晶體管中的應(yīng)變補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br>【專利摘要】實(shí)施例包括器件，該器件包括：耦合到襯底的、具有第一晶格常數(shù)的第一外延層；位于第一層上的、具有第二晶格常數(shù)的第二外延層；接觸第二層的上表面的、具有不等于第二晶格常數(shù)的第三晶格常數(shù)的第三外延層；以及位于第三層上的、包括溝道區(qū)的外延器件層；其中(a)第一層是弛豫的并且包括缺陷，(b)第二層是壓縮應(yīng)變的并且第三層是拉伸應(yīng)變的，并且(c)第一層、第二層、第三層、以及器件層都被包括在溝槽中。在本文中描述了其它實(shí)施例。
【專利說明】
晶體管中的應(yīng)變補(bǔ)償
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施例通常設(shè)及集成電路器件，并且更具體地設(shè)及晶體管、多柵極晶體 管、PM0S和NM0S晶體管、W及納米帶和納米線晶體管。
【背景技術(shù)】
[0002] 朝著日益更小和更高度集成的電路（1C)的推動(dòng)力將巨大的要求置于用于構(gòu)造形 成那些1C的器件的技術(shù)和材料上。運(yùn)樣的1C建立在并入各種常見設(shè)備(例如，計(jì)算機(jī)、汽車、 電視機(jī)、游戲系統(tǒng)、二極管、激光器、光電探測器、磁場傳感器、CD播放器、可穿戴式電子儀器 (例如，智能手表和眼鏡）、智能電話、W及更一般而言地移動(dòng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)）的忍片中。運(yùn)些忍片 的部件包括例如晶體管(例如，CMOS(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)器件）、電容式結(jié)構(gòu)、電阻式 結(jié)構(gòu)、W及在1C的部件與外部設(shè)備之間提供電子連接的金屬線。
【附圖說明】
[0003] 根據(jù)所附權(quán)利要求、一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的W下【具體實(shí)施方式】、W及相對(duì)應(yīng) 的附圖，本發(fā)明的實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，在附圖中：
[0004] 圖1包括在本發(fā)明的實(shí)施例中的具有外延材料的溝槽。
[0005] 圖2包括在本發(fā)明的實(shí)施例中的圖1的溝槽，其中，絕緣體材料被部分蝕刻掉W暴 露溝道材料。
[0006] 圖3包括在本發(fā)明的實(shí)施例中的并入到開關(guān)器件(例如，晶體管）中的圖1和2的溝 槽。
[0007] 圖4包括在本發(fā)明的實(shí)施例中的并入到開關(guān)器件(例如，晶體管）中的圖1和2的溝 槽。
[000引圖5包括在本發(fā)明的實(shí)施例中的納米帶。
[0009] 圖6包括在本發(fā)明的實(shí)施例中的描述用于制造應(yīng)變補(bǔ)償?shù)木w管的方法的流程 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 現(xiàn)在將參照附圖，在附圖中，相同結(jié)構(gòu)可從被提供有相同的后綴附圖標(biāo)記。為了更 清楚地示出各個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，本文中所包括的附圖是半導(dǎo)體/電路結(jié)構(gòu)的圖解表示。因 此，所制造的集成電路結(jié)構(gòu)(例如，在顯微照片中）的實(shí)際外觀可W在仍并入所示實(shí)施例的 要求保護(hù)的結(jié)構(gòu)的同時(shí)看起來不同。此外，附圖可W只示出有助于理解所示實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。 可W不包括本領(lǐng)域中公知的附加結(jié)構(gòu)W保持附圖的清晰。例如，不必示出半導(dǎo)體器件中的 每一層。"實(shí)施例"、"各個(gè)實(shí)施例"等指示如此描述的（多個(gè))實(shí)施例可W包括特定的特征、結(jié) 構(gòu)或特性，但不是每一個(gè)實(shí)施例都必須包括所述特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性。一些實(shí)施例可W 具有針對(duì)其它實(shí)施例而描述的特征中的一些、全部特征或不具有運(yùn)些特征。"第一"、"第 二"、"第Ξ"等描述共同的對(duì)象并且指示設(shè)及的是相同對(duì)象的不同實(shí)例。運(yùn)樣的形容詞并不 暗示如此描述的對(duì)象必須采用時(shí)間上、空間上的給定順序、采用排序、或采用任何其它方 式。"連接"可W指示元件彼此直接物理或電接觸;并且"禪合"可W指示元件彼此協(xié)作或交 互，但是元件可W或可W不直接物理或電接觸。
[0011] 如W上所提及的，1C正在變得更小，并且運(yùn)呈現(xiàn)出1C的部件（例如，晶體管）的問 題。具體地，隨著晶體管的元件的間距變得越來越小，源極和漏極區(qū)體積縮小，并且通過源 極和漏極區(qū)提供單軸晶體管溝道應(yīng)力變得越來越難。考慮到晶體管的溝道區(qū)中的應(yīng)力可W 提高晶體管性能，將應(yīng)力并入到溝道區(qū)中（而不依賴于源極和漏極區(qū)來供應(yīng)應(yīng)力）的器件是 有用的。
[0012] 本文中所述的實(shí)施例提供了具有溝道結(jié)構(gòu)的晶體管，溝道結(jié)構(gòu)具有從襯底(和/或 襯底上的層)傳遞的應(yīng)力。還提供了由層間壓縮和拉伸層組成的溝道結(jié)構(gòu)和制造運(yùn)樣的溝 道結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明的附加實(shí)施例提供了在溝道區(qū)中具有多個(gè)應(yīng)變納米帶或納米線的晶 體管。在運(yùn)些實(shí)施例中，溝道結(jié)構(gòu)可W被包括在高寬比捕獲(ART)溝槽內(nèi)。ART溝槽將外延引 起的缺陷限制到溝道區(qū)之下和溝槽內(nèi)，從而產(chǎn)生比如果溝道包括缺陷的情況下更有效地操 作的相對(duì)無缺陷的溝道。此外，在一些實(shí)施例中，對(duì)溝道結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)變，從而允許結(jié)構(gòu)具有 顯著的高度(超過它們的傳統(tǒng)臨界層高度），同時(shí)維持溝道結(jié)構(gòu)中的應(yīng)變。運(yùn)允許構(gòu)建具有 足夠大W提供良好的切換性能的溝道的多柵極結(jié)構(gòu)。
[0013] 圖1包括形成在絕緣材料(例如，層間電介質(zhì)（ILD) 141和頂上襯底105)內(nèi)的ART溝 槽109。襯底105可W包括例如Si dART是基于W特定角度向上傳播的穿透位錯(cuò)。在ART中，在 具有足夠高的高寬比的第一半導(dǎo)體(S1)中產(chǎn)生溝槽，W使得位于溝道中的第二半導(dǎo)體(S2) 中的缺陷在溝槽的側(cè)壁上終止，并且位于終端上方的任何層是相對(duì)無缺陷的。溝槽可W或 可W不包括阻擋部。
[0014] 層110位于襯底105上。層110的外延材料可W具有第一晶格常數(shù)(在立方體單元晶 體中的原子之間的距離）。層110的材料可W包括例如化-xGex(例如，Si.sGe.5)。層111可W直 接接觸層110的上表面。層111可W包括具有第二晶格常數(shù)的外延材料。層111的材料可W包 括例如Si(i-y)Gey，其中Υ<Χ(例如Si.7Ge.3)。直接接觸層111的上表面的層112包括具有不等 于第二晶格常數(shù)的第Ξ晶格常數(shù)的外延材料。層112的材料可W包括例如Si(i-z)Gez，其中Z〉 X(例如，Si.3Ge.7)。使用SiGe材料作為示例，隨著Ge含量的增加，運(yùn)些材料的晶格常數(shù)增大。 另外，(?含量在層上傳遞應(yīng)變。因此，層111(使用Si(i-y)Gey(其中Υ<0.5)作為示例)是拉伸應(yīng) 變的，并且層112(使用Si(i-z)Gez(其中Ζ〉0.5)作為示例)是壓縮應(yīng)變的。
[0015] 圖1的器件還包括直接接觸層112的上表面的層113。層113包括具有實(shí)質(zhì)上等于 (層111的)第二晶格常數(shù)的第四晶格常數(shù)的外延材料。因此，如果層111是拉伸應(yīng)變的（由于 其與層110的晶格失配），則層113也會(huì)如此。層114直接接觸層113的上表面。層114包括具有 實(shí)質(zhì)上等于(層112的）第Ξ晶格常數(shù)的第五晶格常數(shù)的外延材料。因此，如果層112是壓縮 應(yīng)變的（由于其與第一層110的晶格失配），則第四層114也會(huì)如此。在實(shí)施例中，層 包括相同的材料(例如Si.7Ge.3)，并且層112、114包括相同的材料(例如Si.沁e.7)。
[0016] 外延器件層116被包括在層110、111、112、113、114上。層111、112、113、114包括交 替的相反應(yīng)變層。如果層111是壓縮應(yīng)變的，則層112是拉伸應(yīng)變的，并且層113是壓縮應(yīng)變 的。如果層111是拉伸應(yīng)變的，則層112是壓縮應(yīng)變的，并且層113是拉伸應(yīng)變的。盡管到目前 為止討論了層111、112、113、114，交替的和相反應(yīng)變層的數(shù)量可^少至兩層(例如，層111、 112)或可W擴(kuò)展到5、8、11、14個(gè)層或更多。例如，層115被示出并且包括與層113相同的材料 (并且因此相同的晶格常數(shù)和相同的應(yīng)變），然而很多其它層可被包括在層110與層116之 間。
[0017]器件層116包括溝道區(qū)，并且如下將討論的，可W最終禪合到源極區(qū)和漏極區(qū)W提 供晶體管。
[001引由層110、111、112、113、114、115、116組成的"疊置體"包括提供很多優(yōu)點(diǎn)的屬性的 唯一組合。例如，第一層110是弛豫的并包括缺陷，例如缺陷121、122、123。層110是弛豫的， 因?yàn)樗暮穸菵2延伸超過層110的臨界層厚度，從而產(chǎn)生弛豫晶格失配(即，在層110與襯底 105之間的失配)的缺陷。（關(guān)于臨界層厚度，如果外延層的厚度保持足夠小W將彈性應(yīng)變能 量維持在位錯(cuò)形成的能量W下，則應(yīng)變層結(jié)構(gòu)將針對(duì)位錯(cuò)形成在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，并且 被認(rèn)為低于其臨界層厚度。超過臨界層厚度導(dǎo)致由缺陷引起的弛豫。）
[0019] 層111是應(yīng)變的并且可W或可W不包括缺陷，例如缺陷121。層112是應(yīng)變的且可W 或可W不包括缺陷，例如缺陷121。缺陷121從層110跨過層之間的邊界界面延伸。在 運(yùn)個(gè)邊界界面處，層111使缺陷離開其線性路徑并更直接地朝著溝槽109的側(cè)壁"滑動(dòng)"（見 邊界入射區(qū)域150)。缺陷121從層111跨過層11U112之間的邊界界面延伸。在運(yùn)個(gè)邊界界面 處，層112使缺陷離開其線性路徑并更直接地朝著溝槽109的側(cè)壁"滑動(dòng)"到其最終終止的位 置。運(yùn)個(gè)終止出現(xiàn)在缺陷向上前進(jìn)到包括"實(shí)質(zhì)上無缺陷"的器件層116之前。
[0020] 本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解"實(shí)質(zhì)上無缺陷"不是絕對(duì)術(shù)語，而相反是例如由 用于使層成像的成像源(例如，透射電子顯微鏡(TEM))的分辨率決定的相對(duì)術(shù)語。例如，"實(shí) 質(zhì)上無缺陷"可W被解釋為百萬分之一(ppm)。
[0021] 此外，缺陷捕獲是"2維的"并且包括在X-Y平面中捕獲的缺陷（例如，缺陷121、 122)，W及具有Z平面中的元素的那些缺陷(例如，缺陷123)(其被示為從頁面朝著觀察者突 出）。
[0022] 在實(shí)施例中，層111包括比層110更低總數(shù)的缺陷，并且多個(gè)缺陷（例如，缺陷122) 在層110中終止。因此，隨著一個(gè)遠(yuǎn)離襯底向上移動(dòng)時(shí)，缺陷層110和一些或所有交替的應(yīng)變 層111、112、113、114、115使缺陷朝著溝槽109的側(cè)壁并且遠(yuǎn)離溝道部分116滑動(dòng)。
[0023] 在實(shí)施例中，層110、111、112、113、114、115、116都被包括在具有至少2:1的高寬比 (深度化比寬度Wi)的溝槽109中，但其它實(shí)施例可W包括1.5、1.7、1.9、2.1、2.3、2.5、2.7等 的比。
[0024] 在實(shí)施例中，層110的第一晶格常數(shù)是W下情況之一：（a)大于層111的晶格常數(shù)并 小于層112的晶格常數(shù)，或(b)小于層111的晶格常數(shù)并大于層112的晶格常數(shù)。換句話說，如 果層110是弛豫的，則其上方緊鄰的層(例如，層111)可W是相對(duì)于層110拉伸應(yīng)變的或相對(duì) 于層110壓縮應(yīng)變的。此外，在不考慮第一應(yīng)變層(例如，層111)是否是壓縮應(yīng)變的還是拉伸 應(yīng)變的情況下，交替的相反應(yīng)變層111、112、113、114、115的最終層(例如，圖1的示例中的層 115)可W是壓縮應(yīng)變的或拉伸應(yīng)變的。
[0025] 圖2示出了可W如何進(jìn)一步處理圖1的結(jié)構(gòu)。在圖2中，絕緣材料141的部分凹進(jìn)W 暴露溝道材料116的側(cè)壁。
[0026] 圖3示出了可W如何進(jìn)一步處理圖2的結(jié)構(gòu)。在圖3中，圖2的暴露的部分現(xiàn)在被覆 蓋有柵極電介質(zhì)135和柵極電極材料140。此外，源極或漏極部分142現(xiàn)在禪合到源極或漏極 電極143。節(jié)點(diǎn)142的互補(bǔ)源極/漏極節(jié)點(diǎn)未在圖3中示出，但將會(huì)位于柵極電極140的另一側(cè) 上而不是節(jié)點(diǎn)142上。
[0027]圖4包括沿著圖3的線4-4截取的側(cè)視圖W示出柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。如圖3中所示， 示出了溝道416和源極/漏極節(jié)點(diǎn)443連同它們相應(yīng)的電極440、442。然而，互補(bǔ)源極/漏極節(jié) 點(diǎn)444及其電極445也被提供為包括應(yīng)變補(bǔ)償溝道416的架構(gòu)的一個(gè)示例。
[00%]在實(shí)施例中，層111、112、113、114、115中的每個(gè)層包括小于其相應(yīng)的臨界層厚度 的深度或高度W防止從那些層內(nèi)產(chǎn)生缺陷。
[0029] 在實(shí)施例中，器件層116、416是弛豫的，并且源極和漏極區(qū)443、444是負(fù)滲雜的W 產(chǎn)生NM0S器件。
[0030] 在實(shí)施例中，器件層416是拉伸應(yīng)變的，并且源極和漏極區(qū)443、444是負(fù)滲雜的W 產(chǎn)生醒0S器件。在實(shí)施例中，直接位于器件層116下方和直接接觸器件層的層(例如，層115) 是拉伸應(yīng)變的并且層416是拉伸應(yīng)變的。因此，在實(shí)施例中，器件層不必與其下面緊鄰的層 為相反應(yīng)變的。
[0031] 在實(shí)施例中，器件層116、416是壓縮應(yīng)變的，并且源極區(qū)和漏極區(qū)443、444是正滲 雜的W產(chǎn)生PM0S器件。在實(shí)施例中，直接位于器件層116、416下方和直接接觸器件層的層是 壓縮應(yīng)變的。因此，在實(shí)施例中，器件層不必與其下面緊鄰的層為相反應(yīng)變的。
[0032] 在實(shí)施例中，器件層116比層111和層112中的任一層厚，考慮到相反和交替的應(yīng)變 層允許器件層由于其擴(kuò)大的臨界層厚度而延長其深度化的能力，在實(shí)施例中，臨界層厚度 常規(guī)地可W小于50nm但大于50nm。在實(shí)施例中，層110比層111和層112中的任一層厚，考慮 到層110有目的地延伸超過其臨界層厚度W產(chǎn)生缺陷，并且層111、112、113、114、115有目的 地不延伸超過其相應(yīng)的臨界層厚度W避免產(chǎn)生缺陷。
[0033] 在實(shí)施例中，層111、層112、W及器件層116都是單軸應(yīng)變的。通過使疊置體在溝槽 109內(nèi)生長，應(yīng)變保持在疊置體中，而如果疊置體通過雙向應(yīng)變的膜被蝕刻成罐狀物則可能 失去一些或所有的應(yīng)變（由于沿著膜的蝕刻邊緣的弛豫）。
[0034] W上示例解決一種情形，在該情形中：第一層110是Si日.日Ge日.日，并且層111包括 SixGei-x巧中x〉.5)，層111是拉伸應(yīng)變的，并且層112包括SiyGei-y(其中六.5)，層112是壓縮 應(yīng)變的。然而，其它實(shí)施例不是如此被限制的。例如，器件層可W包括器件材料，第二層(例 如，層111)和第Ξ層(例如，層112)的其中之一可W是拉伸應(yīng)變的（例如，層111)，并且第二 層和第Ξ層中的另一個(gè)層(例如，層112)是壓縮應(yīng)變的，并且器件材料包括的晶格常數(shù)不等 于(大于或小于)第二層和第Ξ層(例如，層11U112)的晶格常數(shù)中的任一晶格常數(shù)。例如， 器件層可W包括器件材料，第二層和第Ξ層的其中之一可W是拉伸應(yīng)變的（例如，層112)， 并且第二層和第Ξ層中的另一個(gè)層(例如，層111)是壓縮應(yīng)變的，并且器件材料包括的晶格 常數(shù)不等于(大于或小于)第二層和第Ξ層(例如，層11U112)的晶格常數(shù)中的任一晶格常 數(shù)。
[0035] 圖5包括在本發(fā)明的實(shí)施例中的納米帶。圖5包括形成在ILD 541內(nèi)的ART溝槽509 和頂上襯底505。襯底505可W包括例如Si。第一層510位于襯底505上。第一層的第一外延材 料可W具有第一晶格常數(shù)(在立方體單元晶體中的原子之間的距離）。第一材料可W包括例 如Si.xGei-x(例如，Si.sGe.s)。第二層可W包括具有第二晶格常數(shù)的外延材料。第二材料可W 包括例如Si(i-y)Gey，其中戶.5(例如，51.76日.3)。第；層512包括具有不等于第二晶格常數(shù)的 第^晶格常數(shù)的第^外延材料。第Ξ材料可W包括例如Si(i-z)Gez，其中z〉.5(例如， 81.366.7)。使用5166材料作為示例，隨著66含量的增加，運(yùn)些材料的晶格常數(shù)增大。另外，60 含量在層上傳遞應(yīng)變。因此，第二層511(使用Si(i-y)Gey(其中戶0.5)作為示例）是拉伸應(yīng)變 的，并且第Ξ層512(使用Si(i-z)Gez(其中z〉0.5)作為示例)是壓縮應(yīng)變的。外延器件層516被 包括在層510、511、512、513(例如，包括與層511相同的材料和晶格常數(shù)^及應(yīng)變）、514(例 如，包括與層512相同的材料和晶格常數(shù)W及應(yīng)變)上。層511、512、513、514包括交替的相反 應(yīng)變層。
[0036] 盡管圖5類似于圖1和3,但圖5的不同之處在于器件層515在沿著其長度的至少一 個(gè)點(diǎn)和在其制造期間的至少一些點(diǎn)處在所有側(cè)上被暴露。運(yùn)可W使用本領(lǐng)域中的普通技術(shù) 人員已知的材料特定蝕刻技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。被應(yīng)變外延層占據(jù)的區(qū)域(例如，區(qū)域515)可W不被 柵極金屬占據(jù)。在暴露層516(從而使納米線或納米帶懸浮在例如源極區(qū)與漏極區(qū)之間或?qū)?最終是源極區(qū)和漏極區(qū)的物體之間）之后，柵極氧化物材料535可W沉積在層516周圍，在此 之后柵極金屬540形成在柵極氧化物材料535周圍。運(yùn)描述了將器件層516圖案化成納米帶 (或如果納米帶具有不平坦的剖面層515,結(jié)構(gòu)則可W被稱為例如納米線）。層516的納米帶 被柵極包圍W產(chǎn)生"環(huán)繞式"柵極。如圖3-樣，層516的溝道可W禪合到源極和漏極。
[0037] 因此，圖5示出了具有應(yīng)變納米帶溝道區(qū)的晶體管結(jié)構(gòu)(但在其它實(shí)施例中包括一 條或多條納米線）。（一般而言，納米線可W被認(rèn)為具有近似相等的寬度和高度，并且納米帶 可W被認(rèn)為具有大于高度的寬度(長度尺寸是沿著線或帶的長度的尺寸））。利用圖5的納米 帶實(shí)施例，將一個(gè)或多個(gè)拉伸層或壓縮層蝕刻掉W產(chǎn)生相對(duì)于層110應(yīng)變的PM0S(使用壓縮 應(yīng)變層)或NM0S(使用拉伸應(yīng)變層)的（多個(gè))納米帶溝道區(qū)。在蝕刻掉層W暴露溝道層(并且 形成納米帶)的過程中，可W部分地(留下例如外延層515的殘余物)或完全地蝕刻掉外延材 料。納米線或納米帶可W懸浮在例如源極區(qū)與漏極區(qū)之間。
[0038] 盡管在圖5中示出了單個(gè)納米帶，但其它數(shù)量的納米帶或納米線是可能的，例如晶 體管管中的在1與10之間并且包括1和1〇、2與10之間、W及3與10之間的納米帶或納米線，雖 然其它數(shù)量也是可能的?？蒞通過去除圖1的疊置體中的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)變層來形成運(yùn)些數(shù) 量的納米帶或納米線。例如，可W通過去除一個(gè)或多個(gè)壓縮應(yīng)變層W產(chǎn)生一系列拉伸應(yīng)變 納米帶或納米線來形成一系列納米帶。例如，可W通過去除一個(gè)或多個(gè)拉伸應(yīng)變層W產(chǎn)生 一系列壓縮應(yīng)變納米帶或納米線來形成一系列納米帶。源極區(qū)和漏極區(qū)可W被制造成鄰接 一個(gè)或多個(gè)納米帶或納米線。應(yīng)變納米帶/納米線(相對(duì)于層110和/或襯底105)不需要使用 源極/漏極應(yīng)力源。
[0039] 在實(shí)施例中，絕緣層設(shè)置在納米帶或納米線之間和/或納米帶或納米線與襯底之 間。運(yùn)個(gè)絕緣可W用作"環(huán)繞式"柵極中的底部柵極隔離。
[0040] 圖6包括在本發(fā)明的實(shí)施例中的描述用于制造應(yīng)變補(bǔ)償晶體管的方法的流程圖。 方框605包括提供禪合到襯底的具有第一晶格常數(shù)的第一外延層(例如，層110)。方框610包 括提供位于第一層上的具有第二晶格常數(shù)的第二外延層(例如，層111)。方框615包括提供 接觸第二層的上表面的具有不等于第二晶格常數(shù)的第Ξ晶格常數(shù)的第Ξ外延層(例如，層 112);并且重復(fù)步驟610、615W產(chǎn)生多個(gè)交替的相反應(yīng)變層(例如，層113、114、和/或115)。 方框620包括在產(chǎn)生多個(gè)交替的相反應(yīng)變層之后，提供位于第Ξ層上的包括溝道區(qū)的外延 器件層(例如，層116)。方框625包括在溝道區(qū)的端部處形成源極區(qū)和漏極區(qū)。方框630包括 將柵極電介質(zhì)沉積在溝道區(qū)的至少兩側(cè)(例如，雙柵極器件的兩側(cè)和Ξ柵極器件的Ξ側(cè))上 W及將柵極電極沉積在柵極電介質(zhì)上。該方法可產(chǎn)生器件，其中（a)第一層是弛豫的并且包 括缺陷，（b)第二層是壓縮應(yīng)變的并且第Ξ層是拉伸應(yīng)變的，并且k)第一、第二、第Ξ、和器 件層都被包括在溝槽中。該方法可產(chǎn)生器件，其中（a)第一層是弛豫的并且包括缺陷，（b)第 二層是拉伸應(yīng)變的并且第Ξ層是壓縮應(yīng)變的，并且(C)第一、第二、第Ξ、和器件層都被包括 在溝槽中。
[0041] 盡管上述襯底105被提及為包括娃，但在其它實(shí)施例中，對(duì)于襯底105所選擇的材 料可W是例如包括來自元素周期表的ιπ、ιν、和/或V族的元素及其組合的任何材料。
[0042] 在實(shí)施例中，層111、112、113、114、115在其臨界層厚度^下生長^確保在運(yùn)些層 中保持完全的壓縮或拉伸應(yīng)變。運(yùn)些交替的相反應(yīng)變層(相對(duì)于缺陷層110在壓縮應(yīng)變與拉 伸應(yīng)變之間交替)可W在有最小到?jīng)]有應(yīng)變弛豫的情況下生長到極高的高度。一般而言，夾 層111、112、113、114、115可由純元素和/或元素的混合物(例如，51和6、^及虹-￥半導(dǎo)體材 料(包括在周期表的第m列和第V列中找到的元素的材料））組成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，溝 道結(jié)構(gòu)可W包括量子阱，在量子阱中薄器件層鄰近于與溝道材料相比具有更大帶隙的層或 夾在運(yùn)些層之間。通過相對(duì)于層110的晶格的晶格失配來產(chǎn)生相反應(yīng)變的外延夾層111、 112、113、114、115。
[0043] 在實(shí)施例中，襯底包括SiGe，層110由SixGei-x組成，層111由SiYGei-Y組成（其中Y〉 X)，并且層 112 由 SizGei-z組成（其中 Z<X，1〉X>0)。
[0044] 在實(shí)施例中，襯底105和/或?qū)?10由InP組成（雖然可能是與InP不同的成分），層 111 由InxGai-xAs組成（其中 1 >X〉0.53)，并且層 112由ImGai-YAs組成（其中0.53八>0)。
[0045] 在實(shí)施例中，襯底105和/或?qū)?10由GaSb組成(雖然可W是與GaSb不同的成分），層 111由A1訊組成，并且層112由InAs組成。
[0046] 在實(shí)施例中，襯底105和/或?qū)?10由Ge組成(雖然層110可W包括一些雜質(zhì)，從而使 其與襯底105晶格失配），層111由Si泌ei-x組成，并且層112由InYGai-YAs組成(其中1>X〉0并 且 1>Υ〉0)。
[0047] 在實(shí)施例中，襯底105和/或?qū)?10是GaAs(雖然可能是與GaAs不同的成分），層111 是GaAsxPi-x(其中X是在1與0之間的數(shù)字），并且層112是InYGai-沖(其中1>Υ〉0.51)。
[0048] 使用包括壓縮和拉伸應(yīng)變外延材料的交替層的外延夾層結(jié)構(gòu)允許溝道結(jié)構(gòu)，該溝 道結(jié)構(gòu)保持層中的應(yīng)變，同時(shí)比產(chǎn)生晶體管的溝道區(qū)中的應(yīng)變的常規(guī)方法具有更大的高 度。在本發(fā)明的實(shí)施例中，晶體管的溝道區(qū)具有在1 Onm與1 OOnm之間或在25nm與85nm之間的 范圍，雖然其它高度也是可能的。盡管在圖1中示出了五層相反應(yīng)變外延夾層111、112、113、 114、115，但也可W具有其它數(shù)量的運(yùn)樣的層，例如在3層與25層之間并且包括3層和25層或 在5層與25層之間，雖然其它數(shù)量也是可能的。
[0049] 在圖4中，源極區(qū)和漏極區(qū)443、444鄰接溝道區(qū)416的端部。在本發(fā)明的實(shí)施例中， 相對(duì)于層110的溝道應(yīng)變被維持在溝道區(qū)中，并且不需要使用在溝道中產(chǎn)生應(yīng)變的源極/漏 極材料。
[0050] 在實(shí)施例中，絕緣間隔體可W鄰接?xùn)艠O電介質(zhì)135和柵極電極140。
[0051] 盡管圖3公開了 Ξ柵極，但其它實(shí)施例可W包括具有應(yīng)變溝道區(qū)的雙柵極(雙重柵 極)晶體管結(jié)構(gòu)。例如，可W沿著溝道層116的側(cè)壁但不沿著溝道層116的頂部形成雙柵極。
[0052] 正如雙柵極、Ξ柵極、W及"環(huán)繞式"柵極W上所描述的，實(shí)施例包括具有應(yīng)變溝道 區(qū)的單柵極晶體管。對(duì)于單柵極晶體管，其它結(jié)構(gòu)也是可能的，例如具有相對(duì)于彼此不同取 向的特征的結(jié)構(gòu)和具有帶不同的形狀和/或尺寸的特征的結(jié)構(gòu)。例如，具有相對(duì)于溝道區(qū)不 凹進(jìn)的源極區(qū)和漏極區(qū)的單柵極晶體管結(jié)構(gòu)也是可能的。
[0053] 可W例如通過超高真空化學(xué)氣相沉積化HV-CVD)、快速熱化學(xué)氣相沉積(RTCVD)、 或分子束外延(M邸)來沉積本文中所述的外延材料(例如，層110、111、112、113、114、115、 116)。外延拉伸和壓縮應(yīng)變材料(分別具有相對(duì)于缺陷層110的更小和更大晶格常數(shù)的材 料)的交替層沉積到襯底上W產(chǎn)生層的疊置體。在對(duì)晶體管的溝道區(qū)的制造期間，拉伸和壓 縮夾層(沿著相反的方向應(yīng)變并且鄰近于彼此的層)針對(duì)弛豫更加穩(wěn)定，因?yàn)樾纬蒞使一層 弛豫的位錯(cuò)將增加另一層中的應(yīng)變。因?yàn)槠胶獐B置體系統(tǒng)的弛豫要求是相反的，所W可W 創(chuàng)建溝道區(qū)的更大總臨界厚度。通常，對(duì)于大于1.3%的晶格失配，不使用應(yīng)變補(bǔ)償?shù)膯文?疊置體不能在沒有弛豫或超過50nm高的缺陷形成的情況下生長。在本發(fā)明的實(shí)施例中，層 的疊置體可W具有從層3到25層或從5層到25層和/或10皿和10化m或在25皿與85皿之間的 高度。包括相反應(yīng)變夾層的結(jié)構(gòu)可W被包括在罐式場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的罐狀物中。
[0054] 在實(shí)施例中，柵極電介質(zhì)材料包括例如絕緣材料，例如二氧化娃（Si〇2)、氮氧化 娃、氮化娃、和/或高k電介質(zhì)材料。一般而言，高k電介質(zhì)是具有比Si化的介電常數(shù)大的介電 常數(shù)的電介質(zhì)材料。示例性高k電介質(zhì)材料包括二氧化給化f〇2)、氧化給娃、氧化銅、氧化銅 侶、二氧化錯(cuò)(Z;r〇2)、氧化錯(cuò)娃、二氧化鐵(Ti〇2)、五氧化粗(Ta地5)、氧化領(lǐng)鎖鐵、氧化領(lǐng)鐵、 氧化鎖鐵、氧化錠、氧化侶、氧化鉛筑粗、妮化鉛鋒、W及在半導(dǎo)體領(lǐng)域中已知的其它材料。
[0055] 在實(shí)施例中，柵極電極包括例如W下材料，例如:Ti、W、化、A1、及其合金、和具有稀 ±元素(例如，E;r、Dy)的合金或貴金屬(例如，Pt)、W及氮化物(例如，TaN和TiN)。
[0056] 在實(shí)施例中，源極和/或漏極的材料包括例如：用于NM0S的Si、碳滲雜的Si、W及憐 滲雜的娃；W及用于PM0S應(yīng)用的棚滲雜的Si泌ei-x、棚滲雜的Ge、棚滲雜的GexSni-x、W及P滲 雜的虹-V化合物。
[0057] 用于電介質(zhì)層、特征、和/或ILD的典型電介質(zhì)材料包括二氧化娃和低k電介質(zhì)材 料。可W使用的附加電介質(zhì)材料包括:碳滲雜的氧化物(CD0)、氮化娃、氮氧化娃、碳化娃、有 機(jī)聚合物(例如，全氣環(huán)下燒或聚四氣乙締、氣娃酸鹽玻璃(FSG))、和/或有機(jī)娃酸鹽(例如， 娃倍半氧燒、硅氧烷或有機(jī)娃酸鹽玻璃）。電介質(zhì)層可W包括用于進(jìn)一步減小介電常數(shù)的小 孔。
[0058] 本文中所示的器件可W包括附加的結(jié)構(gòu)，例如圍繞器件的絕緣層、附加的襯底層、 金屬溝槽W及將源極和漏極連接到1C器件的其它部件的通孔、W及其它附加的層和/或器 件。為了簡單被示出為一層的部件可W包括相同或不同材料的多個(gè)層，運(yùn)取決于例如在構(gòu) 造器件時(shí)所采用的制作過程和器件的期望特性。
[0059] 在襯底(例如，半導(dǎo)體晶片)上安置本發(fā)明的實(shí)施方式。襯底表面(根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施例，晶體管結(jié)構(gòu)可W形成在該襯底表面上）包括例如：氨終止娃（H-terminated S i 1 i con )、二氧化娃、娃、娃錯(cuò)、虹-V族(或在附加的周期表列編號(hào)方案中的13-14族)化合 物半導(dǎo)體、主族氧化物、金屬、和/或二進(jìn)制或混合金屬氧化物。層和包括器件的層也可W被 描述為襯底或襯底的部分，在襯底或襯底的部分上制造本發(fā)明的實(shí)施例。襯底基部(在其上 構(gòu)建半導(dǎo)體器件)典型地是被切割開W產(chǎn)生個(gè)體的1C忍片的半導(dǎo)體晶片?；恳r底(在其上 構(gòu)建忍片)典型地是娃晶片，雖然本發(fā)明的實(shí)施例不取決于所使用的襯底的類型。襯底也可 W由錯(cuò)、錬化銅、蹄化鉛、神化銅、憐化銅、神化嫁、錬化嫁、和/或單獨(dú)地與娃或二氧化娃或 其它絕緣材料組合的其它m-v族材料組成。襯底可W是作為晶片的部分的體半導(dǎo)體材料。 在實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底是作為從晶片上分割的忍片的部分的體半導(dǎo)體材料。在實(shí)施例中， 半導(dǎo)體襯底是形成在絕緣體(例如，絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底)上方的半導(dǎo)體材料。在實(shí)施 例中，半導(dǎo)體襯底是在體半導(dǎo)體材料上方延伸的突起結(jié)構(gòu)，例如罐狀物。
[0060] W下示例屬于進(jìn)一步的實(shí)施例。
[0061] 示例1包括一種器件，其包括:具有襯底晶格常數(shù)的娃襯底;位于襯底上的、包括具 有第一晶格常數(shù)的第一外延材料的第一層;直接接觸第一層的上表面的、包括具有第二晶 格常數(shù)的第二外延材料的第二層;直接接觸第二層的上表面的、包括具有不等于第二晶格 常數(shù)的第Ξ晶格常數(shù)的第Ξ外延材料的第Ξ層；W及位于第Ξ層上的、包括禪合到源極和 漏極區(qū)的溝道區(qū)的外延器件層;其中（a)第一層是弛豫的并且包括缺陷，（b)第二層是應(yīng)變 的并且包括缺陷，（C)第Ξ層是應(yīng)變的，（d)器件層實(shí)質(zhì)上不包括缺陷，（e)第一層、第二層、 第Ξ層、W及器件層都被包括在具有至少2:1的高寬比（深度比寬度）的溝槽中，并且(f)第 一晶格常數(shù)是下列情況之一大于第二晶格常數(shù)并且小于第Ξ晶格常數(shù)，W及(f) (η )小于第二晶格常數(shù)并且大于第Ξ晶格常數(shù)。
[0062] 在示例2中，示例1的主題可W可選地包括直接接觸第Ξ層的上表面的、包括具有 實(shí)質(zhì)上等于第二晶格常數(shù)的第四晶格常數(shù)的第四外延材料的第四層；W及直接接觸第四層 的上表面的、包括具有實(shí)質(zhì)上等于第Ξ晶格常數(shù)的第五晶格常數(shù)的第五外延材料的第五 層;其中，第四層和第五層均是應(yīng)變的，并且器件層位于第五層上。
[0063] 在示例3中，示例1-2的主題可W可選地包括其中器件層直接接觸第五層。
[0064] 在示例4中，示例1-3的主題可W可選地包括其中器件層是弛豫的，并且源極區(qū)和 漏極區(qū)是負(fù)滲雜的。
[0065] 在示例5中，示例1-4的主題可W可選地包括其中器件層是壓縮應(yīng)變的，并且源極 區(qū)和漏極區(qū)是正滲雜的。
[0066] 在示例6中，示例1-5的主題可W可選地包括其中直接位于器件層下方并且直接接 觸器件層的層是壓縮應(yīng)變的。
[0067] 在示例7中，示例1-6的主題可W可選地包括其中器件層是拉伸應(yīng)變的，并且源極 區(qū)和漏極區(qū)是負(fù)滲雜的。
[0068] 在示例8中，示例1-7的主題可W可選地包括其中直接位于器件層下方并且直接接 觸器件層的層是拉伸應(yīng)變的。
[0069] 在示例9中，示例1-8的主題可W可選地包括其中第二層包括比第一層更低總數(shù)的 缺陷，并且多個(gè)缺陷在第一層中終止。
[0070] 在示例10中，示例1-9的主題可W可選地包括其中器件層比第二層和第Ξ層中的 任一層厚。
[0071] 在示例11中，示例1-10的主題可W可選地包括其中器件層具有大于50nm的臨界 層。
[0072] 在示例12中，示例1-11的主題可W可選地包括其中第一層比第二層和第Ξ層中的 任一層厚。
[0073] 在示例13中，示例1-12的主題可W可選地包括其中第二層中的缺陷從第二層的底 表面延伸到到溝槽的側(cè)壁，缺陷在側(cè)壁處終止。
[0074] 在示例14中，示例1-13的主題可W可選地包括其中第二層、第Ξ層、W及器件層都 是單軸應(yīng)變的。
[0075] 在示例15中，示例1-14的主題可W可選地包括其中第一層直接接觸襯底的上表 面，并且第一晶格常數(shù)不等于襯底晶格常數(shù)。
[0076] 在示例16中，示例1-15的主題可W可選地包括其中器件層包括Ge，第一層包括 Sii-xGex，第二層和第Ξ層中的一個(gè)層是拉伸應(yīng)變的并且包括Sii-yGey，其中Υ<Χ，并且第二層 和第Ξ層中的另一個(gè)層是壓縮應(yīng)變的并且包括Sii-zGez，其中Ζ〉Χ。
[0077] 各種實(shí)施例包括不同的材料組合，例如且沒有限制如W下組合：
[007引
[0079] 在示例17中，示例1-16的主題可W可選地包括其中器件層包括器件材料，第二層 和第Ξ層中的一個(gè)層是拉伸應(yīng)變的，并且第二層和第Ξ層中的另一個(gè)層是壓縮應(yīng)變的，并 且器件材料包括的晶格常數(shù)不等于第一晶格常數(shù)和第二晶格常數(shù)中的任一個(gè)晶格常數(shù)。
[0080] 在示例18中，示例1-17的主題可W可選地包括設(shè)置在溝道區(qū)的至少兩側(cè)上的柵極 區(qū)，其中柵極區(qū)包括設(shè)置在柵極電極材料與溝道區(qū)之間的柵極電介質(zhì)材料。
[0081] 在示例19中，示例16-18的主題可W可選地包括其中溝道區(qū)由納米線和納米帶中 的至少一種組成，并且器件還包括設(shè)置在納米線和納米帶中的至少一種的四側(cè)上的柵極 區(qū)。
[0082] 示例20包括一種器件，其包括:禪合到襯底的、具有第一晶格常數(shù)的第一外延層； 位于第一層上的、具有第二晶格常數(shù)的第二外延層;接觸第二層的上表面的、具有不等于第 二晶格常數(shù)的第Ξ晶格常數(shù)的第Ξ外延層；W及位于第Ξ層上的、包括溝道區(qū)的外延器件 層;其中（a)第一層是弛豫的并且包括缺陷，（b)第二層是壓縮應(yīng)變的并且第Ξ層是拉伸應(yīng) 變的，并且(C)第一層、第二層、第Ξ層、W及器件層都被包括在溝槽中。
[0083] 在示例21中，示例20的主題可W可選地包括禪合到溝道區(qū)的源極和漏極區(qū)，其中 器件層是下列情況之一 ：（a)壓縮應(yīng)變的，源極和漏極區(qū)是正滲雜的，W及(b)拉伸應(yīng)變的， 源極和漏極區(qū)是負(fù)滲雜的。
[0084] 在示例22中，示例20-21的主題可W可選地包括其中器件層比第二層和第Ξ層中 的任一層厚，并且第二層、第Ξ層、W及器件層都是單軸應(yīng)變的。
[0085] 示例23包括一種用于形成晶體管的溝道區(qū)的方法，其包括:提供禪合到襯底的、具 有第一晶格常數(shù)的第一外延層;提供位于第一層上的、具有第二晶格常數(shù)的第二外延層;提 供接觸第二層的上表面的、具有不等于第二晶格常數(shù)的第Ξ晶格常數(shù)的第Ξ外延層；W及 提供位于第Ξ層上的、包括溝道區(qū)的外延器件層;在溝道區(qū)的端部處形成源極和漏極區(qū)，將 柵極電介質(zhì)沉積在溝道區(qū)的至少兩側(cè)上，W及將柵極電極沉積在柵極電介質(zhì)上;其中(a)第 一層是弛豫的并且包括缺陷，（b)第二層是壓縮應(yīng)變的并且第Ξ層是拉伸應(yīng)變的，并且（C) 第一層、第二層、第Ξ層、W及器件層都被包括在溝槽中。
[0086] 在示例24中，示例23的主題可W可選地包括其中器件層是下列情況之一 ：（a)壓縮 應(yīng)變的，源極和漏極區(qū)是正滲雜的，W及(b)拉伸應(yīng)變的，源極和漏極區(qū)是負(fù)滲雜的。
[0087] 在示例24中，示例23的主題可W可選地包括其中器件層比第二層和第Ξ層中的任 一層厚，并且第二層、第Ξ層、W及器件層都是單軸應(yīng)變的。
[0088] 已經(jīng)出于說明和描述的目的介紹了本發(fā)明的實(shí)施例的前述描述。其并不旨在窮舉 或?qū)⒈景l(fā)明限制到所公開的精確形式。本說明書和所附權(quán)利要求包括諸如左、右、頂、底、 在……之上、在……之下、上、下、第一、第二等術(shù)語，它們僅用于描述性目的而不被認(rèn)為是 限制性的。例如，標(biāo)示相對(duì)垂直位置的術(shù)語指代襯底或集成電路的器件側(cè)(或有源表面)是 該襯底的"頂"表面的情形;襯底實(shí)際上可W處于任何取向，W使得在標(biāo)準(zhǔn)的地面參考系中， 襯底的"頂"偵阿W低于"底"側(cè)并且仍然落在術(shù)語"頂"的意義內(nèi)。如本文中飽括權(quán)利要求 書中）所使用的術(shù)語"在……上"并不指示在第二層"上"的第一層直接在第二層上并且與第 二層直接接觸，除非對(duì)此進(jìn)行明確陳述;在第一層與位于第一層上的第二層之間可W存在 第Ξ層或其它結(jié)構(gòu)?？蒞在若干位置和取向上制作、使用或裝運(yùn)本文中所描述的器件或制 品的實(shí)施例。相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員可W意識(shí)到，鑒于W上教導(dǎo)，可W做出許多修改和變化。本 領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到針對(duì)圖中所示的各個(gè)部件的各種等價(jià)組合和替換。因此，本發(fā)明的 范圍旨在不受該【具體實(shí)施方式】的限制，而是受所附權(quán)利要求的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種器件，包括： 硅襯底，其具有襯底晶格常數(shù)； 第一層，其位于所述襯底上，所述第一層包括具有第一晶格常數(shù)的第一外延材料； 第二層，其直接接觸所述第一層的上表面，所述第二層包括具有第二晶格常數(shù)的第二 外延材料； 第三層，其直接接觸所述第二層的上表面，所述第三層包括具有不等于所述第二晶格 常數(shù)的第三晶格常數(shù)的第三外延材料；以及 外延器件層，其位于所述第三層上，所述外延器件層包括耦合到源極區(qū)和漏極區(qū)的溝 道區(qū)； 其中，（a)所述第一層是弛豫的并且包括缺陷，（b)所述第二層是應(yīng)變的并且包括缺陷， (c)所述第三層是應(yīng)變的，（d)所述器件層實(shí)質(zhì)上不包括缺陷，（e)所述第一層、所述第二層、 所述第三層、以及所述器件層都被包括在具有至少2:1的高寬比(深度比寬度)的溝槽中，并 且(f)所述第一晶格常數(shù)是下列情況之一 ：（f)(i)大于所述第二晶格常數(shù)并且小于所述第 三晶格常數(shù)，以及(f)( ? )小于所述第二晶格常數(shù)并且大于所述第三晶格常數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，包括： 第四層，其直接接觸所述第三層的上表面，所述第四層包括具有實(shí)質(zhì)上等于所述第二 晶格常數(shù)的第四晶格常數(shù)的第四外延材料;以及 第五層，其直接接觸所述第四層的上表面，所述第五層包括具有實(shí)質(zhì)上等于所述第三 晶格常數(shù)的第五晶格常數(shù)的第五外延材料； 其中，所述第四層和所述第五層均是應(yīng)變的，并且所述器件層位于所述第五層上。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中，所述器件層直接接觸所述第五層。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述器件層是弛豫的，并且所述源極區(qū)和所述漏 極區(qū)是負(fù)摻雜的。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述器件層是壓縮應(yīng)變的，并且所述源極區(qū)和所 述漏極區(qū)是正摻雜的。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其中，直接位于所述器件層下方并且直接接觸所述器件 層的層是壓縮應(yīng)變的。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述器件層是拉伸應(yīng)變的，并且所述源極區(qū)和所 述漏極區(qū)是負(fù)摻雜的。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的器件，其中，直接位于所述器件層下方并且直接接觸所述器件 層的層是拉伸應(yīng)變的。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述第二層包括比所述第一層更低總數(shù)的缺陷， 并且多個(gè)缺陷在所述第一層中終止。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述器件層比所述第二層和所述第三層中的任 一層厚。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的器件，其中，所述器件層具有大于50nm的臨界層。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的器件，其中，所述第一層比所述第二層和所述第三層中的任 一層厚。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述第二層中的缺陷從所述第二層的底表面延 伸到所述溝槽的側(cè)壁，所述缺陷在所述側(cè)壁處終止。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，第二層、第三層、以及器件層都是單軸應(yīng)變的。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述第一層直接接觸所述襯底的上表面，并且所 述第一晶格常數(shù)不等于所述襯底晶格常數(shù)。16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述器件層包括Ge，所述第一層包括SinGex，所 述第二層和所述第三層中的一個(gè)層是拉伸應(yīng)變的并且包括Si^Gey，其中Y〈X，并且所述第 二層和所述第三層中的另一個(gè)層是壓縮應(yīng)變的并且包括Si^Gez，其中Ζ>Χ。17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述器件層包括器件材料，所述第二層和所述第 三層中的一個(gè)層是拉伸應(yīng)變的，并且所述第二層和所述第三層中的另一個(gè)層是壓縮應(yīng)變 的，并且所述器件材料包括的晶格常數(shù)不等于所述第一晶格常數(shù)和所述第二晶格常數(shù)中的 任一個(gè)晶格常數(shù)。18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，包括設(shè)置在所述溝道區(qū)的至少兩側(cè)上的柵極區(qū)，其中， 所述柵極區(qū)包括設(shè)置在柵極電極材料與所述溝道區(qū)之間的柵極電介質(zhì)材料。19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述溝道區(qū)包括納米線和納米帶中的至少一種， 并且所述器件還包括設(shè)置在納米線和納米帶中的至少一種的四側(cè)上的柵極區(qū)。20. -種器件，包括： 第一外延層，其耦合到襯底，所述第一外延層具有第一晶格常數(shù)； 第二外延層，其位于所述第一層上，所述第二外延層具有第二晶格常數(shù)； 第三外延層，其接觸所述第二層的上表面，所述第三外延層具有不等于所述第二晶格 常數(shù)的第三晶格常數(shù)；以及 外延器件層，其位于所述第三層上，所述外延器件層包括溝道區(qū)； 其中，（a)所述第一層是弛豫的并且包括缺陷，（b)所述第二層是壓縮應(yīng)變的并且所述 第三層是拉伸應(yīng)變的，并且(c)所述第一層、所述第二層、所述第三層、以及所述器件層都被 包括在溝槽中。21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，包括耦合到所述溝道區(qū)的源極區(qū)和漏極區(qū)，其中，所述 器件層是下列情況之一 ：（a)壓縮應(yīng)變的，所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)是正摻雜的，以及(b)拉 伸應(yīng)變的，所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)是負(fù)摻雜的。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的器件，其中，所述器件層比所述第二層和所述第三層中的任 一層厚，并且所述第二層、所述第三層、以及所述器件層都是單軸應(yīng)變的。23. -種用于形成晶體管的溝道區(qū)的方法，包括： 提供耦合到襯底的、具有第一晶格常數(shù)的第一外延層； 提供位于所述第一層上的、具有第二晶格常數(shù)的第二外延層； 提供接觸所述第二層的上表面的、具有不等于所述第二晶格常數(shù)的第三晶格常數(shù)的第 三外延層；以及 提供位于所述第三層上的、包括溝道區(qū)的外延器件層； 在所述溝道區(qū)的端部處形成源極區(qū)和漏極區(qū)， 將柵極電介質(zhì)沉積在所述溝道區(qū)的至少兩側(cè)上，以及 將柵極電極沉積在所述柵極電介質(zhì)上； 其中，（a)所述第一層是弛豫的并且包括缺陷，（b)所述第二層是壓縮應(yīng)變的并且所述 第三層是拉伸應(yīng)變的，并且(C)所述第一層、所述第二層、所述第三層、以及所述器件層都被 包括在溝槽中。24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的器件，其中，所述器件層是下列情況之一：（a)壓縮應(yīng)變的， 所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)是正摻雜的，以及(b)拉伸應(yīng)變的，所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)是負(fù) 摻雜的。25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的器件，其中，所述器件層比所述第二層和所述第三層中的任 一層厚，并且所述第二層、所述第三層、以及所述器件層都是單軸應(yīng)變的。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK106062963SQ201480076424
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年3月28日
【發(fā)明人】V·H·勒, B·舒-金, J·T·卡瓦列羅斯, R·皮拉里塞泰, W·拉赫馬迪, H·W·肯內(nèi)爾
【申請人】英特爾公司