮舉的或?qū)?shí)施例限制到所公開的精確形式。盡管出于例示的目的在本文中描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式和示例，但如相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，各種等價(jià)修改都是可能的。

可以根據(jù)以上詳細(xì)描述對(duì)實(shí)施例做出這些修改。以下權(quán)利要求中使用的術(shù)語不應(yīng)被解釋為將實(shí)施例限制到說明書和權(quán)利要求中公開的具體實(shí)施方式。相反，實(shí)施例的范圍要完全由以下權(quán)利要求確定，權(quán)利要求要根據(jù)權(quán)利要求解釋所建立的基本原則來解釋。

雖然前述描述規(guī)定了可以在實(shí)施例的方法中使用的某些步驟和材料，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以做出很多修改和替換。相應(yīng)地，旨在使所有這樣的修改、變更、替換和添加被認(rèn)為落在如由所附權(quán)利要求限定的實(shí)施例的精神和范圍內(nèi)。此外，本文提供的附圖僅示出與實(shí)施例的實(shí)踐有關(guān)的示例性微電子器件和相關(guān)聯(lián)的封裝結(jié)構(gòu)的部分。因此，實(shí)施例不限于本文所述的結(jié)構(gòu)。