專利名稱：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造及設(shè)計領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，更特別地涉及一 種能夠抑制MOS器件BTBT (Band-T0-Band Tunneling，帶帶隧穿)漏電的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制造工藝的不斷進(jìn)步，漏電流已經(jīng)成為了非常關(guān)鍵而且不可忽視的 問題。由于高遷移率的窄禁帶半導(dǎo)體材料的禁帶寬度比較小，例如Ge的禁帶寬度約為 0. 67ev, InSb的禁帶寬度約為0. 18eV，其禁帶寬度比Si材料的禁帶寬度小的多。因此，隨 著Ge等高遷移率窄禁帶半導(dǎo)體材料的使用，BTBT漏電的問題也變得越來越嚴(yán)重。現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點是，隨著半導(dǎo)體尺寸的不斷減小，以及窄禁帶半導(dǎo)體材料的 使用，使得BTBT漏電變得越來越嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別是解決BTBT漏電的問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面提出了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括襯底，形成在所述襯 底之上的過渡層或絕緣層，形成在所述過渡層或絕緣層之上的第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層， 形成在所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層之上的應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層，形成在所述應(yīng)變窄禁帶 半導(dǎo)體層之上的第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層，形成在所述第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層之上的柵 堆疊，和形成在所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層、應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層和第二應(yīng)變寬禁帶半 導(dǎo)體層之中的源極和漏極。該類半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)不僅能抑制兩種BTBT漏電的產(chǎn)生，另外還能在 中間的應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層，例如應(yīng)變Ge層中產(chǎn)生空穴勢阱，提高載流子的遷移率，改善 器件性能。本發(fā)明另一方面還提出了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括襯底，形成在所述襯底之上的過 渡層或絕緣層，形成在所述過渡層或絕緣層之上的第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層，形成在所述 第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層之上的應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層，形成在所述應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層之 上的柵堆疊，和形成在所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層和應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層之中的源極和 漏極。該類半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)通過增加的第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層，例如應(yīng)變Si層，能夠有效抑 制在漏端高偏壓時源漏結(jié)處產(chǎn)生的BTBT漏電，從而減輕BTBT漏電的影響。另外，通過在第 一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層之下的絕緣層能夠更好的抑制該類BTBT漏電。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，需要說明的是，本發(fā)明的附圖僅是示意性的，因此沒有必要按比例繪 制，其中
圖1為本發(fā)明實施例一的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例二的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例三的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例的FinFET結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡 化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且 目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重 復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此 夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到 其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之 “上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形 成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。在本發(fā)明中，對BTBT漏電進(jìn)行了分析，目前BTBT漏電主要包括漏端高偏壓時在源 漏結(jié)處產(chǎn)生的BTBT漏電，和GIDL (柵極感應(yīng)漏極漏電)漏電兩類，其中，GIDL漏電是指在 柵漏交疊處，當(dāng)漏端處于高電位，柵極處于低電位時，產(chǎn)生的BTBT漏電。以下就以具體實施 例的方式進(jìn)行描述，以下實施例可至少抑制上述兩類BTBT漏電中的一種，但需要說明的是 以下實施例僅是實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選方式，并不是說本發(fā)明僅能夠通過以下實施例實現(xiàn)，本 領(lǐng)域技術(shù)人員可對以下實施例中的部分特征做出等同的修改或替換，在不脫離本發(fā)明思想 的范圍內(nèi)，這些等同的修改或替換均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。實施例一，該實施例通過在Ge、InSb等窄禁帶半導(dǎo)體材料的下方增加一層寬禁帶半導(dǎo)體層， 從而可抑制漏端高偏壓時在源漏結(jié)處產(chǎn)生的BTBT漏電。需要說明的是，在本發(fā)明的本實 施例及以下實施例中，所謂寬禁帶半導(dǎo)體材料僅是相對于Ge、InSb等窄禁帶半導(dǎo)體材料來 說，例如Si，其自身的禁帶寬度并不大，但相對于Ge來說，在本發(fā)明的各個實施例中Si可被 稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。如圖1所示，為本發(fā)明實施例一的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)1000可包 括襯底100，該襯底可為任何半導(dǎo)體襯底材料，包括但不限于硅、鍺、鍺化硅、SOI (絕緣體上 硅)、碳化硅、砷化鎵或者任何III/V族化合物半導(dǎo)體等襯底。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)1000還可包括形成在襯底100之上的過渡層或絕緣層200。在本發(fā) 明的一個實施例中，過渡層200可為馳豫SiGe虛擬襯底層，當(dāng)然也可采用其他材料作為過 渡層。在本發(fā)明的另一個實施例中，絕緣層200可包括SiO2等絕緣材料，從而能夠更好地 抑制源漏結(jié)處產(chǎn)生的BTBT漏電。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)1000還可包括形成在過渡層或絕緣層200之上的第一應(yīng)變寬禁帶 半導(dǎo)體層400，和形成在該第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400之上的應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500。其中，在本發(fā)明實施例中，寬禁帶半導(dǎo)體材料可包括但不限于Si、SiC, GaN, InAlAs、InP或其組合等，窄禁帶半導(dǎo)體材料可包括但不限于Ge、InSb,GaAs, InGaAs或其組合等。當(dāng)然本 領(lǐng)域技術(shù)人員還可選擇其他材料實現(xiàn)本發(fā)明，但是在不脫離本發(fā)明思想的范圍內(nèi)，任何對 上述材料的等同替換也均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。 其中，優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400可包括應(yīng) 變Si層，應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500可包括應(yīng)變Ge或應(yīng)變SiGe層。其中，在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400和應(yīng)變窄 禁帶半導(dǎo)體層500可均包括應(yīng)變SiGe層，但是應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500中Ge的濃度遠(yuǎn)大 于第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400中Ge的濃度。在此需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可 以意識到，在該實施例中第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400和應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500也可作 為一層應(yīng)變SiGe層，通過控制摻雜條件使得該應(yīng)變SiGe層中上部分的Ge濃度大于下部的 Ge濃度，從而達(dá)到與本發(fā)明相同的技術(shù)效果。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可意識到，上述第一 應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400和應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500也可包括多層的應(yīng)變SiGe層，或者第 一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400包括由多層應(yīng)變Si層和應(yīng)變SiGe層組成的多層結(jié)構(gòu)，再或者 應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500可包括由多層應(yīng)變Ge層和應(yīng)變SiGe層組成的多層結(jié)構(gòu)等等，因 此這些均可認(rèn)為是對本發(fā)明上述實施例的等同替換，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)1000還可包括形成在應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500之上的柵堆疊300， 和形成在第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400和應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500之中的源極和漏極600。 在本發(fā)明的一個實施例中，柵堆疊300可包括柵介質(zhì)層和柵極，優(yōu)選地，可包括高k柵介質(zhì) 層和金屬柵極，當(dāng)然其他氮化物或氧化物介質(zhì)層或多晶硅柵極也可應(yīng)用在本發(fā)明中，因此 也應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。在其他實施例中，柵堆疊300還可包含其他材料層以 改善柵極的某些其他特性，可以看出本發(fā)明對柵堆疊的結(jié)構(gòu)并沒有限制，可采用任何類型 的柵結(jié)構(gòu)。在另一個實施例中，在柵堆疊300的兩側(cè)還可包括一層或多層側(cè)墻。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)通過增加的第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400，例如應(yīng)變Si層，從而能 夠有效抑制在漏端高偏壓時源漏結(jié)處產(chǎn)生的BTBT漏電，減輕BTBT漏電的影響。另外，通過 在第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400之下的絕緣層200也能夠更好的抑制該類BTBT漏電。實施例二，與實施例一不同的是，在該實施例中，是在Ge、InSb等窄禁帶半導(dǎo)體材料的上方 增加一層寬禁帶半導(dǎo)體層，從而可抑制GIDL漏電，同樣在該實施例中，所謂寬禁帶半導(dǎo)體 材料僅是相對于Ge、InSb等窄禁帶半導(dǎo)體材料而言的。如圖2所示，為本發(fā)明實施例二的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)2000與實施 例一的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)1000類似，也包括襯底100和襯底100之上的過渡層或絕緣層200以及 柵堆疊300等，不同的是該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)2000包括在過渡層或絕緣層200之上的應(yīng)變窄禁帶 半導(dǎo)體層500，和形成在應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500之上的第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層700。其 中源極和漏極600形成在應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500和第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層700之中。 其中，在本發(fā)明的其他實施例中，在過渡層或絕緣層200與應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500之間還 可以包括其他的層，以改善兩者之間的應(yīng)力條件或接觸條件，或者為了其他目的。在本發(fā)明 的一個實施例中，寬禁帶半導(dǎo)體材料可包括但不限于Si、SiC、GaN, InAlAs, InP或其組合 等，窄禁帶半導(dǎo)體材料可包括但不限于Ge、InSb、GaAs、InGaAS或其組合等。優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，變窄禁帶半導(dǎo)體層500可包括應(yīng)變Ge或應(yīng)變SiGe層，第二應(yīng)變寬禁帶 半導(dǎo)體層700可包括應(yīng)變Si層。在另一個優(yōu)選實施例中，變窄禁帶半導(dǎo)體層500和第二應(yīng) 變寬禁帶半導(dǎo)體層700可均包括應(yīng)變SiGe層，但是應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500中Ge的濃度 遠(yuǎn)大于第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層700中Ge的濃度。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)2000能夠有效抑制GIDL 漏電的產(chǎn)生，從而減輕BTBT漏電的影響。實施例三，在該實施例中綜合了上述兩個實施例的優(yōu)點，從而可以同時抑制兩種BTBT漏電的產(chǎn)生。另外，該實施例還有一個附加的優(yōu)點，即可形成空穴勢阱，從而提高載流子的遷移 率，改善器件性能。如圖3所示，為本發(fā)明實施例三的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)3000與上述 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)1000和2000類似，不同的是在該實施例中，采用寬禁帶半導(dǎo)體層包圍窄禁帶半 導(dǎo)體層的方式來抑制上述兩種BTBT漏電。如圖3所示，不同于上述實施例的是，該半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)3000還包括形成在過渡層或絕緣層200之上的第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400、形成在 該第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400之上的應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500、和形成在應(yīng)變窄禁帶半 導(dǎo)體層500之上的第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層700。在本發(fā)明的一個實施例中，寬禁帶半導(dǎo)體 材料可包括但不限于Si、SiC、GaN、InAlAs、InP或其組合等，窄禁帶半導(dǎo)體材料可包括但不 限于Ge、InSb, GaAs, InGaAs或其組合等。在本發(fā)明實施例中，上述寬禁帶半導(dǎo)體材料和窄 禁帶半導(dǎo)體材料可任意組合，也就是說第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400和第二應(yīng)變寬禁帶半 導(dǎo)體層700可采用相同的寬禁帶半導(dǎo)體材料，如都采用應(yīng)變Si，也可以采用不同的寬禁帶 半導(dǎo)體材料，例如第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400采用應(yīng)變Si，而第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層 700采用應(yīng)變SiGe，等等。優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400和第二應(yīng)變寬 禁帶半導(dǎo)體層700包括應(yīng)變Si層，應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500包括應(yīng)變Ge層或應(yīng)變SiGe層。 在其他優(yōu)選實施例中，第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400、第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層700和應(yīng)變 窄禁帶半導(dǎo)體層500均包括應(yīng)變SiGe層，其中，應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500中Ge的濃度遠(yuǎn)大 于第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400和第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層700中Ge的濃度。在該實施例 中，采用了應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500作為溝道層，例如應(yīng)變Ge層或應(yīng)變SiGe層，因此由于 異質(zhì)能帶結(jié)構(gòu)，大部分的空穴載流子都聚集在高遷移率的應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500中，因 此可以有效提高飽和電流，改善器件性能。在本發(fā)明中上述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400、 應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層500和第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層700的厚度和摻雜根據(jù)需要而定，本 發(fā)明對上述層的厚度做了一個簡單的介紹，例如根據(jù)馳豫SiGe虛擬襯底層中Ge的含量，上 述各層的厚度不能超過臨界厚度，以免發(fā)生馳豫從而在材料層中引入新的缺陷，例如第一 應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層400的厚度約為3-5nm，不超過臨界厚度情況下越厚越好；應(yīng)變窄禁帶 半導(dǎo)體層500的厚度約為3-lOnm，不超過臨界厚度，但又必須保證滿足載流子運輸?shù)囊螅?且低摻雜或者不摻雜以得到更高的載流子遷移率；第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層700的厚度約 為2-5nm，優(yōu)選為3nm，重?fù)诫s以提供合適的載流子密度。本發(fā)明所提出的上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 不僅可適用于垂直柵結(jié)構(gòu)，還可適用于FinFET結(jié)構(gòu)，當(dāng)然其他結(jié)構(gòu)或者今后發(fā)展的新的半 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)也可采用本發(fā)明的各個實施例來抑制BTBT漏電。如圖4所示，為本發(fā)明實施例的 FinFET結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4，F(xiàn)inFET結(jié)構(gòu)包括柵極4100和柵介質(zhì)層4300，以及源極/漏極4200，源極/漏極4200包括位于襯底(未示出)之上的第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層4400，位 于第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層4400之上的應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層4500，以及包圍應(yīng)變窄禁帶 半導(dǎo)體層4500的第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層4600。其中，在本發(fā)明的一個實施例中，第一應(yīng) 變寬禁帶半導(dǎo)體層4400和第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層4600可為應(yīng)變Si層，應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo) 體層4500可為應(yīng)變Ge層或應(yīng)變SiGe層。在本發(fā)明的另一個實施例中，第一應(yīng)變寬禁帶半 導(dǎo)體層4400、應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層4500和第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層4600均可為應(yīng)變SiGe 層，但應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層4500中Ge濃度遠(yuǎn)高于第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層4400和第二應(yīng) 變寬禁帶半導(dǎo)體層4600。盡管已經(jīng)示出和描述了 本發(fā)明的實施例，但是對于本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多 種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括襯底；形成在所述襯底之上的過渡層或絕緣層；形成在所述過渡層或絕緣層之上的第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層；形成在所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層之上的應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層；形成在所述應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層之上的第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層；形成在所述第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層之上的柵堆疊；和形成在所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層、應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層和第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層之中的源極和漏極。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵堆疊包括高k柵介質(zhì)層和金屬 柵極。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述過渡層包括馳豫SiGe虛擬襯底層。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo) 體層和第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層包括應(yīng)變Si層，所述應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層包括應(yīng)變Ge或 應(yīng)變SiGe層。
5.如權(quán)利要求1-3任一項所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo) 體層、第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層和所述應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層均包括應(yīng)變SiGe層，其中，所 述應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層中Ge的濃度大于所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層和第二應(yīng)變寬禁帶 半導(dǎo)體層中Ge的濃度。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，寬禁帶半導(dǎo)體材料包括Si、SiC、GaN、 InAlAs、InP或其組合。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，窄禁帶半導(dǎo)體材料包括Ge、InSb, GaAs、InGaAs或其組合。
8.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 襯底；形成在所述襯底之上的過渡層或絕緣層； 形成在所述過渡層或絕緣層之上的第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層； 形成在所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層之上的應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層； 形成在所述應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層之上的柵堆疊；和形成在所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層和應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層之中的源極和漏極。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層和所述 柵堆疊之間還包括第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層，所述第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層中形成有所述 源極和漏極。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵堆疊包括高k柵介質(zhì)層和金 屬柵極。
11.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述過渡層包括馳豫SiGe虛擬襯底層。
12.如權(quán)利要求8-11任一項所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層包括應(yīng)變Si層，所述應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層包括應(yīng)變Ge層或應(yīng)變SiGe層。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層包 括應(yīng)變Si層或應(yīng)變SiGe層。
14.如權(quán)利要求8-11任一項所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一應(yīng)變寬禁帶半 導(dǎo)體層和所述應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層均包括應(yīng)變SiGe層，其中，所述應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層中 Ge的濃度大于所述第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層中Ge的濃度。
15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層包 括應(yīng)變SiGe層或應(yīng)變Si層，且當(dāng)所述第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層包括應(yīng)變SiGe層時，所述 應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層中Ge的濃度遠(yuǎn)大于所述第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層中Ge的濃度。
16.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，寬禁帶半導(dǎo)體材料包括Si、SiC、 GaN、InAlAs、InP 或其組合。
17.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，窄禁帶半導(dǎo)體材料包括Ge、InSb, GaAs、InGaAs或其組合。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括襯底，形成在襯底上的過渡層或絕緣層，依次形成在過渡層或絕緣層上的第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層、應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層、第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層，以及形成在第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層之上的柵堆疊，和形成在第一應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層、應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層和第二應(yīng)變寬禁帶半導(dǎo)體層之中的源極和漏極。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)不僅能抑制兩種BTBT漏電的產(chǎn)生，另外還能在中間的應(yīng)變窄禁帶半導(dǎo)體層(例如應(yīng)變Ge層或應(yīng)變SiGe層)中產(chǎn)生空穴勢阱，提高載流子的遷移率，改善器件性能。
文檔編號H01L29/06GK101819996SQ20101015119
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者王敬, 許軍, 郭磊 申請人:清華大學(xué)