電路器件和基于鰭狀物的電路器件的制造和結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

襯底上的電路器件(例如，半導(dǎo)體(例如，硅)襯底上的集成電路(ic)晶體管、電阻器、電容器等)的提升的性能和產(chǎn)量通常是在那些器件的設(shè)計(jì)、制造和操作期間考慮的主要因素。例如，在金屬氧化物半導(dǎo)體(mos)晶體管器件(例如在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)中使用的器件)的設(shè)計(jì)和制造或形成期間，常常期望增加n型mos器件(n-mos)溝道中的電子的移動(dòng)以及增加p型mos器件(p-mos)溝道中的正電荷空穴的移動(dòng)。在一些情形下，為了增加這種移動(dòng)，將與iii-v和iv族化學(xué)元素材料類似的晶格失配溝道材料外延生長在硅上以在失配溝道材料中誘發(fā)應(yīng)變。這允許形成不與si襯底晶格匹配的iii-v族和鍺的高遷移率溝道。

然而，由于材料中的這種大的晶格失配，因此當(dāng)新型材料(例如，iii-v和iv族(例如，硅、鍺))生長在硅材料襯底上時(shí)，產(chǎn)生了晶體缺陷。在用于形成溝道的材料層之間產(chǎn)生的這些晶格失配和缺陷降低了性能和電子/空穴移動(dòng)。

附圖說明

圖1是在襯底的頂表面上并圍繞鰭狀物形成淺溝槽隔離(sti)材料層之后的具有鰭狀物的半導(dǎo)體襯底基礎(chǔ)部(substratebase)的一部分的示意性橫截面視圖。

圖2示出了在sti區(qū)域之間形成上部溝槽和下部溝槽之后的圖1中的半導(dǎo)體襯底。

圖3a示出了在上部溝槽和下部溝槽中形成外延材料之后的圖2中的半導(dǎo)體襯底。

圖3b示出了在蝕刻sti區(qū)域以去除sti區(qū)域的高度并且暴露可被蝕刻的一定高度的犧牲子鰭狀物材料之后的圖3a中的半導(dǎo)體襯底。

圖3c示出了在進(jìn)行蝕刻以去除犧牲子鰭狀物材料從而利用在sti區(qū)域的經(jīng)蝕刻的頂表面上方延伸的一定高度的具有溝道材料的溝道層形成電子器件納米線之后的圖3b中的半導(dǎo)體襯底。

圖3d示出了在形成從電子器件納米線的所有4個(gè)暴露表面生長的第一共形厚度的第一共形外延“包覆”材料之后的圖3c中的半導(dǎo)體襯底。

圖4a示出了在上部溝槽和下部溝槽中形成外延材料之后的圖2中的半導(dǎo)體襯底的另一實(shí)施例。

圖4b示出了在蝕刻sti區(qū)域以去除它們的高度并且暴露可被蝕刻的一定高度的犧牲子鰭狀物材料之后的圖4a中的半導(dǎo)體襯底。

圖4c示出了在進(jìn)行蝕刻以去除犧牲子鰭狀物材料從而利用在sti區(qū)域的經(jīng)蝕刻的頂表面上方延伸的一定高度的具有溝道材料的疊置體形成電子器件疊置體之后的圖4b中的半導(dǎo)體襯底。

圖4d示出了在進(jìn)行蝕刻以去除薄膜溝道材料從而利用在sti區(qū)域的經(jīng)蝕刻的頂表面上方延伸的一定高度的剩余溝道層形成電子器件納米線之后的圖4c中的半導(dǎo)體襯底。

圖5示出了用于通過使用犧牲子鰭狀物材料在襯底上方形成高遷移率納米線“四柵極”器件的示例性工藝的流程圖。

圖6舉例說明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)算設(shè)備。

具體實(shí)施方式

當(dāng)特定材料(例如，iii-v和iv族(例如，硅(si)和鍺(ge)原子元素材料)外延生長在硅材料襯底(例如，單晶硅)上時(shí)，材料中的大晶格失配可能產(chǎn)生缺陷。在一些情形下，可以從襯底表面、在淺溝槽隔離(sti)區(qū)域之間的溝槽中外延生長材料。生長可以被圖案化以及蝕刻以形成具有材料的“鰭狀物”，在該“鰭狀物”中或“鰭狀物”上可以形成器件。因此，在鰭狀物被圖案化和從生長蝕刻之后，缺陷可能存在于器件可以在其中或者在其上形成的具有材料的“鰭狀物”中。如果這些缺陷傳播到整個(gè)溝槽，則它們可能導(dǎo)致在由在溝槽上方延伸的外延生長形成的器件層上構(gòu)建的器件的產(chǎn)量問題和變化問題。該傳播可能存在于在鰭狀物中形成的“鰭狀物”器件中，其中該鰭狀物是被圖案化的并且是從在溝槽上方延伸的外延生長所蝕刻的。這樣的鰭狀物器件可以包括在從半導(dǎo)體(例如，硅)襯底或其它材料生長或者在半導(dǎo)體襯底(例如，硅)襯底或其它材料上方延伸的“鰭狀物”的側(cè)壁中或該側(cè)壁上形成的鰭狀物集成電路(ic)晶體管、電阻器、電容器、等等。這樣的器件可以包括鰭狀物金屬氧化物半導(dǎo)體(mos)晶體管器件，例如在基于n型(例如，被摻雜為具有電子電荷載流子)mos器件(n-mos)溝道中的電子的移動(dòng)和p型(例如，被摻雜為具有空穴電荷載流子)mos器件(p-mos)溝道中的正電荷空穴的移動(dòng)的互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)中所使用的器件。

本文中所描述的實(shí)施例提供了僅在鰭狀物的一個(gè)方向上(沿著寬度w，例如在圖2-圖6中示出的)捕捉缺陷的工藝的解決方案。該解決方案可以包括采用縱橫比捕獲(aspectratiotrapping)這一構(gòu)思的工藝，其中，鰭狀物的高度(h)大于寬度(w)。然而，該方案使得大量缺陷沿鰭狀物的長度方向向器件層傳播。根據(jù)實(shí)施例，這樣的缺陷可以通過以下手段來避免，即通過將溝槽的高度(h)制造為大于溝槽的寬度(w)和長度(l)以使得比值h/w>＝1.5以及h/l>＝1.5來沿著形成溝槽的sti的側(cè)壁(例如，在w方向和長度l方向二者上)捕獲缺陷。該比值(例如，縱橫比捕獲或者“art”)可以給出最小的h/w比值界限以阻擋在溝槽內(nèi)形成的緩沖層內(nèi)的許多缺陷。因此，本文中所描述的工藝可以避免鰭狀物中的由層界面中的晶格失配而導(dǎo)致的晶體缺陷。例如，溝槽中的缺陷(例如，晶體缺陷)可能沒有延伸到或者存在于外延區(qū)域(例如，區(qū)域的上部器件材料)中。因此，由該材料形成的鰭狀物可以提供其中可形成基于無缺陷鰭狀物的器件的電子器件材料(例如，阱和/或溝道)。

在一些情形下，為了在si上提供高遷移率溝道，可以使用在art溝槽中生長的高遷移率材料來生長鰭狀物場效應(yīng)晶體管(fet)阱和溝道材料或?qū)?。在這種情形下，為了控制靜電，子溝道鰭狀物(例如，子鰭狀物)材料可能必須要被重?fù)诫s或者具有足夠大的導(dǎo)帶或價(jià)帶偏移來將溝道材料與具有“子鰭狀物材料”的子溝道隔離。還應(yīng)當(dāng)指出，該方案可以允許cmos集成，然而，該方案可能需要非常深的窄溝槽來容納要在溝槽內(nèi)生長的所有鰭狀物緩沖層和器件層(例如，參見以上提及的art)。使用該方案，可以將缺陷捕獲在深溝槽的底部處的鰭狀物中，并使得頂部或溝道鰭狀物區(qū)域相對沒有缺陷。一個(gè)問題在于，溝道下方的鰭狀物材料或區(qū)域可能由于鰭狀物中的缺陷(例如，art溝槽中的鰭狀物中或者在溝槽的底部處的鰭狀物中的缺陷)而仍然有漏電(例如，其導(dǎo)致電子或空穴電流載流子漏電路徑)。

因此，本文中所描述的一些實(shí)施例包括使用在art溝槽中生長的高遷移率材料來在si上生長高遷移率溝道、以及然后蝕刻掉或者蝕刻盡鰭狀物的子緩沖層以避免或消除由于art溝槽中的鰭狀物中的缺陷而導(dǎo)致的漏電。根據(jù)實(shí)施例，可以在art溝槽中生長高遷移率鰭狀物材料，以及然后將該材料形成為納米線(例如，納米帶)(例如，將成為mos器件的溝道的單個(gè)材料或疊置體)，該納米線可以被用作晶體管的高遷移率溝道。在一些情形下，納米線可以用于形成“四柵極”器件，或者納米線可以用作“四柵極”器件的部分，該“四柵極”器件例如是以下器件，在該器件中，納米線是具有一層或多層半導(dǎo)體溝道材料(多個(gè)半導(dǎo)體溝道材料)的“四溝道”。這可以通過去除鰭狀物的位于溝道材料下方的一部分來完成。在一些情形下，在形成這種納米線或帶時(shí)，可以去除溝道下方的有缺陷的鰭狀物材料或區(qū)域。這種去除隔離了鰭狀物溝道、去除了鰭狀物缺陷和漏電路徑、以及形成具有溝道材料的納米線或帶。

根據(jù)實(shí)施例，iii-v族或ge材料中的高遷移率鰭狀物溝道材料經(jīng)由深溝槽中的縱橫比捕獲生長在si上。由于晶格失配，鰭狀物的子溝道部分將有缺陷。

根據(jù)一些實(shí)施例，在具有已知蝕刻選擇性(例如，經(jīng)過一時(shí)間段，所選擇的化學(xué)制品蝕刻掉一種所選擇類型的材料的期望厚度但是不蝕刻另一種所選擇的材料的該厚度(例如，對于另一種材料，僅該厚度的2％與5％之間))的情況下，鰭狀物的子溝道材料(例如，溝道材料下方的“子鰭狀物材料”)可以是與該溝道不同的iii-v族或ge材料，或者可以保護(hù)溝道，以使得可以通過已知的蝕刻選擇性來去除有缺陷的材料。

根據(jù)實(shí)施例，去除鰭狀物的子溝道材料(1)消除了子溝道材料中的影響溝道中的載流子的移動(dòng)的寄生漏電路徑；(2)將晶體管溝道與溝槽中的材料和sti隔離；以及(3)使得能夠圍繞溝道的所有側(cè)部或者在溝道的所有側(cè)部上形成柵極以便對溝道進(jìn)行出眾的靜電控制。可以在去除或蝕刻之前將結(jié)區(qū)域(例如，源極和漏極)形成在鰭狀物的端部處，使得納米線懸浮于在去除子鰭狀物材料處形成的開口上方。例如，可以通過利用光刻膠保護(hù)或覆蓋在鰭狀物的端部處的一部分長度免于蝕刻、同時(shí)允許“柵極”蝕刻來蝕刻鰭狀物的中心部分(例如，其中將形成結(jié)區(qū)域的端部部分之間的部分)來形成結(jié)區(qū)域。這將去除子溝道材料并形成納米線，該納米線懸浮于在中心部分中、結(jié)區(qū)域之間、溝道材料下方形成的開口上方。

在一些情形下，通過使用已知的蝕刻選擇性，(1)可以在鰭狀物的形成期間將鰭狀物的子溝道材料(例如，溝道材料下方的材料)選擇或預(yù)先確定為與溝道材料不同的iii-v或iv族材料，從而使得(例如，有缺陷的)子溝道材料可以被選擇性地蝕刻掉，而不會(huì)蝕刻(例如，同時(shí)留下)溝道材料(例如，因此由剩余的溝道材料形成納米線)。這里，蝕刻劑可以被選擇為蝕刻子溝道材料但不蝕刻溝道材料的蝕刻劑。

在其它情形下，通過使用已知的蝕刻選擇性，(2)在鰭狀物的形成期間，鰭狀物的溝道材料可以由所選擇的或者預(yù)先確定的與溝道材料不同的另一iii-v或iv族材料的薄膜層(例如，附接到溝道材料的頂表面和底表面)來保護(hù)，從而使得(例如，有缺陷的)子溝道材料可以被選擇性地蝕刻掉，而不會(huì)蝕刻(例如，同時(shí)留下)溝道材料，例如這是因?yàn)闇系啦牧嫌杀∧雍兔?xì)管效應(yīng)保護(hù)而免于被蝕刻掉。這里，蝕刻劑可以被選擇為蝕刻溝道材料但不蝕刻薄膜層或溝道材料的蝕刻劑(例如，從而形成納米線，例如為剩余的薄膜層和溝道材料的三種材料的疊置體或納米帶)。例如，由于薄高度的溝道材料和位于其頂表面和底表面上的保護(hù)薄膜、以及毛細(xì)管效應(yīng)，因此阻止或減小溝道材料的量被蝕刻(與溝道寬度不相關(guān))。

例如，根據(jù)一些實(shí)施例，高遷移率溝道材料夾在(例如，設(shè)置或位于)兩個(gè)薄寬帶隙材料層之間，從而使得蝕刻選擇性和毛細(xì)管蝕刻效應(yīng)的組合可以保護(hù)溝道材料，同時(shí)去除兩個(gè)薄寬帶隙材料層與溝道材料之間周圍的所有其它材料。這可以包括去除子溝道材料但保留(例如，不去除)兩個(gè)薄層，從而由剩余的薄膜層和溝道材料形成納米線。

根據(jù)實(shí)施例，“納米線”僅是由剩余的溝道材料形成的納米線，或者可以是“疊置體”，該“疊置體”僅為溝道材料和兩個(gè)薄膜層。在一些情形下，去除子溝道材料之后是生長器件層，例如圍繞納米線(或疊置體)的所有4個(gè)暴露的表面生長柵極層以形成“四柵極”器件(例如，具有溝道(例如，四溝道)的器件，其中對于它們的整個(gè)長度的至少一部分或它們的整個(gè)長度而言，兩側(cè)、頂表面和底表面完全暴露)。晶體管器件然后可以形成在納米線(或疊置體)的側(cè)壁、底表面和頂表面上。

由于去除了從子溝道或子鰭狀物材料到襯底的漏電，因此當(dāng)使用納米線作為晶體管溝道時(shí)，對有缺陷的子溝道(例如，子鰭狀物)材料的蝕刻帶來或提供了未預(yù)料到的顯著降低晶體管漏電的益處(例如，由于不具有通過子鰭狀物材料的漏電)。另外，在納米線的高遷移率溝道材料周圍保留薄的寬帶隙材料(例如，柵極電介質(zhì))層已經(jīng)顯示出了提供未預(yù)料到的以下益處，即出眾的柵極界面屬性(例如，柵極材料形成在納米線上或周圍)，從而帶來了更高的載流子遷移率。這些實(shí)施例可以帶來以下未預(yù)料到的益處：(1)由于物理去除了溝道下方的有缺陷子溝道外延材料中的漏電路徑，因此帶來了更低關(guān)斷狀態(tài)漏電的晶體管，(2)由于保護(hù)高遷移率溝道的物理上薄的但是更寬的帶隙半導(dǎo)體，因此帶來了具有更強(qiáng)柵極控制的更高品質(zhì)溝道材料氧化物-外延界面，(3)由于存在保護(hù)溝道的寬帶隙材料，因此帶來了溝道中的更高遷移率，(4)由于先前提及的提高的遷移率和提高的柵極界面品質(zhì)，因此帶來了具有更好導(dǎo)通狀態(tài)電流的晶體管。

我們現(xiàn)在將描述這些由剩余的溝道材料形成的納米線(例如，參見圖3c和圖4d)，或剩余的“疊置體”，該“疊置體”是兩個(gè)薄膜溝道層之間的溝道材料(例如，參見圖4c)。

圖1是在襯底的頂表面上并圍繞鰭狀物形成淺溝槽隔離(sti)材料層之后的具有鰭狀物109的半導(dǎo)體襯底基礎(chǔ)部的一部分的示意性橫截面視圖。圖1示出了具有材料102的半導(dǎo)體襯底或基礎(chǔ)部101，其具有頂表面103并具有鰭狀物109。襯底101可以包括硅、多晶硅、單晶硅或者用于形成硅基礎(chǔ)部或襯底的各種其它適當(dāng)?shù)募夹g(shù)(例如，硅晶圓)，或者可以利用硅、多晶硅、單晶硅或者用于形成硅基礎(chǔ)部或襯底(例如，硅晶圓)的各種其它適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來形成襯底101，或者襯底101可以沉積有硅、多晶硅或者單晶硅，或者利用用于形成硅基礎(chǔ)部或襯底(例如，硅晶圓)的各種其它適當(dāng)?shù)募夹g(shù)對襯底101進(jìn)行沉積，或者可以利用硅、多晶硅或者單晶硅來生長襯底101，或者利用用于形成硅基礎(chǔ)部或襯底(例如，硅晶圓)的各種其它適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來生成襯底101。例如，根據(jù)實(shí)施例，可以通過生長單晶硅襯底基礎(chǔ)部材料來形成襯底101，該單晶硅襯底基礎(chǔ)部材料具有厚度在100埃與1000埃之間的純硅?？蛇x地，可以通過以下操作來形成襯底101，即對各種適當(dāng)?shù)墓杌蛘吖韬辖鸩牧?02進(jìn)行充分的化學(xué)氣相沉積(cvd)來形成在厚度上具有1微米與3微米之間的厚度的材料層，例如通過cvd形成在厚度上為兩微米的厚度。還考慮到，襯底101可以是弛豫的、非弛豫的、漸變的、和/或非漸變的硅合金材料102。在表面103處，材料102可以是弛豫材料(例如，具有非應(yīng)變的晶格)。材料102可以是單晶硅材料。襯底102可以由硅制成并且具有頂表面103(以及鰭狀物109的頂表面)，該頂表面103具有(100)晶體取向材料(例如，根據(jù)密勒指數(shù))。在一些情形下，襯底101可以是“斜切”襯底。

在一些情形下，襯底101可以被蝕刻以沿著襯底的長度(例如，進(jìn)入頁面)形成一個(gè)或多個(gè)硅鰭狀物109?？梢酝ㄟ^以下步驟來形成鰭狀物109：遮蔽襯底的其上方將形成鰭狀物的頂表面、以及在為了形成期望的鰭狀物高度(例如，高度h1+hs)所需要的時(shí)間段內(nèi)蝕刻襯底101的材料?？梢匀绫绢I(lǐng)域中公知地那樣執(zhí)行這種蝕刻。在形成襯底的具有材料102的鰭狀物109之后，sti材料104可以沉積在鰭狀物之間的空隙中和鰭狀物上方。所沉積的sti材料隨后可以被拋光以暴露鰭狀物109的頂部，例如通過如本領(lǐng)域中公知的化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)。在拋光后，sti材料被形成為分開的具有sti材料104的sti區(qū)域107和108。

可以由氧化物或氮化物或者它們的組合來形成sti材料104?？梢杂蓅in、sio2或者本領(lǐng)域中公知的其它材料來形成sti材料104?？梢酝ㄟ^原子層沉積(ald)或化學(xué)氣相沉積(cvd)來形成sti材料104。通常經(jīng)由等離子體增強(qiáng)化學(xué)沉積(pecvd)沉積sti材料104。在一些情形下，可以在工藝(例如，pecvd)期間使用各種氧前體、硅烷前體或者通用前體中的任何一個(gè)來形成sti材料104，如本領(lǐng)域中公知的那樣。在一些情形下，可以通過在400℃下使用teos+o2+rf的工藝形成sti材料104。在一些情形下，材料104可以是無定形材料或非晶體材料。

圖2示出了在sit區(qū)域之間形成上部溝槽和下部溝槽之后的圖1中的半導(dǎo)體襯底。圖2示出了在sti區(qū)域107與108之間以及在表面103的高度上方限定的上部溝槽105?？梢酝ㄟ^如本領(lǐng)域中公知的那樣圖案化和蝕刻鰭狀物109來形成溝槽105。這可以包括執(zhí)行干法蝕刻以去除sti區(qū)域之間的鰭狀物109的高度，如本領(lǐng)域中公知的那樣。蝕刻可以或可以不使用掩模來保護(hù)sti區(qū)域。鰭狀物109的所去除的高度可以向下延伸到襯底的頂表面103，但是不低于襯底的頂表面103。

在形成上部溝槽104之后，可以通過蝕刻以去除鰭狀物109的任何剩余材料和襯底101的位于表面103下方的額外材料以在其底部處形成具有角a1的三角形或“v”形來形成下部溝槽106。形成下部溝槽106可以包括隨后的濕法蝕刻(例如三甲基氫氧化銨(trimetholammoniumhydroxide)蝕刻)以去除鰭狀物109的任何剩余材料以及襯底101的表面103下方的材料102的高度h2。然而，在一些實(shí)施例中，干法蝕刻或濕法蝕刻可以在表面103處停止以提供結(jié)晶材料的平坦表面，例如具有(100)結(jié)晶指數(shù)的材料，以代替下部溝槽106的“v”形部分，。

sti區(qū)域107具有側(cè)壁113和高度h1+h5。sti區(qū)域108具有側(cè)壁115和高度h1+h5。側(cè)壁113和115可以是垂直于水平平面表面103(例如，相對于水平平面表面成直角)的垂直平面表面。側(cè)壁可以包括或者可以是sti材料104。在一些情形下，側(cè)壁材料可以是無定形材料或者非晶體材料。sti區(qū)域107和108可以具有在10與100納米(nm)之間的寬度。

上部溝槽105可以由區(qū)域107和108的側(cè)壁來限定。更具體來說，圖2示出了溝槽105由區(qū)域107的側(cè)壁113處的側(cè)部、區(qū)域108的側(cè)壁115處的側(cè)部、在頂表面103的高度處的底部、以及相鄰于(例如，靠近)具有高度h1+h5的頂表面的頂部來限定，或者溝槽105具有這些側(cè)部、底部和頂部。在蝕刻材料102以形成下部溝槽106之前，溝槽105可以延伸到材料102的表面103將在溝槽的底部處暴露的地方。在一些情形下，每個(gè)溝槽105由其它sti區(qū)域(例如，具有類似于側(cè)壁113和115的側(cè)壁的前sti和后sti)的額外側(cè)壁限定，并且頂表面具有高度h1+h5，但限定了溝槽105的長度l。

溝槽105可以具有由區(qū)域107的側(cè)壁113與區(qū)域108的側(cè)壁115處的側(cè)部之間的水平距離限定的寬度w1。寬度w1可以是10與100納米(nm)之間的寬度。在一些情形下，w1大約為25nm。在一些情形下，寬度w1可以是5、10、20或30納米。在一些情形下，寬度w1可以在5與30納米之間。

溝槽105可以具有由頂表面103與區(qū)域107和108的頂表面之間的垂直距離限定的高度h1+h5。高度h1可以是30與300納米(nm)之間的高度。在一些情形下，h1大約為75nm。溝槽的h1可以大于溝槽的w1，以使得比值h1/w1>＝1.5。在一些情形下，比值h1/w1＝1.5。在一些情形下，比值h1/w1>＝2.0。

在一些情形下，高度hs可以等于高度h3+h4+h5，如針對圖3a-圖3d示出和描述的那樣。在一些情形下，高度hs可以等于高度h3+2xh41+h4，如針對圖4a-圖4d所示出和描述的那樣。

溝槽105可以具有長度l1，該長度l1被定義為進(jìn)入頁面并沿著側(cè)壁113或側(cè)壁115的長度。長度l1可以是在50nm與5微米之間的長度。在一些情形下，l1大約為500nm。在一些情形下，長度l1可以在200與1000納米之間。

溝槽的h1可以大于溝槽的l1，以使得比值h1/l1>＝1.5。在一些情形下，比值h1/l1＝1.5。在一些情形下，比值h1/l1>＝2.0。根據(jù)一些實(shí)施例，w1可以在10與15納米(nm)之間，并且h1可以為350納米(nm)?？蛇x地，l1可以等于w1。

圖2還示出了被限定的、延伸到表面103和襯底101中的下部溝槽106。溝槽106可以被限定在襯底101的具有材料102的側(cè)壁118與119之間。表面118和119可以是具有(111)晶體指數(shù)襯底材料的襯底材料102的襯底內(nèi)部側(cè)壁。側(cè)壁118和119可以在溝槽106的底部處相遇并形成大約125度的內(nèi)角，如對于在(100)晶體指數(shù)襯底材料頂表面103下方形成的(111)晶體指數(shù)的壁而言是已知的。下部溝槽106在其上部開口處具有高度h2、寬度w1，并且具有長度l1。高度h2可以基于形成具有(111)晶體指數(shù)的側(cè)壁118和119而與寬度w1成比例，如本領(lǐng)域中公知的那樣。

側(cè)壁118和119可以在下部溝槽的底部處相遇，并形成在123度與128度之間的內(nèi)“v”形底角a1。角a1可以是在具有(111)晶體指數(shù)的側(cè)壁118和119的相遇處形成的角，如本領(lǐng)域中公知的那樣。

在一些情形下，通過如本領(lǐng)域中公知的圖案化和蝕刻來形成側(cè)壁118和119。這可以包括使用用于形成溝槽106的相同蝕刻工藝來圖案化和蝕刻材料102。在一些情形下，這可以包括在形成上部溝槽105之后使用第二蝕刻化學(xué)作用或者不同的蝕刻化學(xué)作用。

在一些情形下，溝槽106由襯底的額外側(cè)壁來限定，該額外側(cè)壁例如是具有材料102的前側(cè)壁表面和后側(cè)壁表面，該前側(cè)壁表面和后側(cè)壁表面可以是垂直的(例如，具有110晶體取向)或具有(111)晶體取向。這些額外側(cè)壁可以限定溝槽106的長度l。圖2示出了溝槽105和106被限定在sti區(qū)域107與108之間和襯底103中。然而，可以預(yù)期到，更多類似的溝槽和區(qū)域可以存在于襯底101上(例如，至少幾百或者成千上萬)。

圖3a示出了在上部溝槽和下部溝槽中形成外延材料之后的圖2中的半導(dǎo)體襯底。圖3a示出了從溝槽106中的側(cè)壁(例如，側(cè)表面)118和119外延生長的具有材料122的第一緩沖層。材料122可以是隨后將被去除或者蝕刻以形成具有一個(gè)或多個(gè)溝道材料的納米線的“犧牲”層或材料的緩沖層。在一些情形下，材料122是具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層?？梢詮?例如，接觸)襯底材料102的(111)晶體表面外延生長材料122?？梢酝ㄟ^使用原子層外延(ale)、化學(xué)氣相沉積(cvd)、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(mocvd)或金屬有機(jī)氣相外延(movpe)進(jìn)行外延生長(例如，異質(zhì)外延生長)來形成材料122，并且可以僅從溝槽中的“晶種”表面118和119生長材料122，但是不從sti側(cè)壁或sti頂表面生長材料122。在一些情形下，可以通過使用分子束外延(mbe)或遷移增強(qiáng)外延(mee)進(jìn)行外延生長(例如，異質(zhì)外延)來形成材料122。生長沉積的選擇(例如生長溫度、氣體釬劑的壓力、等等)可以限定外延生長的選擇性。在一些情形下，材料122的生長是通過選擇或使用預(yù)定的生長溫度范圍、氣體釬劑范圍的壓力等等來從表面118和119選擇性地生長的，如對于材料122從表面118和119的材料生長但是不從sti側(cè)壁或頂表面的材料生長或開始而言是已知的。材料122還被示出為具有垂直的側(cè)表面。

材料122具有在高度h1上方的高度h3。材料122可以具有底表面和側(cè)表面，該底表面具有從表面118和119生長的(111)晶體取向材料，側(cè)表面具有沿著或相鄰于側(cè)壁113和115的(110)晶體取向材料。材料122可以具有側(cè)表面123和124，其在高度h1上方延伸高度h3，具有(110)晶體取向材料并平行于側(cè)壁113和115。在一些實(shí)施例中，晶體缺陷可能存在于接近或沿著形成溝槽的sti的側(cè)壁113和115的材料122中。在一些實(shí)施例中，晶體缺陷可能由于缺陷(包括起源于sti側(cè)壁113或115處、仍然留在上部溝槽105的高度h1內(nèi)的堆垛層錯(cuò))而存在于材料122中。在一些情形下，這些缺陷可以在高度h1處中斷或者在高度h1上方不存在，并因此這些缺陷可能不存在于高度h3內(nèi)。

在一些情形下，高度h3可以在50與60納米之間。在一些情形下，高度h3可以是在10-50納米(nm)之間的高度。在一些情形下，h3大約為10nm。在一些情形下，高度可以是至少10nm的高度。在一些情形下，h3在20與100nm之間。在一些情形下，h3為50nm。在一些情形下，高度h3足夠大或充分大以允許材料122被選擇性地(例如，相對于材料142)水平地蝕刻以去除材料122的高度h3或全部材料122以形成具有高度h4和側(cè)壁152和154的納米線，該納米線具有材料142。

材料122可以具有頂表面125，其具有(100)晶體取向(密勒指數(shù))。材料122的頂表面形成具有(100)晶體指數(shù)的平坦表面。材料122可以具有在側(cè)壁113與115之間的寬度w1。材料122可以具有長度l1。

在一些情形下，結(jié)區(qū)域(例如，源極和漏極)在去除材料122之前形成在材料122的端部處，以使得當(dāng)材料122被去除或蝕刻(例如，如針對圖3b-圖3c和圖5所提及的)時(shí)，剩余的納米線或帶(例如，材料142的剩余的納米線或帶)懸浮于在去除子鰭狀物材料122處形成的開口上方。側(cè)表面123和124可以被蝕刻以去除高度h3的寬度w1，或者去除所有材料122以形成具有材料142的這種納米線。

與材料102的晶格相比，材料122的晶格可以是不同的尺寸(例如，與材料102的晶格發(fā)生晶格失配)。因此，材料102可以在材料122中誘發(fā)應(yīng)變。該應(yīng)變可以是通過與側(cè)壁118和119處的材料102的晶格失配而引起的。該應(yīng)變可以是由于側(cè)壁118與側(cè)壁119構(gòu)成的角而造成的雙向應(yīng)變。如本領(lǐng)域中公知的，材料122中的應(yīng)變可以是由晶格失配引起的應(yīng)變。在一些情形下，由于它是緩沖層并且它是厚的，因此材料122將弛豫并且是有缺陷的。在一些情形下，臨界厚度(大于該臨界厚度，材料將弛豫)可以是小于6nm的厚度，因此在高度h1上方的材料122中將不存在應(yīng)變。材料122在高度h3處和表面125處可以是弛豫材料(例如，具有非應(yīng)變的晶格)。

圖3a示出了具有頂表面125的材料122，在該頂表面125上或者從該頂表面125外延生長具有溝道材料142的溝道層。圖3a中的材料142可以是用于晶體管的溝道材料(例如，將成為mos器件的溝道的單個(gè)材料或者溝道材料的疊置體的部分)。材料142具有底表面154，例如原子地鍵合到表面125或者從(例如，接觸)表面125外延生長的表面。材料142還包括頂表面155，具有緩沖材料144的緩沖層從該頂表面155外延生長。材料142還被示出為具有垂直的側(cè)表面152和153。這些表面可以是材料122的側(cè)表面的繼續(xù)。根據(jù)一些實(shí)施例，可以通過使用原子層外延(ale)、化學(xué)氣相沉積(cvd)、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(mocvd)或金屬有機(jī)氣相外延(movpe)進(jìn)行外延生長(例如，異質(zhì)外延生長)來形成材料142，并可以僅從材料122的“晶種”頂表面125生長材料142。在一些情形下，可以通過使用分子束外延(mbe)或者遷移增強(qiáng)外延(mee)進(jìn)行外延生長(例如，異質(zhì)外延)來形成材料142，并可以僅從“晶種”頂表面125生長材料142。材料142可以是從材料122的單晶無缺陷表面125生長的外延生長的無缺陷單晶材料。

材料142具有在表面125上方的高度h4。材料142可以具有底表面154和垂直的側(cè)表面152和153，該底表面154具有從表面125生長的(100)晶體取向材料，側(cè)表面152和153具有(110)晶體取向材料。例如通過在溝槽105中生長兩個(gè)側(cè)表面，側(cè)表面152和153可以是材料142的側(cè)表面123和124的繼續(xù)(例如，從側(cè)表面123和124平行延伸或者在側(cè)表面123和124上方延伸)。在一些實(shí)施例中，晶體缺陷可能由于使用緩沖層122而不存在材料142中。在一些情形下，層122中的缺陷在高度h3處中斷或者在高度h3內(nèi)不存在，并因此層122中的缺陷沒有延續(xù)或傳送到材料122中。

在一些情形下，高度h4可以在3與20納米之間。在一些情形下，h4為10納米。在一些情形下，h4為20納米。在一些情形下，h4在15與30納米之間。在一些情形下，高度h4可以是在2-10納米(nm)之間的高度。高度h4可以是小于20nm的高度。高度h4可以是小于10nm的高度。在一些情形下，h4在2與5nm之間。

在一些情形下，高度h3足夠大或充分大以允許暴露的具有高度h3的側(cè)壁材料122被選擇性地(例如，相對于材料142)水平地蝕刻(例如，如針對圖3b-圖3c和圖5所提及的)以去除材料122的高度h3或所有材料122以形成具有高度h4和側(cè)壁152和153且具有材料142的納米線150。這可以由于材料122被選擇性地蝕刻以(1)去除所有材料122，但是(2)由于在一時(shí)間段內(nèi)蝕刻化學(xué)作用蝕刻材料122比蝕刻材料142快至少50倍、上百倍或幾千倍而不去除材料142。

材料142可以具有頂表面155，其具有(100)晶體取向(密勒指數(shù))。在一些情形下，材料142的頂表面形成具有(100)晶體指數(shù)的平坦表面。材料142可以具有位于側(cè)表面152與153之間的寬度w1。材料142可以具有長度l1。

在一些情形下，在去除材料122之前，將結(jié)區(qū)域形成在材料142的端部處，以使得當(dāng)材料122被去除或蝕刻(例如，如針對圖3b-圖3c和圖5所提及的)，材料142的剩余納米線或帶懸浮于在去除子鰭狀物材料122處形成的開口上方。側(cè)表面123和124可以被蝕刻以去除材料122的高度h3或所有材料122以形成具有高度h4和側(cè)壁152和154且具有材料142的這種納米線150。

例如，結(jié)區(qū)域可以通過以下步驟來形成：利用光刻膠保護(hù)圖3a或圖3b中的鰭狀物的端部處的長度以保護(hù)材料122和142的端部部分免于蝕刻，同時(shí)允許圖3d中的“柵極”蝕刻來蝕刻鰭狀物的中心部分(例如，其中將形成結(jié)區(qū)域的端部部分之間的部分)，從而去除子溝道材料122并形成在開口上方懸浮的納米線150，該開口形成在中心部分中、結(jié)區(qū)域之間、溝道材料下方。

與材料122的晶格相比，材料142的晶格可以是不同的尺寸(例如，與材料122的晶格發(fā)生晶格失配)。因此，材料122可以在材料142中誘發(fā)應(yīng)變。由于表面125與154之間的晶格失配，該應(yīng)變可以是單向和/或雙向的。如本領(lǐng)域中公知的那樣，材料142中的應(yīng)變可以是由晶格失配引起的應(yīng)變。由于形成結(jié)區(qū)域，在材料122(以及可選地144)被蝕刻掉之后，該應(yīng)變可以持續(xù)存在于具有材料142的溝道層中，或者保留在具有材料142的溝道層中?？昭ɑ螂娮虞d流子的載流子遷移率可以分別由于材料142中的壓應(yīng)變或拉應(yīng)變而增加。在一些情形下，材料142可以相對于材料122是應(yīng)變的，并且該應(yīng)變是雙向的(例如，由于表面125和154處的晶格失配)。在一些情形下，由于鰭狀物在長度l1上是長的但是在寬度w1上是短的，因此窄方向上的該應(yīng)變是小的，這是因?yàn)閷τ谡挔钗锒?，?yīng)變可以在寬度方向上弛豫，并因此該應(yīng)變轉(zhuǎn)換為沿鰭狀物的長度l1的單向應(yīng)變。

材料142可以相對于其與表面125和154處的材料122的晶格的界面是弛豫材料(例如，具有非應(yīng)變的晶格)。在一些情形下，材料142可以相對于襯底(例如，材料102；或側(cè)壁118和119)是應(yīng)變層(取決于鰭狀物寬度，單向地和/或雙向地)。

在一些情形下，基于寬度w1，材料142可以由于長的寬度w1而發(fā)生雙向應(yīng)變。與單向應(yīng)變相比，雙向應(yīng)變可以提供增加的載流子遷移率。因此，提供足夠短的寬度w1以得到單向強(qiáng)度可以導(dǎo)致較小的晶體管或納米管150這些不期望的效果，同時(shí)犧牲了一些載流子遷移率。在一些情形下，材料142的晶格可以匹配材料22的晶格，因此在材料142中將不存在來自材料122的應(yīng)變。

在一些情形下，材料142可以具有足夠小(例如，小于6納米)的高度h4，以使得在頂表面155處的材料142中存在應(yīng)變。在其它情形下，h4可以足夠大，以使得盡管在高度h4的下部部分中存在應(yīng)變，但是沒有應(yīng)變保留在頂表面155處的材料142中。

圖3a示出了具有頂表面155的材料142，具有緩沖材料144的緩沖層外延生長在頂表面155上，或者從頂表面155外延生長具有緩沖材料144的緩沖層。材料144可以是隨后將被去除或蝕刻的“犧牲”層或材料，例如當(dāng)材料122被蝕刻時(shí)(或者在當(dāng)材料122被蝕刻后)。材料144是可選的，并且在特定實(shí)施例中，可以沒有材料144。材料144具有底表面，例如原子地鍵合到表面155或者從(例如，接觸)表面155外延生長的表面。材料144還包括頂表面135。根據(jù)一些實(shí)施例，可以通過如上面針對形成材料142所提及的外延生長來形成材料144，并且可以僅從材料142的“晶種”頂表面155生長材料144。材料144可以是外延生長的無缺陷的單晶材料，該外延生長的無缺陷的單晶材料是從材料142的單晶無缺陷表面155生長的。

材料144在表面155上方具有高度hs。材料144可以具有底表面和側(cè)表面146和147，該底表面具有從表面155生長的(100)晶體取向材料，側(cè)表面146和147具有(110)晶體取向材料。例如通過在溝槽105中生長兩個(gè)側(cè)表面，側(cè)表面146和147可以是材料142的側(cè)表面152和154的繼續(xù)(例如，從側(cè)表面152和154平行延伸或者在側(cè)表面152和154上方延伸)。在一些實(shí)施例中，晶體缺陷可能由于使用緩沖層122而不存在于材料144中。在一些情形下，層122中的缺陷在高度h3處中斷或者在高度h3內(nèi)不存在，并因此層122中的缺陷沒有延續(xù)或傳送到材料142或144中。

高度h5可以是在1-10納米(nm)之間的高度。在一些情形下，h5大約為5nm。高度hs可以是小于5nm的高度。在一些情形下，hs在2與5nm之間。在一些情形下，hs是2nm。

材料144可以具有頂表面155，該頂表面155具有(100)晶體取向(密勒指數(shù))。材料144的頂表面可以被拋光或蝕刻以形成具有(100)晶體指數(shù)的平坦表面。材料144可以在側(cè)表面之間具有寬度w1。材料144可以具有長度l1。

在一些情形下，在去除材料144之前，將結(jié)區(qū)域(例如，源極和漏極)形成在材料的端部處，以使得當(dāng)材料144被去除或蝕刻(例如，如針對圖3b-圖3c和圖5所提及的)，剩余的納米線或帶(例如，材料142的剩余的納米線或帶)懸浮在子材料144被去除處的下方。側(cè)表面146和147(以及可選地，頂表面135，除非被掩蔽)可以被蝕刻以去除材料144的高度h5或所有材料144以形成具有材料142的這種納米線150。

例如，結(jié)區(qū)域可以通過以下步驟來形成：利用光刻膠保護(hù)圖3a或圖3b中的鰭狀物的端部處的長度以保護(hù)層122、142和144的端部部分免于蝕刻，同時(shí)允許圖3d中的“柵極”蝕刻來蝕刻鰭狀物的中心部分(例如，其中將形成結(jié)區(qū)域的端部部分之間的部分)，從而去除子溝道材料122并形成在開口上方懸浮的納米線150，該開口形成在中心部分中、結(jié)區(qū)域之間、溝道材料下方。

與材料142的晶格相比，材料144的晶格可以是不同的尺寸(例如，與材料142的晶格發(fā)生晶格失配)。因此，材料144可以在材料142中誘發(fā)應(yīng)變。該應(yīng)變可以由于表面155而是單向的。如本領(lǐng)域中公知的，材料142中的應(yīng)變可以是由晶格失配引起的應(yīng)變。在一些情形下，材料142可以相對于材料144是應(yīng)變的并且應(yīng)變是雙向的(例如，由于表面154處的晶格失配)。在一些情形下，由于鰭狀物在長度l1上是長的但是在寬度w1上是短的，因此窄方向上的該應(yīng)變是小的，這是因?yàn)閷τ谡挔钗锒裕瑧?yīng)變可以在寬度方向上弛豫，并因此該應(yīng)變轉(zhuǎn)換為沿鰭狀物的長度l1的單向應(yīng)變。在一些情形下，由于h5是薄的，因此材料142相對于材料144是非應(yīng)變的，這是因?yàn)閷τ诓牧?44而言，h5中不存在足夠的厚度以引起材料142中的應(yīng)變。

材料144可以相對于其與表面155處的材料142的晶格的界面是弛豫材料(例如，具有非應(yīng)變的晶格)。在一些情形下，材料144相對于襯底(例如，材料102)是應(yīng)變層(取決于鰭狀物寬度，單向地和/或雙向地)。

在一些情形下，形成材料144包括在sti區(qū)域107和108的頂表面上方形成材料144的高度，以及隨后對材料144和sti區(qū)域的頂部進(jìn)行拋光以形成圖3a中示出的結(jié)構(gòu)。形成層144的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)層144隨后被拋光(例如，通過cmp)時(shí)，由拋光引起或造成的對層144的晶體結(jié)構(gòu)的任何損害將不會(huì)損害層142。換言之，如果層144不存在，并且相反，層142和sti區(qū)域被拋光以形成平坦的頂表面，則由這種拋光造成的損害將存在于材料142中。相反，通過形成層144，層142不會(huì)被拋光損害，否則該拋光將被用于形成具有高度h5的材料142。

另外，形成層144的優(yōu)點(diǎn)在于，可以更精確地將材料142生長到高度h4，并隨后生長將被蝕刻的材料144，以使得保留材料142的高度h4。另一方面，與將材料142生長到高度h4相比，對材料142精確地拋光以形成高度h4更為困難。換言之，與控制材料142將被拋光到的高度相比，控制材料142將外延生長到的高度(例如，高度h4)更為容易。

在一些情形下，表面125、153、155和135可以全都具有(100)晶體取向。表面152和153可以具有(110)晶體取向。

圖3b示出了在蝕刻sti區(qū)域以去除sti區(qū)域的高度并且暴露可被蝕刻的一定高度的犧牲子鰭狀物材料之后的圖3a中的半導(dǎo)體襯底。圖3b示出了在蝕刻sti區(qū)域107和108以去除高度hs并且暴露鰭狀物材料的h3、h4和h5之后的圖3a中的半導(dǎo)體襯底。在一些實(shí)施例中，在圖3a之后，使用“氧化物”蝕刻來去除材料104的高度hs以形成sti材料的區(qū)域107的頂表面117和sti材料的區(qū)域108的頂表面116。頂表面116和117在高度h1處，并使得材料122的高度h3的側(cè)表面123和124暴露。該蝕刻可以暴露犧牲子鰭狀物材料122的高度h3，其是如本文中提及的可被蝕刻的足夠高度。該蝕刻使得材料142的高度h4的側(cè)表面152和153暴露。該蝕刻還使得材料144的高度h5的側(cè)表面146和147暴露。

在一些情形下，蝕刻可以是如本領(lǐng)域中公知的氟化氫(hf)蝕刻或氯化氫(hcl)蝕刻，以去除材料104的高度hs的氧化物材料或者sti材料。在一些情形下，蝕刻可以包括使用抗蝕劑或硬掩模覆蓋材料144的全部頂表面135來對材料104圖案化和蝕刻以形成在高度h1處的表面116和117。在一些情形下，1、2或3個(gè)抗蝕劑層可以用于圖案化材料。在一些情形下，對材料104圖案化和蝕刻以形成sti區(qū)域包括在10-100m托范圍中的壓力下和在室溫下使用o2或o2/ar等離子體蝕刻。這種圖案化和蝕刻還可以包括通過在10-100m托范圍中的壓力下和在室溫下利用碳氟化合物(例如，cf4和/或c4f8)、o2和ar進(jìn)行蝕刻，來蝕刻包括sti材料的氧化物。該蝕刻可以在表面116或117處停止或者在高度h1處停止，或可以不在表面116或117處停止或者不在高度h1處停止。

圖3c示出了在進(jìn)行蝕刻以去除犧牲子鰭狀物材料122從而利用在sti區(qū)域的經(jīng)蝕刻的頂表面上方延伸的一定高度的具有溝道材料的溝道層形成電子器件納米線之后的圖3b中的半導(dǎo)體襯底。圖3c示出了在進(jìn)行蝕刻以去除材料122(以及當(dāng)材料144存在時(shí)，可選地去除材料144)從而利用在sti區(qū)域的經(jīng)蝕刻的頂表面上方延伸的高度為h4(寬度w1和長度l1)的溝道層(例如，材料142)形成電子器件納米線150之后的圖3b中的半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)實(shí)施例，可以通過使用蝕刻化學(xué)作用來相對于材料142選擇性地蝕刻材料122，其中蝕刻化學(xué)作用被選擇為或者已知為蝕刻材料122而不蝕刻材料142。蝕刻以去除材料122的高度h3或所有材料122(以及當(dāng)材料144存在時(shí)，可選地去除所有材料144)可以通過濕法蝕刻或干法蝕刻來進(jìn)行蝕刻。在一些情形下，這種蝕刻通過使用濕法蝕刻(例如，hf濕法蝕刻)或干法蝕刻化學(xué)作用。

在一些情形下，蝕刻可以是各向同性的濕法蝕刻，該各向同性的濕法蝕刻利用所選擇的蝕刻化學(xué)作用蝕刻(去除)材料122的高度h3的至少厚度w1或材料122的高度h3的至少一部分，但是該化學(xué)作用并不去除材料142。在一些情形下，蝕刻可以是減法蝕刻，從而蝕刻掉材料122，除了其它材料(例如材料142)以外。在一些情形下，蝕刻可以使用氯或另一酸性干法蝕刻化學(xué)作用。在一些情形下，使用濕法蝕刻(例如，hf濕法蝕刻)或干法蝕刻來選擇性地蝕刻材料122以去除所有材料122。

為了進(jìn)行去除，蝕刻可以使用所選擇的濕法蝕刻化學(xué)作用(蝕刻劑)和蝕刻時(shí)間。該化學(xué)作用可以是hcl濕法各向同性蝕刻以去除inp但是不去除較小晶格的ingaas(例如，其中材料122是inp，并且142是ingaas，對于nmos器件，ingaas被較大晶格的inp拉應(yīng)變)。在一些情形下，化學(xué)作用可以是檸檬酸濕法各向同性蝕刻以去除ingaas但不去除inp。這些選擇性濕法蝕刻可以用于形成nmos器件，例如以下這種器件，其中選擇不同的iii/v族材料的百分比用于圖3a-圖3d中的材料以引起沿著納米線150的長度l1的拉應(yīng)變，從而使得結(jié)區(qū)域之間的電子載流子遷移率增加。例如，材料122和144可以是inp，而材料142是ingaas。

應(yīng)當(dāng)考慮到，可以基于被選擇為用于創(chuàng)建圖3a-圖3d中的器件的不同iii/v族材料的百分比來選擇其它適當(dāng)?shù)膇ii/v族材料和那些材料的選擇性蝕刻劑。這些選擇也可以應(yīng)用于圖5中的工藝。

可選地，化學(xué)作用可以是氫氧化銨濕法各向同性蝕刻以去除硅，但不去除較大晶格的硅鍺(例如，其中材料122是si并且142是sige，對于pmos器件，sige被較小晶格的si壓應(yīng)變)?；瘜W(xué)作用可以是硫化銨濕法各向同性蝕刻以去除硅鍺，但不去除較大晶格的鍺(例如，其中材料122是sige，并且142是ge，對于pmos器件，ge被較小晶格的sige壓應(yīng)變)。

這些所選擇的濕法蝕刻可以用于形成pmos器件，例如以下這種器件，其中選擇硅和鍺的百分比用于圖3a-圖3d中的材料以引起沿著納米線150的長度l1的壓應(yīng)變，從而使得結(jié)區(qū)域之間的空穴載流子遷移率增加。例如，第一材料和第二材料可以是si和ge、si和sige或者sige和ge。

應(yīng)當(dāng)考慮到，可以基于被選擇為用于創(chuàng)建圖3a-圖3d中的器件的不同iv族材料的百分比來選擇其它適當(dāng)?shù)膇v族材料百分比(例如，si和ge的百分比)和那些材料的選擇性蝕刻劑。這些選擇也可以應(yīng)用于圖5中的工藝。

在一些情形下，在與用于選擇性蝕刻材料122的蝕刻的時(shí)間相同的時(shí)間，蝕刻材料144，或者在與用于選擇性蝕刻材料122的相同蝕刻期間，蝕刻材料144。在該情形下，材料144可以是與材料122相同的材料。在其它情形下，在與用于選擇性蝕刻材料122的蝕刻的時(shí)間不同的時(shí)間，蝕刻材料144，或者在與用于選擇性蝕刻材料122的不同蝕刻期間，蝕刻材料144。在該情形下，材料144可以是與材料122不同的材料。

這種蝕刻可以使用“定時(shí)”蝕刻，例如，在已知的用于去除材料122的高度h3或所有材料122的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行的蝕刻；或者可以使用被已知為執(zhí)行這種蝕刻的另一工藝。在蝕刻之后，材料142的溝道層可以是或者包括在經(jīng)蝕刻的sti區(qū)域108和107上方的高度h3處延伸或設(shè)置的“暴露”的器件阱或者溝道層。

在一些情形下，在蝕刻之后，材料142的納米線150具有暴露的側(cè)表面152和153，側(cè)表面152和153可以是平行于平面?zhèn)缺?13和115以及與平面?zhèn)缺?13和115對齊(例如，位于平面?zhèn)缺?13和115的正上方)的平面表面。在蝕刻之后以及從這些表面或者在這些表面上生長材料(例如，在所有4個(gè)暴露表面上生長器件柵極或柵極電介質(zhì)層)之前，具有材料142的溝道層的表面152和153、底表面154、以及頂表面155可以被認(rèn)為是“暴露”的。

納米線150可以是外延生長的具有第一外延材料(例如，將變?yōu)閜型材料或n型材料)的溝道鰭狀物層或納米線層，其具有材料142的表面152、153、154和155。在一些情形下，納米線150可以是“器件”層，例如在其上或者在其中形成電路器件的層，如本領(lǐng)域中公知的那樣。因此，納米線150可以提供電子器件材料(例如，阱和/或溝道)，其中可以形成基于無缺陷的納米線(例如，鰭狀物或“四柵極”)的器件。在一些情形下，納米線150可以是具有4個(gè)暴露的側(cè)部的溝道層(例如，“四溝道”)或者納米線，“器件”或柵極電介質(zhì)或材料將形成在該4個(gè)暴露的側(cè)部之上或上，如本領(lǐng)域中公知的那樣。納米線150可以具有在經(jīng)蝕刻的開口151(在sti區(qū)域107和108的頂表面上方的高度h3處)上方延伸的材料142的鰭狀物層的材料142的暴露表面152、153、154和155。

在一些情形下，結(jié)區(qū)域形成在納米線150的端部處(例如，在去除材料122之前)，使得具有材料142的納米線懸浮于在去除子鰭狀物材料122處形成的開口(例如，至少開口151；以及可選地溝槽105和106，如針對圖3b-圖3c和圖5所提及的)上方。

納米線150的材料142的晶格可以是與材料122的晶格不同的尺寸(例如，與材料122的晶格發(fā)生晶格失配)。因此，材料122可能已經(jīng)在納米線150的材料142中誘發(fā)了應(yīng)變，該應(yīng)變在去除或蝕刻材料122(以及可選地144)之后還得以保留或繼續(xù)存在。該應(yīng)變可以是如本文中針對材料142提及的應(yīng)變。該應(yīng)變可能由于納米線150的端部錨定在結(jié)區(qū)域中(例如，錨定在結(jié)區(qū)域之間)或者鍵合到結(jié)區(qū)域(例如，鍵合在結(jié)區(qū)域之間)而得以保留。例如，由于形成了具有形成在結(jié)區(qū)域中或上的端部的材料142，由材料122誘發(fā)到材料142中的應(yīng)變甚至在材料122被去除之后還得以保留，這是因?yàn)樵谌コ牧?22之后材料142的長度并不改變。因此，納米線150的材料142中的壓應(yīng)變或拉應(yīng)變得以保留。該應(yīng)變可以由于當(dāng)生長材料142時(shí)表面125與154之間的晶格失配而是單向和/或雙向的。在一些情形下，該應(yīng)變是單向的，這是因?yàn)椴牧?22和144被去除，并且那些材料與材料142之間的晶格失配不再存在，但是材料142的長度尚未改變。材料142中的應(yīng)變可以是由晶格失配引起的應(yīng)變，如本領(lǐng)域中公知的那樣。

在一些情形下，納米線150相對于襯底(例如，材料102)具有沿納米線150的長度l1的雙向應(yīng)變。這可能是由于納米線150的寬度w1大于6nm。在一些情形下，納米線150相對于襯底(例如，材料102)具有沿納米線150的長度l1的單向應(yīng)變。這可能是由于納米線150的寬度w1小于6nm。在一些情形下，納米線150相對于襯底(例如，材料102)沿納米線150的長度l1不具有應(yīng)變。這可能是由于納米線150的高度h4小于6nm和/或材料142與122之間不存在晶格失配。

圖3d示出了在形成從電子器件納米線的所有4個(gè)暴露表面生長的第一共形厚度的第一共形外延“包覆”材料之后的圖3c中的半導(dǎo)體襯底。圖3d示出了從材料142的溝道層的所有4個(gè)暴露表面(例如，側(cè)表面152和153；底表面154；和頂表面155)生長或者在該4個(gè)暴露表面上生長的第一共形厚度的共形外延?xùn)艠O或柵極電介質(zhì)材料160(例如，“包覆”)。材料160可以形成具有寬度wg和高度hg的共形層，寬度wg和高度hg分別比寬度w1和高度h4大材料160的厚度的二倍。柵極電介質(zhì)(例如，材料160)可以是如本領(lǐng)域中公知的柵極電介質(zhì)。在一些情形下，它可以是鈦硅氧化物或另一種氧化物電介質(zhì)。在一些情形下，柵極電介質(zhì)材料是或包括鉭、sio、hfo和/或alo。

在一些情形下，柵極電介質(zhì)160可以是具有1-2納米的厚度的電介質(zhì)材料，該電介質(zhì)材料具有比材料142大得多的帶隙。在一些情形下，通過向材料142的所有四個(gè)暴露表面上進(jìn)行原子層沉積(ald)來形成柵極電介質(zhì)160。在一些情形下，通過向材料142的所有四個(gè)暴露表面上進(jìn)行的化學(xué)氣相沉積(cvd)來形成電介質(zhì)160。

在一些情形下，材料160不延伸長度l1，例如通過不延伸到與材料142附接的結(jié)區(qū)域。在一些情形下，材料160可以具有小于l1的長度，例如在以下情況下：材料142是器件溝道材料，并且材料160是柵極緩沖材料或電介質(zhì)材料，其在長度上不延伸到在溝道材料142的長度l1的僅一部分(或，兩個(gè)端部部分)上方形成的任一結(jié)區(qū)域材料。如果材料160是柵極緩沖材料，則柵極電介質(zhì)或電極材料可以是從柵極緩沖材料上方包覆的或者形成在柵極緩沖材料上方。

在該情形下，可以在將材料160包覆到材料142上期間對材料160的沿材料142的長度(或者兩個(gè)長度)的側(cè)壁和頂表面進(jìn)行掩蔽或圖案化，以使得材料160僅沿著溝道材料142的總長度l1的期望部分進(jìn)行包覆。在其它情形下，材料160可以被蝕刻為只形成在長度l1的期望部分上。

在一些情形下，材料160是柵極緩沖材料，其有助于通過在材料142與160之間的界面處(例如，在材料160從材料142生長的地方)具有減小的斷鍵來防止溝道材料142與形成在材料160上方的高k柵極電介質(zhì)材料(例如，對于四柵極器件)之間的缺陷。

在一些情形下，材料160是柵極緩沖材料，并且例如通過如本文中所描述的包覆或者通過另一種工藝，將共形厚度在2與30nm之間的高k柵極電介質(zhì)或者電極材料形成在材料160上方(例如，對于四柵極器件)。根據(jù)一些實(shí)施例，柵極緩沖材料可以形成在材料142上方和下方，例如針對圖4a-圖4c中的材料228和244所描述的。

另外的器件層(例如柵極電介質(zhì))可以形成在層160上(或者從層160生長)。這可以包括柵極電極和其它已知的電子器件或晶體管處理。

柵極電極可以形成在層160或柵極絕緣體上。在一些情形下，這可以通過ald但不通過濺射來完成。在一些情形下，柵極電極是釕(ru)。在一些情形下，柵極電極是金屬。在一些情形下，柵極電極是以下材料中的一種：釕、氮化鈦、鈦鋁、氮化鈦鋁、以及通過原子層沉積的金屬、等等。

圖4a示出了在上部溝槽和下部溝槽中形成外延材料之后的圖2中的半導(dǎo)體襯底的另一實(shí)施例。圖4a示出了從溝槽106中的表面118和119外延生長的具有材料222的第一緩沖層。材料222可以是隨后將被去除或蝕刻的“犧牲”層或材料的緩沖層。在一些情形下，材料222是鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層?？梢詮?例如，接觸)襯底材料102的(111)晶體表面外延生長材料222，但是不從sti側(cè)壁或sti頂表面生長材料222，如參照生長材料122所描述的那樣。

材料222在襯底101的第一表面103上方具有高度h22。在一些情形下，材料222與材料122類似，除了材料222在表面103上方僅具有高度h22，而不是在表面117和116上方具有高度h3。材料222可以具有底表面和側(cè)表面，該底表面具有從表面118和119生長的(111)晶體取向材料，側(cè)表面具有沿著或相鄰于側(cè)壁113和115的(110)晶體取向材料。

在一些實(shí)施例中，晶體缺陷可以鄰近或沿著形成溝槽的sti的側(cè)壁113和115存在于材料222中。在一些實(shí)施例中，晶體缺陷可能由于缺陷(包括起源于sti側(cè)壁113或115、仍然保留在上部溝槽105內(nèi)的堆垛層錯(cuò))而存在于材料222中。在一些情形下，這些缺陷可以繼續(xù)或存在于高度h22內(nèi)。

高度h22可以是在4-20納米(nm)之間的高度。在一些情形下，h22為大約10nm。高度h22可以是至少4nm的高度。在一些情形下，h22在4與40nm之間。在一些情形下，h22為40nm。

材料222可以具有頂表面，該頂表面具有(100)晶體取向。在一些情形下，材料222的頂表面形成具有(100)晶體指數(shù)的平坦表面。材料222具有與材料122類似的寬度和長度。

在一些情形下，類似于材料122，材料222可以具有形成在其端部處的結(jié)區(qū)域。在一些情形下，在去除材料222之前將結(jié)區(qū)域形成在材料142的端部處。

材料222的晶格可以是與材料102的晶格不同的尺寸(例如，與材料102的晶格發(fā)生晶格失配)。因此，材料102可以在材料222中誘發(fā)應(yīng)變。該應(yīng)變可以是通過與在側(cè)壁118和119處的材料102的晶格失配而引起的。該應(yīng)變可以是由于側(cè)壁118和119構(gòu)成的角而導(dǎo)致的雙向應(yīng)變。如本領(lǐng)域中公知的那樣，材料222中的應(yīng)變可以是由晶格失配引起的應(yīng)變。在一些情形下，由于它是緩沖層并且它是厚的，因此材料222將是弛豫的和有缺陷的。在一些情形下，臨界厚度(大于臨界厚度，材料將弛豫)可以是小于6nm的厚度，因此在高度h22上方的材料222中將不存在應(yīng)變。材料222可以在高度h22處是弛豫材料(例如，具有非應(yīng)變的晶格)。

材料222可以相對于其與在側(cè)壁118和119處的材料102的晶格的界面是弛豫材料(例如，具有非應(yīng)變的晶格)。在一些情形下，材料222相對于襯底(例如，側(cè)壁118和119)是弛豫層(部分地或全部地)。

在一些實(shí)施例中，材料222是“成核層”，以在側(cè)壁118和119的硅材料與隨后的外延層(例如，層226，例如在層226是iii/v族材料和/或是由三種元素(例如，代替2種元素)形成的材料的情況下)之間提供更好的成核。這種情形可以包括以下情形，在該情形中，材料222是磷化銦或兩種iii/v族材料的另一種混合物，而材料226是砷化銦鎵或三種iii/v族材料的另一種混合物。在該情形下，層22被選擇為具有晶格和厚度，以使得它更均勻地生長在側(cè)壁118和119(例如，材料102)的硅材料上方，并在從該材料的其生長結(jié)構(gòu)中提供更好的成核。隨后，可以以好的成核和從材料222的均勻生長來從材料222生長材料226。另一方面，與如果首先生長材料122相比，從材料118和119直接生長材料226可能導(dǎo)致不均勻的生長以及在表面118和119處或者從表面118和119生長的材料226中的較少成核。

圖4a示出了具有頂表面的材料222，在該頂表面上或者從該頂表面外延生長具有材料226的第二緩沖層。材料226具有底表面，例如原子鍵合到材料222的頂表面或者從(例如，接觸)材料222的頂表面外延生長的表面。材料226還包括頂表面215，從該頂表面215外延生長具有緩沖材料228的緩沖層。材料226被示出為在材料222上方具有高度h21。材料226還在高度h1上方具有高度h3。

材料226可以是隨后將被去除或者蝕刻的“犧牲”層或材料的緩沖層。在一些情形下，材料226是具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層。可以從(例如，接觸)材料222的(100)晶體表面外延生長材料226。

材料226具有底表面和垂直的側(cè)表面，底表面具有從材料222的頂表面生長的(100)晶體取向材料，側(cè)表面具有沿著或相鄰于側(cè)壁113和115的(110)晶體取向材料。材料226可以具有側(cè)表面223和224，該側(cè)表面223和224延伸了高度h3、具有(110)晶體取向材料、并且平行于側(cè)壁113和115。在一些實(shí)施例中，晶體缺陷可以接近或沿著形成溝槽的sti的側(cè)壁113和115存在于材料222和226中。在一些實(shí)施例中，晶體缺陷可以由于缺陷(包括仍保留在上部溝槽105內(nèi)的起源于sti側(cè)壁113或115的堆垛層錯(cuò))而存在于材料226中。在一些情形下，這些缺陷可以在高度h1上方中斷或者不存在，并因此可以不存在于高度h3內(nèi)。

圖4a中的高度h3可以與針對圖3a所提及的高度h3相同。圖4a中的高度h4可以與針對圖3a所提及的高度h4相同。

在一些情形下，高度h3足夠大或充分大以允許暴露的具有高度h3的側(cè)壁材料226被選擇性地(例如，相對于材料228和244(和222))水平蝕刻(例如，如針對圖4b-4c和圖5所提及的)，以去除材料226的高度h3或所有的材料226，從而形成具有高度h4和側(cè)壁152和154的材料142的納米線(1)(例如，納米線150)；或者材料228、142和244的納米線(2)(例如，疊置體250)。這可以由于材料226被選擇性地蝕刻以(1)去除所有材料226，但是(2)由于材料142的無橫向蝕刻的毛細(xì)管效應(yīng)而不去除材料142，其中該毛細(xì)管效應(yīng)是因?yàn)橐韵略?，即由于材?42的高度h4足夠薄使得側(cè)壁152和153不能被蝕刻劑充分觸及或蝕刻以(例如，從薄層228與244之間)去除材料142。在一些情形下，將該蝕刻選擇為由于材料142的頂表面和底表面的組合被層228和224保護(hù)并由于僅層142的側(cè)表面的薄的高度h4被暴露在層228與244之間來進(jìn)行蝕刻而導(dǎo)致不能夠蝕刻第二溝道層的第二厚度。

例如，蝕刻的毛細(xì)管效應(yīng)可以描述一種情況，在該情況中，由于蝕刻材料226和142但不蝕刻材料228和244的選擇性，材料142的暴露側(cè)壁在頂表面155和底表面154之間分別由未蝕刻的層244和228進(jìn)行物理保護(hù)(例如，如針對圖4b-4c和圖5所提及的)。因此，這些表面將不被蝕刻，雖然側(cè)表面152和153被暴露于蝕刻。然而，由于蝕刻(例如，濕法各向同性蝕刻)的本質(zhì)，蝕刻不能夠去除表面152和153處的大量材料142，這是因?yàn)樗鼈兪窃O(shè)置在垂直方向上的側(cè)表面(如與例如表面235等頂表面相對比，或者如果暴露的話，與表面155相對比)。在一些情形下，特別地選擇高度h4，以使得毛細(xì)管效應(yīng)引起材料142的少量寬度被從側(cè)表面152和153蝕刻。在一些情形下，從側(cè)表面152和153中的每一側(cè)表面蝕刻掉的材料142的寬度可以在1納米與2納米之間。例如，高度h4可以被選擇為使得材料142的寬度w1的小于10％、5％、2％或1％被從組合的表面152和153上去除。在一些情形下，高度h4可以被選擇為使得材料142的寬度w1的小于1nm或2nm被從組合的表面152和153上去除。

另一方面，高度h3可以被選擇為大于h4。此外，高度h3可以被選擇為足夠大，從而在這種蝕刻期間(例如，針對圖4b和圖4c和圖5提及的)，毛細(xì)管效應(yīng)不禁止從表面223和224對材料226的大量蝕刻(例如在以上的數(shù)量中提及的)。在該情形下，可以使用相同的蝕刻來蝕刻掉至少高度h3內(nèi)的材料226的所有寬度w1；但是不大量蝕刻高度h4內(nèi)的材料142，如上面提及的。

材料226可以具有頂表面215，該頂表面215具有(100)晶體取向(密勒指數(shù))。在該情形下，材料226的頂表面形成具有(100)晶體指數(shù)的平坦表面。材料226可以具有在側(cè)壁113與115之間的寬度w1。材料226可以具有長度l1。

在一些情形下，在去除材料226之前將結(jié)區(qū)域(例如，源極和漏極)形成在材料226的端部處，以使得當(dāng)材料226被去除或者蝕刻時(shí)，剩余的納米線或帶(例如，材料142的剩余的納米線或帶；或者材料228、142和244的剩余的納米線或帶)懸浮于在去除子鰭狀物材料226處形成的開口上方(例如，如針對圖4b-4c和圖5所提及的)。側(cè)表面223和224可以被蝕刻以去除材料226的高度h3或所有材料226，從而形成材料142的這種納米線。

與材料222的晶格相比，材料226的晶格可以是不同的尺寸(例如，與材料222的晶格發(fā)生晶格失配)。因此，材料222可以在材料226中誘發(fā)應(yīng)變。該應(yīng)變可以是由與材料之間的界面處的材料222的晶格失配所引起的。該應(yīng)變可以是雙向的或單向的。如本領(lǐng)域中公知的那樣，材料226中的應(yīng)變可以是由晶格失配引起的應(yīng)變。由于層226是厚層，因此如果存在與材料102的晶格失配，則材料226將比臨界厚度厚，并且將弛豫，從而導(dǎo)致在art溝槽中的深處的缺陷(這是因?yàn)樗呛駥?，但是226的材料的高度h3則應(yīng)當(dāng)是無缺陷的。在一些情形下，由于它是緩沖層并且它是厚的，因此材料226將在其頂表面處是弛豫的并且是無缺陷的。在一些情形下，臨界厚度(大于該臨界厚度，材料將弛豫)可以是小于6nm的厚度，因此在高度h1上方或者在表面125處的材料226中將不存在應(yīng)變。材料226在高度h1處或表面125處可以是弛豫材料(例如，具有非應(yīng)變的晶格)。

圖4a示出了具有頂表面215的材料226，在頂表面215上或者從頂表面215外延地生長具有溝道材料228的第一溝道層。材料128可以是隨后將被去除或蝕刻的具有“犧牲”層或材料的緩沖層，例如當(dāng)材料222被蝕刻時(shí)(例如，如針對圖4b-圖4c和圖5所提及的)。然而，在一些情形下，材料228是當(dāng)形成柵極時(shí)將保持附接到溝道層142的具有第一溝道材料的第一薄膜。

材料228具有底表面214，例如原子鍵合到表面215或者從(例如，接觸)表面215外延生長的表面。材料228還包括頂表面225。根據(jù)一些實(shí)施例，可以通過如上面提及的針對形成材料226或222的外延生長來形成材料228，并且可以僅從材料226的“晶種”頂表面215生長材料228。材料228可以是外延生長的無缺陷的單晶材料，該外延生長的無缺陷的單晶材料是從材料226的單晶無缺陷表面215生長的。

材料228具有在表面215上方的高度h41。材料228可以具有底表面和側(cè)表面212和213，該底表面具有從表面215生長的(100)晶體取向材料，側(cè)表面212和213具有(110)晶體取向材料。例如通過在溝槽105中生長兩個(gè)側(cè)表面，側(cè)表面212和213可以是材料226的側(cè)表面223和224(例如，從側(cè)表面223和224平行延伸或者在側(cè)表面223和224上方延伸)的繼續(xù)。在一些實(shí)施例中，晶體缺陷可能由于使用緩沖層226而不存在于材料228中。在一些情形下，層226中的缺陷在高度h3處中斷或者在高度h3內(nèi)不存在，并因此層226中的缺陷沒有延續(xù)或傳送到材料228中。

材料228(以及材料244)的高度h41可以是在1-10納米(nm)之間的高度。在一些情形下，高度h41可以小于10納米。在一些情形下，高度h41為1、2、5或10納米。在一些情形下，高度h41為10納米。在一些情形下，高度h41為2納米。在一些情形下，h41大約為2nm。高度h41可以是小于5nm的高度。在一些情形下，h41在1nm與5nm之間。在一些情形下，高度h41可以在1納米與3納米之間。

材料228可以具有頂表面225，該頂表面225具有(100)晶體取向(密勒指數(shù))。在一些情形下，材料228的頂表面形成具有(100)晶體指數(shù)的平坦表面。材料228可以在側(cè)表面之間具有寬度w1。材料228可以具有長度l1。

在一些情形下，在去除材料226之前將結(jié)區(qū)域(例如，源極和漏極)形成在材料228的端部處，以使得當(dāng)材料226被去除或者蝕刻時(shí)，剩余的納米線或帶(例如，材料142的剩余的納米線或帶或者材料228、142和244的剩余的納米線或帶)懸浮于在材料226被去除處的上方。側(cè)表面212和213(以及可選地，底表面214)可以被蝕刻以去除材料228的高度h41或所有材料228，從而形成具有材料142的納米線150(其可以通過同時(shí)蝕刻材料228和224(以及可選地蝕刻材料222)而被形成)。

與材料226的晶格相比，材料228的晶格可以是不同的尺寸(例如，與材料226的晶格發(fā)生晶格失配)。因此，材料226可以在材料228中誘發(fā)應(yīng)變。該應(yīng)變可以由于表面215而是單向的。如本領(lǐng)域中公知的那樣，材料228中的應(yīng)變可以是由晶格失配引起的應(yīng)變。在一些情形下，材料228可以相對于材料226是應(yīng)變的并且應(yīng)變是雙向的(例如，由于表面215處的晶格失配)。在一些情形下，由于鰭狀物在長度l1上是長的但是在寬度w1上是短的，因此窄方向上的該應(yīng)變是小的，這是因?yàn)閷τ谡挔钗?，?yīng)變可以在寬度方向上弛豫，并因此該應(yīng)變轉(zhuǎn)換為沿鰭狀物的長度l1的單向應(yīng)變。

在一些情形下，由于h41是薄的，因此材料228將材料228中的應(yīng)變傳遞到材料142，這是因?yàn)樵趆41中沒有足夠的厚度使得材料228弛豫。在其它情形下，材料228可以相對于其與表面215處的材料226的晶格的界面是弛豫材料(例如，具有非應(yīng)變的晶格)。在一些情形下，材料144相對于襯底(例如，材料102)是應(yīng)變層(單向地或雙向地)。

在高度h41足夠大的情形下，應(yīng)變由于材料228和244的晶格尺寸而存在于層228和244中。然而，根據(jù)實(shí)施例，高度h41足夠薄或足夠小，以使得不存在由這些材料與材料226或142之間的晶格失配引起或?qū)е碌莫?dú)立應(yīng)變。在這些實(shí)施例中，高度h41足夠小，使得層228中的應(yīng)變由于層226與層228之間的晶格失配而存在。此外，基于層226的表面215與層142的表面154之間的晶格失配，該應(yīng)變穿過層228繼續(xù)并引起層142上的應(yīng)變。

此外，層244的h1足夠薄，使得不存在由層142的表面155上的層244引起的獨(dú)立應(yīng)變。在其它實(shí)施例中，除了由層226引起的應(yīng)變以外，層244足夠厚以引起層142上的應(yīng)變。

圖4a示出了具有頂表面225的材料228，在頂表面225上或者從頂表面225外延生長具有(第二)溝道材料142的(第二)溝道層。圖4a中的材料142可以是用于晶體管的溝道材料(例如，將成為mos器件的溝道的溝道材料的單個(gè)材料或者疊置體的部分)。圖4a中的材料142具有底表面154，例如原子鍵合到表面225或者從(例如，接觸)表面225外延生長的表面。材料142還包括頂表面155，從該頂表面外延生長具有第三溝道材料244的第三溝道層。材料142還被示出為具有垂直的側(cè)表面152和153。這些表面可以是材料228的側(cè)表面的繼續(xù)。根據(jù)一些實(shí)施例，可以通過如針對圖3a提及的外延生長來形成圖4a中的材料142，除了該材料是從表面225而不是表面125生長的。圖4a中的材料142可以是外延生長的無缺陷的單晶材料，該外延生長的無缺陷的單晶材料是從材料228的單晶無缺陷表面225生長的。

圖4a中的材料142在表面225上方具有高度h4。材料142可以具有底表面154和垂直的側(cè)表面152和153，該底表面具有從表面225生長的(100)晶體取向材料，側(cè)表面152和153具有(110)晶體取向材料。例如通過在溝槽105中形成兩個(gè)側(cè)表面，圖4a中的側(cè)表面152和153可以是材料228的側(cè)表面212和213(例如，從側(cè)表面212和213平行延伸或者在側(cè)表面212和213上方延伸)的繼續(xù)。在一些實(shí)施例中，晶體缺陷可以由于使用緩沖層222和226而不存在于材料142中。在一些情形下，層226中的缺陷在高度h3處中斷或者在高度h3內(nèi)不存在，并因此層226中的缺陷沒有延續(xù)或傳送到圖4a中的材料142中。

圖4a中的高度h4可以與針對圖3a所提及的高度h4相同。在一些情形下，高度h3足夠大或充分大，以允許高度h3處的材料122的暴露側(cè)表面被選擇性地(例如，相對于材料142)水平蝕刻以去除材料122的高度h3或所有材料122，從而形成疊置體250(具有材料242，其具有高度h4和側(cè)壁152和154)(例如，如針對圖4b-4c和圖5所提及的)。

圖4a中的材料142可以具有頂表面155，該頂表面具有(100)晶體取向(密勒指數(shù))。在一些情形下，材料142的頂表面形成具有(100)晶體指數(shù)的平坦表面。材料142可以在側(cè)表面152與153之間具有寬度w1。材料142可以具有長度l1。

在一些情形下，在去除材料226之前將結(jié)區(qū)域形成在圖4a中的材料142的端部處，以使得當(dāng)材料226被去除或者蝕刻時(shí)，材料142(或者材料228、142和244)的剩余納米線或帶懸浮于在去除子鰭狀物材料226處形成的開口的上方。側(cè)表面223和224可以被蝕刻以去除材料226的高度h3或所有材料226，從而形成這種具有材料228、142和244的疊置體250。

例如，可以通過以下操作來形成結(jié)區(qū)域，即利用光刻膠保護(hù)圖4a或圖4b中的鰭狀物的端部處的長度，以保護(hù)層222、226和142的端部部分免于蝕刻，同時(shí)允許圖4d中的“柵極”蝕刻來蝕刻鰭狀物的中心部分(例如，其中將形成結(jié)區(qū)域的端部部分之間的部分)，從而去除子溝道材料222并形成在開口上方懸浮的疊置體250或納米線150，該開口形成在中心部分中、結(jié)區(qū)域之間、溝道材料下方。

與材料228的晶格相比，材料142的晶格可以是不同的尺寸(例如，與材料228的晶格發(fā)生晶格失配)。因此，材料228可以在圖4a中的材料142中誘發(fā)應(yīng)變。該應(yīng)變可以由于表面225與154之間的晶格失配而是單向的和/或雙向的。如本領(lǐng)域中公知的，材料142中的應(yīng)變可以是由晶格失配引起的應(yīng)變。由于形成結(jié)區(qū)域，該應(yīng)變可以在材料226(以及可選地228)被蝕刻掉之后繼續(xù)存在或者保留在具有材料142的溝道層中。空穴或電子載流子的載流子遷移率可以分別由于圖4a中的材料142中的壓應(yīng)變或拉應(yīng)變而增大。

在一些情形下，材料142可以相對于材料228或226是應(yīng)變的，并且應(yīng)變由于表面154處的材料142與材料228或材料226的頂表面的材料之間的晶格失配而是雙向的。在一些情形下，由于h5是薄的，因此材料142相對于材料144的晶格不應(yīng)變，但是由材料228將材料228中的應(yīng)變(由材料226引起)傳遞到材料142而使材料142發(fā)生應(yīng)變，這是因?yàn)樵趆41中沒有足夠的厚度以使材料228弛豫。在一些情形下，由于鰭狀物在長度l1上是長的但是在寬度w1上是短的，因此窄方向上的該應(yīng)變是小的，這是因?yàn)閷τ谡挔钗铮瑧?yīng)變可以在寬度方向上弛豫，因此該應(yīng)變轉(zhuǎn)換為沿著材料142的長度l1的單向應(yīng)變。

在其它情形下，圖4a中的材料142可以相對于其與表面225和154處的材料228的晶格的界面是弛豫材料(例如，具有非應(yīng)變晶格)。在一些情形下，材料142相對于襯底(例如，材料102；或側(cè)壁118和119)是應(yīng)變層(單向地或雙向地)。

圖4a示出了具有頂表面155的材料142，在頂表面155上或者從頂表面155外延生長具有溝道材料244的第三溝道層。材料244可以是隨后將被去除或蝕刻的“犧牲”層或材料，例如當(dāng)材料222被蝕刻時(shí)(例如，針對圖4b-圖4c和圖5所提及的)。然而，在一些情形下，材料244是當(dāng)形成柵極時(shí)將保持附接到溝道層142的具有第三溝道材料的第三薄膜。

與材料144類似，材料244也可以具有底表面，例如原子鍵合到表面155或者從(例如，接觸)表面155外延生長的表面。材料244可以是外延生長的無缺陷單晶材料，該外延生長的無缺陷單晶材料是從材料142的單晶無缺陷表面155生長的。

材料244在表面155上方具有高度h41。材料244可以具有底表面和側(cè)表面，該底表面具有從表面155生長的(100)晶體取向材料，側(cè)表面具有(110)晶體取向材料。例如通過在溝槽105中生長兩個(gè)側(cè)表面，那些側(cè)表面可以是材料142的側(cè)表面152和154(例如，從側(cè)表面152和154平行延伸或者在側(cè)表面152和154上方延伸)的繼續(xù)。在一些實(shí)施例中，晶體缺陷可以由于使用緩沖層226而不存在于材料144中。在一些情形下，層226中的缺陷在高度h3處中斷或者在高度h3內(nèi)不存在，并因此層226中的缺陷沒有延續(xù)或傳送到材料228中。在一些情形下，材料244的高度h41與材料228的高度h41相同。

材料244可以具有頂表面235，該頂表面235具有(100)晶體取向(密勒指數(shù))。材料244的頂表面可以被拋光或者蝕刻以形成具有(100)晶體指數(shù)的平坦表面。材料244可以具有在側(cè)表面之間的寬度w1。材料244可以具有長度l1。

在一些情形下，在去除材料226之前將結(jié)區(qū)域(例如，源極和漏極)形成在材料244的端部處，以使得當(dāng)材料226被去除或者蝕刻時(shí)(如針對圖4b-圖4c和圖5所提及的)，剩余的納米線或帶(例如，材料142的剩余的納米線或帶；或者材料228、142和244的剩余的納米線或帶)懸浮于在材料226被去除處的上方。材料244的側(cè)表面(以及可選地，頂表面)可以被蝕刻以去除材料244的高度h41或所有材料244，從而形成具有材料142的納米線150(其可以通過同時(shí)蝕刻材料228和224(以及可選地蝕刻材料222)而被形成)。

例如，可以通過以下操作來形成結(jié)區(qū)域，即利用光刻膠保護(hù)圖4a或圖4b中的鰭狀物的端部處的長度，以保護(hù)層222、226、142和244的端部部分免于蝕刻，同時(shí)允許圖4d中的“柵極”蝕刻來蝕刻鰭狀物的中心部分(例如，其中將形成結(jié)區(qū)域的端部部分之間的部分)，從而去除子溝道材料222并形成在開口上方懸浮的疊置體250或納米線150，該開口形成在中心部分中、結(jié)區(qū)域之間、溝道材料下方。

與材料142的晶格相比，材料244的晶格可以是不同的尺寸(例如，與材料142的晶格發(fā)生晶格失配)。因此，材料244可以在材料142中誘發(fā)應(yīng)變。該應(yīng)變可以由于表面155而是單向的。如本領(lǐng)域中公知的，材料142中的應(yīng)變可以是由晶格失配引起的應(yīng)變。

在一些情形下，材料142可以相對于材料244是應(yīng)變的，并且應(yīng)變是雙向的(例如，由于表面155處的晶格失配)。在一些情形下，由于鰭狀物在長度l1上是長的但是在寬度w1上是短的，因此窄方向上的該應(yīng)變是小的，這是因?yàn)閷τ谡挔钗锒?，?yīng)變可以在寬度方向上弛豫，并因此該應(yīng)變轉(zhuǎn)換為沿著鰭狀物的長度l1的單向應(yīng)變。在一些情形下，由于h41是薄的，因此材料142相對于材料244不應(yīng)變，這是因?yàn)樵诓牧?44的h41中沒有足夠的厚度來引起材料142中的應(yīng)變。

材料244可以相對于其與表面155處的材料142的晶格的界面是弛豫材料(例如，具有非應(yīng)變晶格)。在一些情形下，材料244相對于襯底(例如，材料102)是應(yīng)變層(單向地或雙向地)。

在一些情形下，形成材料244包括在sti區(qū)域107和108的頂表面上方形成一定高度的材料244，以及隨后對材料244和sti區(qū)域的頂部進(jìn)行拋光以形成圖4a中示出的結(jié)構(gòu)。形成層244的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)層244隨后被拋光(例如，通過cmp)時(shí)，由拋光引起或造成的對層244的晶體結(jié)構(gòu)的任何損害將不會(huì)損害層142。換言之，如果層244不存在，并且代替地，層142和sti區(qū)域被拋光以形成平坦的頂表面，則由這種拋光造成的損害將存在于材料142中。相反，通過形成層244，層142將不會(huì)被拋光損害，否則該拋光將被用于形成具有高度h5的材料142。

另外，形成層244的優(yōu)點(diǎn)在于，可以更精確地將材料142生長到高度h4，并隨后生長材料244，該材料244將被蝕刻，以使得保留材料142的高度h4。另一方面，與將材料142生長到高度h4相比，對材料142進(jìn)行精確地拋光以形成高度h4更為困難。換言之，與控制材料142將被拋光到的高度相比，控制材料142將外延生長到的高度(例如，高度h4)更為容易。

在一些情形下，表面125、153、155和135可以都具有(100)晶體取向。表面152和153可以具有(110)晶體取向。

圖4b示出了在蝕刻sti區(qū)域以去除sti區(qū)域的高度并且暴露可被蝕刻的一定高度的犧牲子鰭狀物材料之后的圖4a中的半導(dǎo)體襯底。圖4b示出了在蝕刻sti區(qū)域107和108以去除高度hs并且暴露鰭狀物材料的高度h3、2x(h41)和h4之后的圖4a中的半導(dǎo)體襯底。在一些實(shí)施例中，在圖4a之后，使用“氧化物蝕刻”來去除材料104的高度hs以形成sti材料區(qū)域107的頂表面117和sti材料區(qū)域108的頂表面116。頂表面116和117處于高度h1處，并使得材料226的高度h3的側(cè)表面223和224暴露。該蝕刻可以暴露犧牲子鰭狀物材料226的高度h3，其是可以如本文中提及的可被蝕刻的足夠高度。該蝕刻使得材料228的高度h41的側(cè)表面212和213暴露。該蝕刻使得材料142的高度h4的側(cè)表面152和153暴露。該蝕刻還使得材料244的高度h41的側(cè)表面146和147暴露。在一些情形下，蝕刻可以是如本文中公知的氟化氫(hf)蝕刻或氯化氫(hcl)蝕刻，以去除sti材料或材料104的高度hs的氧化物材料。

在一些情形下，蝕刻可以包括使用抗蝕劑或硬掩模覆蓋材料244的全部頂表面235對材料104圖案化和蝕刻以形成在高度h1處的表面116和117。在一些情形下，1、2或3個(gè)抗蝕劑層可以用于圖案化材料。在一些情形下，對材料104圖案化和蝕刻以形成sti區(qū)域包括在10-100m托范圍中的壓力下和在室溫下使用o2或o2/ar等離子體蝕刻。這種圖案化和蝕刻還可以包括通過在10-100m托范圍中的壓力下和在室溫下利用碳氟化合物(例如，cf4和/或c4f8)、o2和ar進(jìn)行蝕刻來蝕刻包括sti材料的氧化物。該蝕刻可以在表面116和117處或者在高度h1處停止或可以不在表面116和117處或者不在高度h1處停止。

圖4c示出了在進(jìn)行蝕刻以去除犧牲子鰭狀物材料226從而利用在sti區(qū)域的經(jīng)蝕刻的頂表面上方延伸的一定高度的具有溝道材料的疊置體形成電子器件疊置體之后的圖4b中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。圖4c示出了在進(jìn)行蝕刻以去除材料226從而利用在sti區(qū)域的經(jīng)蝕刻的頂表面上方延伸的高度為h4和2xh41(寬度w1和長度l1)的疊置體形成電子器件疊置體250之后的圖4b中的半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)實(shí)施例，可以通過使用蝕刻化學(xué)作用來相對于材料228和244選擇性地蝕刻材料226，其中蝕刻化學(xué)作用被選擇為或者已知為蝕刻材料226而不蝕刻材料228和244。蝕刻以去除材料226的高度h3或所有材料226可以通過濕法蝕刻或干法蝕刻來進(jìn)行蝕刻。在一些情形下，這種蝕刻通過使用濕法蝕刻(例如，hf濕法蝕刻)或干法蝕刻化學(xué)作用。

在一些情形下，蝕刻可以是各向同性的濕法蝕刻，該各向同性的濕法蝕刻利用選擇的蝕刻化學(xué)作用水平地蝕刻材料226，以去除跨寬度w1的材料226的高度h3的至少厚度w1或跨寬度w1的材料226的高度h3的一部分，但是化學(xué)作用并不去除材料142。在一些情形下，蝕刻可以是減法蝕刻，從而蝕刻掉材料226，除了其它材料(例如材料228和244)以外。在一些情形下，蝕刻可以使用氯或另一酸性干法蝕刻化學(xué)作用。在一些情形下，使用濕法蝕刻(例如，hf濕法蝕刻)或干法蝕刻來選擇性地蝕刻材料226以去除所有材料226。

為了進(jìn)行去除，蝕刻可以使用所選擇的濕法蝕刻化學(xué)作用(蝕刻劑)和蝕刻時(shí)間?；瘜W(xué)作用可以是檸檬酸濕法各向同性蝕刻以去除ingaas但是不去除較大晶格的inp(例如，其中材料226和142是ingaas，對于nmos器件，ingaas被較大晶格的inp材料228和/或222拉應(yīng)變)。在一些情形下，化學(xué)作用可以是hcl濕法各向同性蝕刻以去除inp但不去除ingaas(例如，蝕刻圖4d中的薄膜inp層228和244)。這些選擇性濕法蝕刻可以用于形成nmos器件，例如以下這種器件，其中為圖4a-圖4d中的材料選擇不同iii/v族材料的百分比以引起沿著疊置體250或納米線150的長度l1的拉應(yīng)變，從而使得結(jié)區(qū)域之間的電子載流子遷移率增加。例如，材料222、228和244可以是inp，而材料226和142是ingaas。

應(yīng)當(dāng)考慮到，可以基于被選擇為用于創(chuàng)建圖4a-圖4d中的器件的不同iii/v族材料的百分比來選擇其它適當(dāng)?shù)膇ii/v族材料和那些材料的選擇性蝕刻劑。這些選擇也可以應(yīng)用于圖5中的工藝。

可選地，化學(xué)作用可以是檸檬酸濕法各向同性蝕刻、硝酸濕法各向同性蝕刻或hf濕法各向同性蝕刻以去除硅鍺但不去除較小晶格的硅(例如，其中材料226和142是sige，對于pmos器件，sige被較小晶格的si材料228和/或222壓應(yīng)變)。在一些情形下，化學(xué)作用可以是氫氧化銨濕法各向同性蝕刻以去除硅但不去除較大晶格的硅鍺(例如，蝕刻圖4d中的薄膜si層228和244)。在一些情形下，化學(xué)作用可以是硫化銨濕法各向同性蝕刻以去除硅鍺但不去除較大晶格的鍺。

這些所選擇的濕法蝕刻可以用于形成pmos器件，例如以下器件，其中為圖4a-圖4d中的材料選擇硅和鍺的百分比以引起沿著疊置體250或納米線150的長度l1的壓應(yīng)變，從而使得結(jié)區(qū)域之間的空穴載流子遷移率增加。例如，材料226和142可以是ge；而材料222、228和244是si。在另一情形下，材料226和142可以是ge；而材料222、228和244是sige。在另一情形下，材料226和142可以是sige；而材料222、228和244可以是si。

應(yīng)當(dāng)考慮到，可以基于被選擇為用于創(chuàng)建圖4a-圖4d中的器件的不同iv族材料的百分比來選擇其它適當(dāng)?shù)膇v族材料的百分比(例如，si和ge的百分比)和那些材料的選擇性蝕刻劑。這些選擇也可以應(yīng)用于圖5中的工藝。

可以意識到，與不蝕刻圖3a-圖3d中的溝道材料142的選擇性蝕刻相比，選擇用于蝕刻圖4a-圖4d中的溝道材料142的蝕刻(例如，化學(xué)作用)是違背直覺的，并且提供了以下未預(yù)料到的益處，即允許使用薄膜層228和224來保護(hù)圖4a-圖4d中的溝道材料142。它還提供了本文中所描述的未預(yù)料到的益處，即在溝道材料上形成疊置體250(包括具有薄膜層的那些疊置體)，以增加載流子遷移率。

在一些情形下，蝕刻可以包括選擇性蝕刻以通過選擇性地蝕刻以實(shí)現(xiàn)以下目的來去除具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層：(1)去除第二緩沖層的第二材料，(2)但是不蝕刻第一緩沖層、第一溝道層和第三溝道層的第一材料，以將納米線形成為具有第一溝道層、第二溝道層和第三溝道層的疊置體；以及(3)不蝕刻第二溝道層的第二材料，這是由于第二溝道層的無橫向蝕刻的毛細(xì)管效應(yīng)。

在一些情形下，蝕刻可以包括選擇性地蝕刻以去除第一高度，包括選擇各向同性濕法蝕刻化學(xué)作用以蝕刻第二緩沖層的第二材料但不蝕刻薄溝道層的第一材料以及不去除第二溝道層的第二材料(由于蝕刻的毛細(xì)管效應(yīng)，不能夠蝕刻第二溝道層的第二厚度)。

這種蝕刻可以使用“定時(shí)”蝕刻，例如，在已知的用于去除材料226的高度h3或所有材料226的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行的蝕刻；或者可以使用被已知為執(zhí)行這種蝕刻的另一工藝。在蝕刻之后，具有材料142(或者材料228、142和244)的溝道層可以是或者包括在經(jīng)蝕刻的sti區(qū)域108和107上方的高度h3處延伸或設(shè)置的“暴露”的器件阱或者柵極層。

在一些情形下，材料226被選擇性地蝕刻以(1)去除所有材料226，但是(2)由于材料142的無橫向蝕刻的毛細(xì)管效應(yīng)而不去除材料142，從而形成疊置體250，其中毛細(xì)管效應(yīng)是因?yàn)橐韵略?，即材?42的高度h4足夠薄使得側(cè)壁152和153不能被蝕刻劑充分觸及或蝕刻(例如，從薄層228與244之間)以去除材料142。在一些情形下，該選擇性蝕刻包括在溝槽105和106中留有材料222的高度h22(以及h2)。在一些情形下，該選擇性蝕刻包括去除所有材料266；不去除材料222；不去除材料228和244；以及不去除材料142或者(例如，從側(cè)表面152和153或者在側(cè)表面152和153處)去除材料142的功能上不相關(guān)的(例如，作為溝道)厚度。應(yīng)當(dāng)考慮到，在一些情形下，材料228、142和244可以被形成為具有大于w1的寬度，以使得在選擇性蝕刻之后，剩余材料142具有寬度w1。

在蝕刻之后，具有材料228、142和244的疊置體250具有暴露的側(cè)表面，該暴露的側(cè)表面可以是平行于平面?zhèn)缺?13和115并且與平面?zhèn)缺?13和115對齊(例如，位于平面?zhèn)缺?13和115正上方)的平面表面。在蝕刻之后以及在從這些表面或者在這些表面上生長材料(例如，在疊置體的所有4個(gè)暴露表面上生長器件柵極或柵極電介質(zhì)層)之前，材料228、142和244的疊置體的這些表面、底表面214和頂表面235可以被認(rèn)為是“暴露的”。

疊置體250可以是外延生長的具有第一外延材料(例如，將變?yōu)閜型材料或n型材料)的溝道鰭狀物層或納米線層，其具有材料228、142和244的暴露表面。在一些情形下，疊置體250可以是“器件”層，例如其上或者其中形成電路器件的層，如本領(lǐng)域中公知的那樣。因此，疊置體250可以提供電子器件材料(例如，阱和/或溝道)，其中可以形成基于無缺陷的納米線(例如，鰭狀物或“四柵極”)的器件。在一些情形下，疊置體250可以是具有暴露的4個(gè)側(cè)部的溝道層(例如，“四溝道”或“四量子阱”)或者納米線，“器件”或柵極電介質(zhì)或材料將形成在該暴露的4個(gè)側(cè)部之上或上，如本領(lǐng)域中公知的那樣。疊置體250可以具有在經(jīng)蝕刻的開口151(位于sti區(qū)域107和108的頂表面上方的高度h3處)上方延伸的材料228、142和244的暴露表面。

在一些情形下，結(jié)區(qū)域形成在疊置體250的端部處(例如，在去除材料226之前)，以使得疊置體懸浮于在去除子鰭狀物材料226處形成的開口(例如，至少開口151；以及可選地溝槽105和106，如針對圖4b-圖4c和圖5所提及的)上方。

與材料226的晶格相比，疊置體250的材料的晶格可以是不同的尺寸(例如，與材料226的晶格發(fā)生晶格失配)。因此，材料226可以已經(jīng)在疊置體250的材料142中誘發(fā)應(yīng)變，該應(yīng)變在去除或蝕刻材料226之后還得以保留或繼續(xù)存在。該應(yīng)變可能由于疊置體250的端部錨定在結(jié)區(qū)域中(例如，錨定在結(jié)區(qū)域之間)或者鍵合到結(jié)區(qū)域(例如，鍵合在結(jié)區(qū)域之間)而得以保留。例如，由于形成了具有形成在結(jié)區(qū)域中或上的端部的材料疊置體250，由材料226誘發(fā)到疊置體中的應(yīng)變甚至在材料226被去除之后還得以保留，這是因?yàn)樵谌コ牧?26之后疊置體250的長度并不改變。因此，疊置體250中的壓應(yīng)變或拉應(yīng)變得以保留。該應(yīng)變可以由于當(dāng)生長疊置體250時(shí)表面215與214之間的晶格失配而是單向和/或雙向的。在一些情形下，該應(yīng)變是單向的，這是因?yàn)椴牧?26被去除，并且那些材料與疊置體250的材料之間的晶格失配不再存在，但是疊置體250的材料的長度尚未改變。疊置體250中的應(yīng)變可以是由晶格失配引起的應(yīng)變，如本領(lǐng)域中公知的那樣。

在一些情形下，疊置體250相對于襯底(例如，材料102)具有沿疊置體250的長度l1的雙向應(yīng)變。這可能是由于疊置體250的寬度w1大于6nm。在一些情形下，疊置體250相對于襯底(例如，材料102)具有沿疊置體250的長度l1的單向應(yīng)變。這可能是由于疊置體250的寬度w1小于6nm。在一些情形下，疊置體250相對于襯底(例如，材料102)不具有沿疊置體250的長度l1的應(yīng)變。這可能是由于疊置體250的高度h4+2xh41小于6nm和/或材料142與226之間不存在晶格失配。

在圖4c之后，如針對形成從圖3d中的電子器件納米線的所有4個(gè)暴露表面生長的第一共形厚度的第一共形外延“包覆”材料所描述的，可以從電子器件疊置體250的所有4個(gè)暴露表面生長第一共形厚度的第一共形外延“包覆”材料。

根據(jù)實(shí)施例，在溝道疊置體250中包括第一薄溝道層228和第三薄溝道層244提供了額外的優(yōu)點(diǎn)。由于薄層(材料228和244)存在于溝道的頂部和底部上(薄層約束或限制載流子在溝道內(nèi)(例如，在諸如源極和漏極之類的結(jié)區(qū)域之間)移動(dòng))，因此這種構(gòu)造可以被描述為量子阱結(jié)構(gòu)。除了從一個(gè)結(jié)區(qū)域到另一個(gè)結(jié)區(qū)域的方向以外，這種構(gòu)造還減小了載流子在各個(gè)方向上散射。例如，直接形成在溝道材料142的表面上或者鍵合到溝道材料142的表面的柵極絕緣體(例如，電介質(zhì)或氧化物)可以由于直接鍵合到材料142的氧化物材料的極性鍵而引起載流子的散射。然而，在疊置體250的情形下，柵極氧化物或絕緣體鍵合到溝道底部處的層228和溝道頂部處的層244。因此，在沿溝道材料152的表面154和155的結(jié)區(qū)域之間移動(dòng)的載流子將不會(huì)發(fā)生由氧化物極性鍵引起的散射，這是因?yàn)闁艠O氧化物或絕緣體沒有直接鍵合到那些表面，而是分別鍵合到材料225和244的表面214和235。

根據(jù)一些實(shí)施例，使用疊置體250的量子阱通過將載流子限制在材料142內(nèi)或?qū)⑤d流子約束在材料142內(nèi)來提供更高的載流子遷移率和更小的載流子散射，以使得它們僅沿表面152和153但不沿表面154和155暴露于柵極絕緣體、電介質(zhì)或氧化物的氧化物鍵合。

圖4d示出了在進(jìn)行蝕刻以去除薄膜溝道材料從而利用在sti區(qū)域的經(jīng)蝕刻的頂表面上方延伸的一定高度的剩余溝道層形成電子器件納米線之后的圖4c中的半導(dǎo)體襯底。圖4d示出了在進(jìn)行蝕刻以去除材料228和244(以及可選地，222)從而利用在sti區(qū)域的經(jīng)蝕刻的頂表面上方的高度h3+h41處延伸的高度為h4(寬度w1和長度l1)的溝道層(例如，材料142)形成電子器件納米線150之后的圖4c中的半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)實(shí)施例，可以通過使用蝕刻化學(xué)作用來相對于材料142選擇性地蝕刻材料228和244(以及可選地，222)，其中蝕刻化學(xué)作用被選擇為或者已知為蝕刻材料228和224(以及可選地，222)而不蝕刻材料142。蝕刻以去除材料228和244(以及可選地，222)的高度h41或所有材料228和244(以及可選地，222)可以通過濕法蝕刻或干法蝕刻來進(jìn)行蝕刻。在一些情形下，這種蝕刻通過使用濕法蝕刻(例如，hf濕法蝕刻)或干法蝕刻化學(xué)作用。

在一些情形下，蝕刻可以是各向同性的濕法蝕刻，該各向同性的濕法蝕刻利用選擇的蝕刻化學(xué)作用水平地蝕刻(去除)材料228和244，以完全去除它們，從而暴露材料142的所有側(cè)部。在一些情形下，蝕刻可以是減法蝕刻，從而蝕刻掉所有材料228和244，除了其它材料(例如材料142)以外。在一些情形下，蝕刻可以使用氯或另一酸性干法蝕刻化學(xué)作用。在一些情形下，使用濕法蝕刻(例如，hf濕法蝕刻)或干法蝕刻來選擇性地蝕刻材料228和244以去除所有材料228和244。

為了進(jìn)行去除，蝕刻可以使用所選擇的濕法蝕刻化學(xué)作用(蝕刻劑)和蝕刻時(shí)間。在一個(gè)示例中，化學(xué)作用可以是hcl濕法各向同性蝕刻以去除inp但不去除ingaas(例如，蝕刻圖4d中的薄膜si層228和244)。在一些情形下，化學(xué)作用可以是氫氧化銨濕法各向同性蝕刻以去除硅但不去除較大晶格的硅鍺(例如，蝕刻圖4d中的薄膜si層228和244)。上面提供了這樣的材料和蝕刻劑的其它示例。

這種蝕刻可以使用“定時(shí)”蝕刻，例如，在已知的用于去除所有材料228和244(以及可選地材料222)的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行的蝕刻；或者可以使用被已知為執(zhí)行這種蝕刻的另一工藝。在蝕刻之后，具有材料142的溝道層可以是或者包括在經(jīng)蝕刻的sti區(qū)域108和107上方的高度h3+h41處延伸或設(shè)置的“暴露”的器件阱或者溝道層。在一些情形下，在蝕刻材料228和244的過程中，蝕刻掉材料222。

在蝕刻之后，具有材料142的納米線150具有暴露的側(cè)表面152和153，側(cè)表面152和153可以是平行于平面?zhèn)缺?13和115并且與平面?zhèn)缺?13和115對齊(例如，位于平面?zhèn)缺?13和115的正上方)的平面表面。在一些情形下，圖4d中的納米線150與圖3c中的納米線相同，除了納米線150懸浮在經(jīng)蝕刻的sti區(qū)域108和107上方的高度h3+h41處，而不是懸浮在經(jīng)蝕刻的sti區(qū)域108和107上方的高度h3處。

在一些情形下，結(jié)區(qū)域形成在納米線150的端部處(例如，在去除材料226、228和244之前)，以使得具有材料142的納米線懸浮于在去除子鰭狀物材料226和228處形成的開口(例如，至少開口151；以及可選地溝槽105和106，如針對圖4b-圖4c和圖5所提及的)上方。

與材料228和244的晶格相比，納米線150的材料142的晶格可以是不同的尺寸(例如，與材料228和244的晶格發(fā)生晶格失配)。這些中的一個(gè)或多個(gè)，材料可以已經(jīng)在納米線150的材料142中誘發(fā)應(yīng)變，該應(yīng)變在去除或蝕刻材料228和244之后還得以保留或繼續(xù)存在。該應(yīng)變可能由于納米線150的端部錨定在結(jié)區(qū)域中(例如，錨定在結(jié)區(qū)域之間)或者鍵合到結(jié)區(qū)域(例如，鍵合在結(jié)區(qū)域之間)而得以保留。例如，由于形成了具有形成在結(jié)區(qū)域中或上的端部的材料142，由那些材料誘發(fā)到材料142中的應(yīng)變甚至在材料228和244被去除之后還得以保留，這是因?yàn)樵谌コ牧?28和244之后材料142的長度并不改變。因此，納米線150的材料142中的壓應(yīng)變或拉應(yīng)變得以保留。該應(yīng)變可以由于當(dāng)生長材料142時(shí)表面155和154與材料228和244的那些表面之間的晶格失配而是單向和/或雙向的。在一些情形下，該應(yīng)變是單向的，這是因?yàn)椴牧?28和244被去除，并且那些材料與材料142之間的晶格失配不再存在，但是材料142的長度尚未改變。材料142中的應(yīng)變可以是由晶格失配引起的應(yīng)變，如本領(lǐng)域中公知的那樣。

在一些情形下，納米線150相對于襯底(例如，材料102)具有沿鰭狀物的長度l1的雙向應(yīng)變。這可能是由于納米線150的寬度w1大于6nm。在一些情形下，納米線150相對于襯底(例如，材料102)具有沿鰭狀物的長度l1的單向應(yīng)變。這可能是由于納米線150的寬度w1小于6nm。在一些情形下，納米線150相對于襯底(例如，材料102)沿鰭狀物的長度l1不具有應(yīng)變。這可能是由于納米線150的高度h4小于6nm和/或材料142與122之間不存在晶格失配。

在圖4d之后，如針對形成從圖3d中的電子器件納米線的所有4個(gè)暴露表面生長的第一共形厚度的第一共形外延“包覆”材料所描述的，可以從電子器件納米線(例如，納米線150)的所有4個(gè)暴露表面生長第一共形厚度的第一共形外延“包覆”材料。

根據(jù)實(shí)施例，圖3c和圖4d中的納米線150可以用于形成包括材料142的鰭狀物場效應(yīng)晶體管(fet)，其中該材料142用作其上形成基于四柵極的器件的溝道層。在一些情形下，例如通過提供其上形成基于四柵極的器件的疊置體250的側(cè)表面、頂表面和底表面，圖4c中示出的疊置體250可以是量子阱納米線器件。鰭狀物fet或量子線器件可以是p型金屬氧化物半導(dǎo)體(mos)器件或n型mos器件。此外，p型器件可以與n型器件配對以形成互補(bǔ)型mos(cmos)器件。

在一些情形下，使用鍺(ge)和硅(si)材料技術(shù)以形成這種pmosfet或量子阱器件。在其它情形下，使用磷化銦(inp)和砷化銦鎵材料(ingaas)來形成nmos鰭狀物fet或量子阱器件。

(如與僅能夠提供對2或3個(gè)側(cè)部的偏置的其它器件相比)，對于所示出的溝道結(jié)構(gòu)，由于具有四柵極，因此這種器件可以具有出眾的載流子遷移率和較低的柵極閾值，這是因?yàn)闁艠O現(xiàn)在可以向所有4個(gè)側(cè)部上的溝道施加電偏置。此外，由于載流子主要在溝道的表面處或下方行進(jìn)，因此除了偏置和4個(gè)側(cè)部以外，存在載流子可以在其上方或在其下方行進(jìn)的4個(gè)側(cè)表面(如與僅具有被柵極偏置的2或3個(gè)溝道側(cè)部的其它器件相比)。

在一些情形下，材料122、144、222、228和244是相同的材料，例如都是“第一”材料，(例如，iv族(例如，ge/si)或iii/v族材料)，如本領(lǐng)域中公知的，可以在化學(xué)元素周期表中的第三列、第四列和第五列中找到這種材料。在這些實(shí)施例中，材料142和226可以是不同的“第二”材料(例如，iv族(例如，ge/si)或iii/v族材料)。

在一些情形下，第一材料是iii/v族材料(例如，磷化銦(inp))；并且第二材料是iii/v族材料(例如，砷化銦鎵(ingaas))。在這些情形下，疊置體250或線105可以用于nmos器件。nmos器件的一個(gè)示例將砷化銦鎵用于材料142并且將磷化銦用于材料122(以及可選地144)。因此，疊置體250或納米線150中的材料142可以經(jīng)歷可增加電子載流子遷移率的拉應(yīng)變。氯化氫可以被選擇為選擇性地蝕刻磷化銦，除了不蝕刻砷化銦鎵。檸檬酸可以被選擇為選擇性地蝕刻砷化銦鎵，除了不蝕刻磷化銦。

在其它情形下，第一材料可以是硅材料，而第二材料是硅鍺材料。pmos器件的一個(gè)示例將硅用于材料142并且將硅鍺或鍺用于材料122(以及可選地144)。在另一實(shí)施例中，pmos器件將硅鍺用于材料142并且將鍺用于材料122(以及可選地144)。因此在這些情形下，疊置體250或納米線150中的材料142可以經(jīng)歷壓應(yīng)變。氫氧化銨可以被選擇為選擇性地蝕刻硅，除了不蝕刻硅鍺。在其它情形下，硫化銨可以被選擇為選擇性地蝕刻硅鍺，除了不蝕刻鍺。此外，檸檬酸、硝酸或hf可以被選擇為選擇性地蝕刻硅鍺，除了不蝕刻硅。

所考慮的iii/v族材料中的其它材料是砷化鎵、砷化銦和磷化鎵。對這些材料的選擇可以如本領(lǐng)域中公知地那樣進(jìn)行選擇，其中基于能夠選擇性地蝕刻材料以及提供毛細(xì)管效應(yīng)并在溝道材料142中提供應(yīng)變(如本文中所描述的)來選擇這些材料用作第一材料和第二材料。類似地，可以如本領(lǐng)域中公知地那樣選擇用于蝕刻材料(例如，122；以及226，但由于毛細(xì)管效應(yīng)不蝕刻142)的蝕刻、蝕刻時(shí)間和蝕刻條件。

在一些情形下，可以將用于去除材料122的蝕刻選擇為能夠蝕刻表面122和124處的材料122的高度h3，以去除材料122的整個(gè)寬度w1和寬度及高度h3。該蝕刻可以不被選擇為由于毛細(xì)管效應(yīng)僅蝕刻材料142的特定量，但是該蝕刻可以被選擇為以慢得多的速率(例如，給定用于蝕刻的相同暴露面積，該速率比其蝕刻122慢20、50、100或1000倍)蝕刻材料142中的任何材料。另一方面，對于蝕刻材料226，該蝕刻可以被選擇為在相同的時(shí)間段內(nèi)以相同速度蝕刻材料226和142的相同表面面積。然而，由于高度h4是h4的至少兩到三倍，因此在高度h3內(nèi)材料226的寬度w1被蝕刻掉，而在對226和142的同時(shí)蝕刻期間，對于材料126和142的相同長度，在相同時(shí)間段上，沿表面152和153，材料142的高度h4的寬度w1的僅1、2或5納米被蝕刻掉。

根據(jù)一些實(shí)施例，圖3或圖4中的工藝可以包括使用溝槽形成iii-v族半導(dǎo)體納米線150或疊置體250(例如，“四柵極”器件)，該溝槽是經(jīng)由iii-v族半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)蝕刻蝕刻出的，該iii-v族半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)蝕刻包括蝕刻選擇性和毛細(xì)管效應(yīng)。在一些實(shí)施例中，圖3或圖4中的工藝、納米線150或疊置體250提供以下益處：(1)使得柵極被形成在溝道或疊置體周圍；同時(shí)去除了發(fā)生的晶體管漏電所通過(例如，由于通過子鰭狀物缺陷材料的漏電)的溝槽中的有缺陷的材料區(qū)；(2)選擇蝕刻，該蝕刻考慮使用毛細(xì)管效應(yīng)以使得利用為了最佳的溝槽填充和最佳的材料生長而不是其它因素所選擇的iii-v族材料填充溝槽，這是因?yàn)槲g刻將去除被填充到溝槽中的材料，從而由于材料的更多樣化的選擇而基于填充和生長選擇材料以確保溝道中的更少的晶體缺陷；(3)實(shí)現(xiàn)了利用各種iii-v族柵極或緩沖材料膜包覆納米線或疊置體，以增加或優(yōu)化載流子遷移率和柵極材料界面屬性；(4)允許使用iii-v族材料之間的多種蝕刻選擇性來提供廣泛范圍的溝道材料選擇、包覆選擇、以及子鰭狀物材料選擇；以及(5)包括納米線150或疊置體250的晶體管可以被應(yīng)用在高性能邏輯和存儲(chǔ)晶體管、高遷移率溝道(例如，形成在si襯底上的iii-v溝道)、以及摩爾定律中，并且同時(shí)提供低漏電晶體管，以便于獲得低功率益處。包括納米線150或疊置體250的晶體管還可以被用作用于以下情形的晶體管：大容量架構(gòu)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)特征以及制造的大容量接口。在一些實(shí)施方式中，這些晶體管可以包括(例如，在高度方向上垂直地)疊置在彼此頂部上的多個(gè)納米線150或疊置體250，例如由2、3、4或5個(gè)這樣的器件構(gòu)成的疊置體。在一些情形下，器件的疊置體可以用于形成單個(gè)晶體管(例如，其中每條線都在相同的兩個(gè)附接或電連接的結(jié)區(qū)域之間傳導(dǎo)總的溝道載流子或電流的一部分)。疊置體中的每個(gè)納米線150或疊置體250都可以具有不同或相同的柵極結(jié)構(gòu)。

圖5示出了示例性工藝500的流程圖，該示例性工藝500通過使用犧牲子鰭狀物材料在硅襯底上或上方形成高遷移率納米線“四柵極”器件。工藝500可以包括通過去除一個(gè)或多個(gè)犧牲子鰭狀物層來利用從si襯底生長的鰭狀物溝道形成高遷移率納米線金屬氧化物半導(dǎo)體，如針對圖2-4中形成納米線150或疊置體250所描述的。

工藝500開始于可選的方框505，其中，圍繞由硅襯底的(100)晶體指數(shù)硅襯底材料形成的硅鰭狀物來形成無定形sti材料層。方框505可以包括從硅襯底的(100)晶體指數(shù)硅頂部襯底表面材料生長sti材料(例如，在硅襯底的(100)晶體指數(shù)硅頂部襯底表面材料上生長sti材料)?？梢钥蛇x地從鰭狀物的(100)晶體指數(shù)硅側(cè)部襯底表面生長sti材料。方框505可以包括對圖1的描述。方框505可以包括形成鰭狀物109以及材料104的sti區(qū)域107和108。

在可選的方框510，穿過sti材料層中的硅鰭狀物蝕刻出(例如，形成)上部溝槽，并且該上部溝槽限定了第一sti區(qū)域和第二sti區(qū)域。方框510可以包括對圖2的描述。方框510可以包括蝕刻鰭狀物109以通過鰭狀物的材料102形成具有高度h1+hs的溝槽105。方框510可以包括形成上部溝槽，以具有在硅襯底的(100)晶體指數(shù)硅頂部襯底表面材料上的第一淺溝槽隔離(sti)區(qū)域107和第二淺溝槽隔離(sti)區(qū)域108，第一sti區(qū)域和第二sti區(qū)域具有限定上部溝槽的垂直的具有sti無定形材料的第一sti內(nèi)部側(cè)壁和第二sti內(nèi)部側(cè)壁。

在可選的方框520，將下部溝槽形成在上部溝槽下方并形成到硅襯底中。可選的方框520可以包括將下部溝槽蝕刻(例如，形成)為穿過襯底的平坦的表面高度(如果需要的話，以及硅鰭狀物的底部)。可選的方框520可以包括在淺溝槽隔離(sti)材料層的高度下方、上部溝槽下方蝕刻下部溝槽，并將下部溝槽蝕刻到硅襯底中。方框520可以包括對圖2的描述。方框520可以包括穿過材料102蝕刻出具有高度h2的溝槽106。方框520可以包括形成下部溝槽以具有第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和第二襯底內(nèi)部側(cè)壁，該第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和第二襯底內(nèi)部側(cè)壁具有襯底材料，該具有襯底材料的第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和第二襯底內(nèi)部側(cè)壁限定了下部溝槽，下部溝槽具有成角度的(111)晶體指數(shù)襯底材料側(cè)壁。方框520可以包括形成襯底內(nèi)部側(cè)壁，該襯底內(nèi)部側(cè)壁在下部溝槽的底部處相遇并且形成123度與128度之間的內(nèi)v角。方框520可以包括形成延伸到下部溝槽的上部開口中的上部溝槽的下部開口。方框520可以包括形成延伸到下部溝槽中的上部溝槽的下部開口，以使得sti側(cè)壁與第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和第二襯底內(nèi)部側(cè)壁相接合。

方框530包括在下部溝槽和上部溝槽中從第一和第二(111)晶體指數(shù)襯底內(nèi)部側(cè)壁外延生長具有鰭狀物犧牲材料的至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層。方框530可以包括對在圖3a中的高度h1上方生長具有高度h3的材料122的描述。方框530可以包括對在圖4a中的高度h1上方生長具有高度h3的材料226和生長材料222的描述。方框530可以包括從第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和第二襯底內(nèi)部側(cè)壁外延生長而不是從sti材料生長具有鰭狀物犧牲材料的至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層。

方框530可以包括將第一材料的鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層生長為穿過下部溝槽和上部溝槽并在高度h1上方延伸至少20納米、20與50nm之間、20與100nm之間或者50nm。方框530可以包括將第一材料的鰭狀物犧牲材料的第一子鰭狀物緩沖層生長為穿過下部溝槽并進(jìn)入上部溝槽的部分高度中；然后生長在高度h1上方延伸至少20納米、20與50nm之間、20與100nm之間或者50nm的與第一材料不同的第二材料的鰭狀物犧牲材料的第二子鰭狀物緩沖層。

方框540包括利用一個(gè)或多個(gè)犧牲材料從一個(gè)或多個(gè)子鰭狀物緩沖層的頂表面外延生長具有鰭狀物溝道材料的至少一個(gè)鰭狀物溝道層。方框540可以包括從具有鰭狀物犧牲材料的至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層的頂部(100)晶體指數(shù)襯底表面外延生長具有高遷移率鰭狀物溝道材料的鰭狀物溝道層。鰭狀物溝道材料可以是形成量子阱的單個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體溝道材料或者三層金屬氧化物半導(dǎo)體溝道材料的疊置體。

方框540可以包括將具有鰭狀物溝道材料的至少一個(gè)鰭狀物溝道層外延生長為在至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層的頂表面上方具有小于20納米、小于10nm、10與5nm之間、5與2nm之間或者10nm的高度。方框540可以包括對在圖3a中的表面125上方生長具有高度h4的材料142(例如，作為具有第二類型材料的溝道層)的描述。方框540可以包括對在圖4a中的表面215上方生長具有高度h41、h4和h41的材料228、142和244(例如，作為具有第一類型材料、隨后第二類型材料、隨后第一類型材料的溝道疊置體)的描述。方框540可以包括在上部溝槽上方在第一結(jié)材料區(qū)域與第二結(jié)材料區(qū)域之間外延生長至少一個(gè)鰭狀物溝道層。

可選的方框545可以包括選擇性地蝕刻無定形sti材料以去除sti區(qū)域的所選擇的高度并且暴露可被蝕刻的一定高度的犧牲子鰭狀物材料?？蛇x的方框545可以包括對進(jìn)行蝕刻以暴露圖3a-圖3b中的材料122的所選擇的高度h3或者圖4a-圖4b中的材料226的所選擇的高度h3的描述。方框520可以包括對圖3b或圖4b的描述?？蛇x的方框545可以包括蝕刻圖3a或圖4a的半導(dǎo)體襯底上方的sti區(qū)域以去除它們的高度hs并且暴露可被蝕刻的一定高度的犧牲子鰭狀物材料。蝕刻可以暴露犧牲子鰭狀物材料122或226的所選擇的高度h3，高度h3是如本文中提及的可被蝕刻的足夠高度。該蝕刻還可以暴露那些子鰭狀物材料上方的材料，例如材料142和/或疊置體或納米線150的材料。

方框550包括選擇性地蝕刻以從具有一個(gè)或多個(gè)鰭狀物溝道材料的一個(gè)或多個(gè)鰭狀物溝道層下方去除具有鰭狀物犧牲材料的一個(gè)或多個(gè)子鰭狀物緩沖層，但不去除一個(gè)或多個(gè)鰭狀物溝道材料，以留下懸浮在上部溝槽上方的具有一個(gè)或多個(gè)鰭狀物溝道材料的納米線。

方框550可以包括從上部溝槽上方選擇性地蝕刻具有鰭狀物犧牲材料的至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層，或者選擇性地蝕刻在sti區(qū)域的頂表面上方延伸可被蝕刻的高度h3的一部分或者全部高度h3的具有鰭狀物犧牲材料的至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層。方框550可以包括對圖3c中的選擇性蝕刻材料122的描述。方框550可以包括對圖4c中選擇性地蝕刻材料226的描述。

方框550可以包括選擇蝕刻化學(xué)作用和時(shí)間，該蝕刻化學(xué)作用和時(shí)間被已知為(1)基于所選擇的蝕刻化學(xué)作用和至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層的暴露側(cè)部的高度h3來選擇性地蝕刻至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層的類型材料；但(2)基于所選擇的蝕刻化學(xué)作用來留下至少一個(gè)溝道層的類型材料。方框550可以包括選擇將去除所有第一緩沖層的蝕刻化學(xué)作用和時(shí)間。

在一些情形下，方框550可以包括選擇蝕刻化學(xué)作用和時(shí)間，該蝕刻化學(xué)作用和時(shí)間被已知為(1)基于所選擇的蝕刻化學(xué)作用和至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層的暴露側(cè)部的所選擇高度h3來選擇性地蝕刻至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層的類型材料；(2)基于所選擇的蝕刻化學(xué)作用來選擇性地蝕刻具有三種溝道材料的疊置體的中間溝道材料的類型材料；但(3)基于所選擇的蝕刻化學(xué)作用留下疊置體的位于疊置體的中間溝道材料上方和下方的兩個(gè)薄層溝道材料的類型材料；以及(4)由于毛細(xì)管效應(yīng)不進(jìn)行蝕刻來去除疊置體的中間溝道材料，該毛細(xì)管效應(yīng)禁止蝕刻中間溝道材料，這是因?yàn)橹虚g溝道材料的暴露側(cè)部的所選擇高度h4對于所選擇的蝕刻(例如，在所選擇的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的具有所選擇的化學(xué)作用的各向同性濕法蝕刻)蝕刻中間溝道材料的多于幾納米的寬度而言不夠大。

在一些情形下，方框550或隨后單獨(dú)的蝕刻基于所選擇的蝕刻化學(xué)作用來去除所有至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層。在一些情形下，方框550或隨后單獨(dú)的蝕刻基于所選擇的蝕刻化學(xué)作用來去除疊置體的位于中間溝道材料上方和下方的所有兩個(gè)薄層溝道材料。在一些情形下，基于所選擇的蝕刻化學(xué)作用，至少一個(gè)子鰭狀物緩沖層中的第二子鰭狀物緩沖層、以及疊置體的位于中間溝道材料上方和下方的兩個(gè)薄層溝道材料被一起去除。

在一些情形下，僅執(zhí)行方框550。在一些情形下，僅執(zhí)行方框545和550。在一些情形下，僅執(zhí)行方框540和550。在一些情形下，僅執(zhí)行方框530到550。在一些情形下，僅執(zhí)行方框510到550。在一些情形下，執(zhí)行所有的方框505到550。

在一些情形下，第一材料是磷化銦(inp)并且第二材料是砷化銦鎵(ingaas)。在一些情形下，第一材料是硅(si)并且第二材料是硅鍺(sige)。在一些情形下，第一材料是硅(si)并且第二材料是鍺(ge)。在一些情形下，第一材料是硅鍺(sige)并且第二材料是鍺(ge)。在一些情形下，所選擇的蝕刻化學(xué)作用可以被選擇為蝕刻第一緩沖層的第一材料但不蝕刻第一溝道層的第二材料，如本領(lǐng)域中公知的那樣執(zhí)行本文中所描述的工藝。在一些情形下，所選擇的蝕刻化學(xué)作用可以被選擇為蝕刻第二緩沖層的第二材料但由于毛細(xì)管效應(yīng)不蝕刻薄溝道層的第一材料或第二溝道層的第二材料，如本領(lǐng)域中公知的那樣執(zhí)行本文中所描述的工藝。

圖6舉例說明了根據(jù)一種實(shí)施方式的計(jì)算設(shè)備600。計(jì)算設(shè)備600容納板602。板602可以包括多個(gè)部件，包括但不限于處理器604和至少一個(gè)通信芯片606。處理器604物理和電氣地連接到板602。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)通信芯片606也物理和電氣地連接到板602。在另外的實(shí)施方式中，通信芯片606是處理器604的部分。

取決于其應(yīng)用，計(jì)算設(shè)備600可以包括其它部件，這些部件可以物理和電氣地連接到板602，也可以不物理和電氣地連接到板602。這些其它部件包括但不限于易失性存儲(chǔ)器(例如，dram)、非易失性存儲(chǔ)器(例如，rom)、閃存、圖形處理器、數(shù)字信號處理器、密碼處理器、芯片組、天線、顯示器、觸摸屏顯示器、觸摸屏控制器、電池、音頻編解碼器、視頻編解碼器、功率放大器、全球定位系統(tǒng)(gps)設(shè)備、羅盤、加速度計(jì)、陀螺儀、揚(yáng)聲器、相機(jī)、以及大容量儲(chǔ)存設(shè)備(例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、壓縮盤(cd)、數(shù)字多功能盤(dvd)等等)。

通信芯片606實(shí)現(xiàn)無線通信，以便對往來于計(jì)算設(shè)備600的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。術(shù)語“無線”及其派生詞可以用于描述可通過使用經(jīng)由非固態(tài)介質(zhì)的經(jīng)調(diào)制的電磁輻射來傳輸數(shù)據(jù)的電路、設(shè)備、系統(tǒng)、方法、技術(shù)、通信信道等。該術(shù)語并不暗示相關(guān)聯(lián)的設(shè)備不包含任何線路，盡管在一些實(shí)施例中它們可以不包含任何線路。通信芯片606可以實(shí)施多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議中的任何標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議，這些標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議包括但不限于wi-fi(ieee802.11系列)、wimax(ieee802.16系列)、ieee802.20、長期演進(jìn)(lte)、ev-do、hspa+、hsdpa+、hsupa+、edge、gsm、gprs、cdma、tdma、dect、藍(lán)牙、及其衍生物、以及被命名為3g、4g、5g及更高的任何其它無線協(xié)議。計(jì)算設(shè)備600可以包括多個(gè)通信芯片606。例如，第一通信芯片606可以專用于較短距離無線通信，例如wifi和藍(lán)牙，并且第二通信芯片606可以專用于較長距離無線通信，例如gps、edge、gprs、cdma、wimax、lte、ev-do、等等。

計(jì)算設(shè)備600的處理器604包括封裝在處理器604內(nèi)的集成電路管芯。在一些實(shí)施方式中，集成電路管芯包括四柵極器件，該四柵極器件具有通過從溝道材料下方去除子鰭狀物材料的一部分所形成的具有一個(gè)或多個(gè)溝道材料(例如，單個(gè)材料或疊置體)的納米線，其中子鰭狀物材料生長在縱橫比捕獲(art)溝槽中，如參照圖1-圖5所描述的。在一些實(shí)施方式中，集成電路管芯包括(例如，在高度方向上垂直地)疊置在彼此頂部上的多個(gè)四柵極器件，例如由2、3、4或5個(gè)這樣的器件構(gòu)成的疊置體。在一些情形下，器件的疊置體可以用于形成單個(gè)晶體管(例如，其中每條線都在相同的兩個(gè)附接或電連接的結(jié)區(qū)域之間傳導(dǎo)總溝道載流子或電流的一部分)。每條線可以具有不同或相同的柵極結(jié)構(gòu)。術(shù)語“處理器”可以指代對來自寄存器和/或存儲(chǔ)器的電子數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以便將該電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可儲(chǔ)存在寄存器和/或存儲(chǔ)器中的其它電子數(shù)據(jù)的任何器件或器件的一部分。

通信芯片606還包括封裝在通信芯片606內(nèi)的集成電路管芯。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，包括通信芯片的封裝體包括一個(gè)或多個(gè)四柵極器件，該四柵極器件具有如本文所述的具有一個(gè)或多個(gè)溝道材料的納米線。在另外的實(shí)施方式中，容納在計(jì)算設(shè)備600內(nèi)的另一部件可以包含微電子封裝體，其中該微電子封裝體包括具有如本文所述的包覆器件層的鰭狀物器件。

在各個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備600可以是膝上計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本、筆記本、超級本、智能電話、平板設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、超級移動(dòng)pc、移動(dòng)電話、臺式計(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)碼相機(jī)、便攜式音樂播放器或數(shù)字視頻錄像機(jī)。在另外的實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備600可以是處理數(shù)據(jù)的任何其它電子設(shè)備。

示例

以下示例涉及實(shí)施例。

示例1是一種使用犧牲子鰭狀物層在硅襯底上形成納米線溝道的方法，包括：在形成于淺溝槽隔離(sti)區(qū)域之間的溝槽中從第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和第二襯底內(nèi)部側(cè)壁外延生長具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層；在所述溝槽中從所述犧牲材料外延生長第二高度的具有鰭狀物溝道材料的鰭狀物溝道層；選擇性地蝕刻所述sti區(qū)域以去除所述sti區(qū)域的高度并且暴露在經(jīng)蝕刻的淺溝槽隔離(sti)區(qū)域的頂表面上方的能夠被蝕刻的第一高度的所述犧牲子鰭狀物材料；以及選擇性地蝕刻以從所述鰭狀物溝道層下方去除所述第一高度的所述具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層，但是留下所述第二高度的所述具有鰭狀物溝道材料的鰭狀物溝道層，從而在所述溝槽上方形成納米線，其中所述納米線具有所述具有鰭狀物溝道材料的鰭狀物溝道層。

在示例2中，示例1的主題可以可選地包括：其中，所述第一高度在20nm與50nm之間。

在示例3中，示例2的主題可以可選地包括：其中，所述第二高度在5納米(nm)與10納米(nm)之間，并且所述具有鰭狀物溝道材料的鰭狀物溝道層包括具有第一鰭狀物溝道材料的第一薄鰭狀物溝道層、具有第二鰭狀物溝道材料的第二鰭狀物溝道層、具有所述第一鰭狀物溝道材料的第三薄鰭狀物溝道層。

在示例4中，示例1的主題可以可選地包括：其中，外延生長第二高度的具有鰭狀物溝道材料的鰭狀物溝道層包括：從所述子鰭狀物緩沖層的頂表面外延生長所述鰭狀物溝道層；并且其中，選擇性地蝕刻以去除所述第一高度留下懸浮于在上部端部處形成的第一結(jié)材料區(qū)域和第二結(jié)材料區(qū)域之間的所述鰭狀物溝道層的納米線四柵極溝道。

在示例5中，示例1的主題可以可選地包括：其中，所述第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和所述第二襯底內(nèi)部側(cè)壁是(111)晶體指數(shù)襯底材料，并且其中，生長所述具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層包括從(111)晶體指數(shù)襯底材料但不從sti材料生長所述具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層，以減少所述具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層的頂表面處的缺陷。

在示例6中，示例1的主題還可以可選地包括：在外延生長所述具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層之前形成所述溝槽，其中，形成所述溝槽包括：在硅襯底的(100)晶體指數(shù)硅頂部襯底表面材料上并且圍繞所述襯底材料的硅鰭狀物形成無定形sti材料層；穿過硅膜將上部溝槽蝕刻到所述襯底的頂部襯底表面材料，所述上部溝槽限定了第一sti區(qū)域和第二sti區(qū)域，所述第一sti區(qū)域和所述第二sti區(qū)域具有sti頂表面以及垂直的第一sti內(nèi)部側(cè)壁和第二sti內(nèi)部側(cè)壁，所述sti頂表面以及垂直的第一sti內(nèi)部側(cè)壁和第二sti內(nèi)部側(cè)壁具有sti無定形材料；以及在所述上部溝槽下方蝕刻下部溝槽并將所述下部溝槽蝕刻到所述襯底的頂部襯底表面材料中，其中，所述下部溝槽包括具有襯底材料的第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和第二襯底內(nèi)部側(cè)壁，所述第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和第二襯底內(nèi)部側(cè)壁限定了所述下部溝槽并具有成角度的(111)晶體指數(shù)襯底材料側(cè)壁。

在示例7中，示例1的主題可以可選地包括：其中，形成所述具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層包括：從所述第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和第二襯底內(nèi)部側(cè)壁外延生長具有第一材料的第一緩沖層，所述第一緩沖層延伸穿過所述下部溝槽和所述上部溝槽，并在淺溝槽隔離(sti)區(qū)域的頂表面上方延伸所述第一高度。

在示例8中，示例7的主題可以可選地包括：其中，選擇性地蝕刻以去除所述第一高度包括：選擇各向同性濕法蝕刻化學(xué)作用來蝕刻所述第一緩沖層的所述第一材料但不蝕刻所述第一溝道層的所述第二材料。

在示例9中，示例7的主題可以可選地包括：其中(1)所述第一材料是磷化銦(inp)并且所述第二材料是砷化銦鎵(ingaas)；或者(2)所述第一材料是硅(si)并且所述第二材料是硅鍺(sige)；并且還包括柵極電介質(zhì)層或緩沖材料層，所述柵極電介質(zhì)層或緩沖材料層形成在所述納米線的四個(gè)暴露的表面上。

在示例10中，示例1的主題可以可選地包括：其中，形成所述具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層包括：形成所述具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層，包括：從所述第一緩沖層的頂表面外延生長具有第二材料的第二緩沖層，并使所述第二緩沖層在sti區(qū)域的頂表面上方延伸第一高度。

在示例11中，示例10的主題可以可選地包括：其中，形成所述具有鰭狀物溝道材料的鰭狀物溝道層包括：從所述第二緩沖層的頂表面外延生長具有所述第一材料的第一溝道層；從所述第一溝道層的頂表面外延生長具有所述第二材料的第二溝道層；以及從所述第二溝道層的頂表面外延生長具有所述第一材料的第三溝道層。

在示例12中，示例11的主題可以可選地包括：其中，選擇性地蝕刻以去除所述具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層包括：選擇性地蝕刻以(1)去除所述第二緩沖層的所述第二材料、(2)但不蝕刻所述第一緩沖層、所述第一溝道層和所述第三溝道層的所述第一材料，以將所述納米線形成為所述第一溝道層、所述第二溝道層和所述第三溝道層的疊置體、以及(3)由于所述第二溝道層的無橫向蝕刻的毛細(xì)管效應(yīng)而不蝕刻所述第二溝道層的所述第二材料。

在示例13中，示例11的主題可以可選地包括：其中，選擇性地蝕刻以去除所述第一高度包括：選擇各向同性濕法蝕刻化學(xué)作用，以蝕刻所述第二緩沖層的所述第二材料但不蝕刻所述薄溝道層的所述第一材料，以及由于所述蝕刻的毛細(xì)管效應(yīng)不能蝕刻所述第二溝道層的所述第二厚度而不去除所述第二溝道層的所述第二材料。

在示例14中，示例12的主題可以可選地包括：在選擇性地蝕刻以去除所述具有鰭狀物犧牲材料的子鰭狀物緩沖層之后，然后選擇性地蝕刻以(1)去除所述第一緩沖層、所述第一溝道層和所述第三溝道層的所述第一材料，但留下所述第二溝道層的所述第二材料，從而形成具有所述第二溝道層的所述納米線。

在示例15中，示例12的主題可以可選地包括：其中(1)所述第一材料是磷化銦(inp)并且所述第二材料是砷化銦鎵(ingaas)；或者(2)所述第一材料是硅(si)并且所述第二材料是硅鍺(sige)；并且還包括形成在所述疊置體的四個(gè)暴露表面上的柵極電介質(zhì)層或緩沖材料層。

示例16是一種使用犧牲子鰭狀物層在硅襯底上形成的納米線溝道，包括：硅襯底，所述硅襯底具有第一襯底區(qū)域和第二襯底區(qū)域，所述第一襯底區(qū)域和第二襯底區(qū)域具有成一角度的具有襯底材料的第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和第二襯底內(nèi)部側(cè)壁，所述第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和所述第二襯底內(nèi)部側(cè)壁限定下部溝槽并具有(111)晶體指數(shù)，所述下部溝槽具有下部溝槽上部開口；第一淺溝槽隔離(sti)區(qū)域和第二淺溝槽隔離(sti)區(qū)域，所述第一淺溝槽隔離區(qū)域和所述第二淺溝槽隔離區(qū)域位于所述第一襯底區(qū)域和所述第二襯底區(qū)域上，所述第一sti區(qū)域和所述第二sti區(qū)域具有垂直的第一sti內(nèi)部側(cè)壁和第二sti內(nèi)部側(cè)壁，所述第一sti內(nèi)部側(cè)壁和所述第二sti內(nèi)部側(cè)壁具有sti材料，所述第一sti內(nèi)部側(cè)壁和所述第二sti內(nèi)部側(cè)壁在所述下部溝槽上部開口上方限定上部溝槽并具有(110)晶體指數(shù)；以及具有鰭狀物溝道材料的納米線，所述納米線在第一結(jié)區(qū)域材料與第二結(jié)區(qū)域材料之間懸浮在所述上部溝槽上方。

在示例17中，示例16的主題可以可選地包括：其中，所述納米線具有小于10納米的高度并且位于所述sti的頂表面上方至少20納米處；并且其中，所述納米線形成四溝道或四量子阱。

在示例18中，示例16的主題可以可選地包括：其中(1)所述溝道材料是砷化銦鎵(ingaas)或硅鍺(sige)；并且還包括柵極電介質(zhì)層或緩沖材料層，所述柵極電介質(zhì)層或緩沖材料層形成在所述納米線的四個(gè)暴露的表面上。

示例19是一種用于計(jì)算的系統(tǒng)，包括：微處理器，所述微處理器耦合到存儲(chǔ)器，所述微處理器具有至少一個(gè)電子四柵極器件，所述電子四柵極器件具有：硅襯底，所述硅襯底具有第一襯底區(qū)域和第二襯底區(qū)域，所述第一襯底區(qū)域和第二襯底區(qū)域具有成一角度的具有襯底材料的第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和第二襯底內(nèi)部側(cè)壁，所述第一襯底內(nèi)部側(cè)壁和所述第二襯底內(nèi)部側(cè)壁限定下部溝槽并具有(111)晶體指數(shù)，所述下部溝槽具有下部溝槽上部開口；第一淺溝槽隔離(sti)區(qū)域和第二淺溝槽隔離(sti)區(qū)域，所述第一淺溝槽隔離區(qū)域和所述第二淺溝槽隔離區(qū)域位于所述第一襯底區(qū)域和所述第二襯底區(qū)域上，所述第一sti區(qū)域和所述第二sti區(qū)域具有垂直的第一sti內(nèi)部側(cè)壁和第二sti內(nèi)部側(cè)壁，所述第一sti內(nèi)部側(cè)壁和所述第二sti內(nèi)部側(cè)壁具有sti材料，所述第一sti內(nèi)部側(cè)壁和所述第二sti內(nèi)部側(cè)壁在所述下部溝槽上部開口上方限定上部溝槽并具有(110)晶體指數(shù)；以及具有鰭狀物溝道材料的納米線，所述納米線在第一結(jié)區(qū)域材料與第二結(jié)區(qū)域材料之間懸浮在所述上部溝槽上方。

在示例20中，示例19的主題可以可選地包括：其中，所述納米線具有小于10納米的高度并且位于所述sti的頂表面上方至少20納米處；并且其中，所述納米線形成四溝道或四量子阱。

在示例21中，示例19的主題可以可選地包括：其中(1)所述溝道材料是砷化銦鎵(ingaas)或硅鍺(sige)；并且還包括柵極電介質(zhì)層或緩沖材料層，所述柵極電介質(zhì)層或緩沖材料層形成在所述納米線的四個(gè)暴露表面上。

示例22是一種包括用于執(zhí)行權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的方法的模塊的裝置。

在以上的描述中，出于解釋的目的，已經(jīng)闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對實(shí)施例的透徹理解。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將顯而易見的是，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施一個(gè)或多個(gè)其它實(shí)施例。所描述的特定實(shí)施例并非被提供為限制本發(fā)明的實(shí)施例，而是用于對其舉例說明。本發(fā)明的實(shí)施例的范圍并不由上面提供的具體示例來確定而是僅由下面的權(quán)利要求來確定。在其它實(shí)例中，已經(jīng)以方框圖的形式或以沒有細(xì)節(jié)的方式示出了公知的結(jié)構(gòu)、設(shè)備和操作，以避免混淆對本說明書的理解。在被認(rèn)為是適當(dāng)?shù)那闆r下，已經(jīng)在附圖當(dāng)中重復(fù)了附圖標(biāo)記或附圖標(biāo)記的結(jié)尾部分，以指示相對應(yīng)的要素或類似的要素，它們可以可選地具有類似的特征。

還應(yīng)當(dāng)意識到，貫穿本說明書對例如“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例”或“不同實(shí)施例”的提及表示特定特征可以被包括在實(shí)施的實(shí)施例中。類似地，應(yīng)當(dāng)意識到，為了簡化公開內(nèi)容并幫助理解實(shí)施例的各個(gè)創(chuàng)新方面，在說明書中，各個(gè)特征有時(shí)候在單個(gè)實(shí)施例、附圖或者對其的描述中被組合在一起。然而，這種公開方法不應(yīng)當(dāng)被解釋為反映了需要比在每個(gè)權(quán)利要求中明確記載的特征更多特征的實(shí)施例。相反，如所附權(quán)利要求所反映的，實(shí)施例的創(chuàng)新方面可以在于比在公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征少。例如，盡管上面的描述和附圖描述了所形成的具有納米線(具有一個(gè)或多個(gè)溝道材料)的四柵極器件僅示出了最多兩個(gè)犧牲緩沖層和最多3個(gè)溝道“疊置”層，但是上面的描述和附圖可以被應(yīng)用于形成多于兩個(gè)犧牲緩沖層(例如，3個(gè)或4個(gè)犧牲緩沖層)和/或多于3個(gè)溝道“疊置”層(例如，4個(gè)或5個(gè)溝道“疊置”層)。因此，在具體實(shí)施方式之后的權(quán)利要求在此明確被并入該具體實(shí)施方式中，其中每個(gè)權(quán)利要求自身均作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例而存在。