用于高迁移率平面和多栅极MOSFET的混合衬底技术制造技术

一种混合衬底，其具有高迁移率表面以用于平面和／或多栅极金属氧化物半导体场效应晶体管（ＭＯＳＦＥＴ）。混合衬底具有优选用于ｎ－型器件的第一表面部分，和优选用于ｐ－型器件的第二表面部分。由于混合衬底的每个半导体层中的适当表面和晶片平面取向，器件的所有栅极都取向在相同方向，且所有沟道都位于高迁移率表面上。本发明专利技术还提供制造混合衬底的方法以及在其上集成至少一个平面或多栅极ＭＯＳＦＥＴ的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及互补金属氧化物半导体(CMOS)器件技术，尤其涉及 CMOS结构和用于高性能CMOS应用的工艺。尤其是，本专利技术提供具有 高迁移率表面的混合结构，用于平面和多栅极金属氧化物半导体场效应晶 体管(MOSFET)。
技术介绍
CMOS器件性能可以通过减少栅极长度和/或增加栽流子迁移率来改 善。为了减少栅极长度，器件结构必须具有良好的静电完整性。公知的是， 单栅极超薄体MOSFET和例如FinFET和三栅极结构的多栅极MOSFET 相比于常规体CMOS器件具有更好的静电特性。美国公开2004 0266076A1公开了在同一晶片上集成平面超薄体SOI MOSFET和FinFET器件的工艺。根据该公开，通过包括以下步骤的方法 制造所述结构提供SOI结构，其包括至少位于埋层绝缘层上的顶部半导 体层，所述顶部半导体层具有至少一个位于结构的FinFET区域中的构图 硬掩模和至少一个位于结构的FET区域中的构图硬掩模；保护FET区域， 并且修整FinFET区域中的至少一个构图硬掩模；蚀刻没有受到硬掩模保 护的顶部半导体的暴露部分，停止在埋层绝缘层，所述蚀刻限定FinFET 有源器件区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合衬底，其在其表面上具有高迁移率结晶取向，所述混合衬底包括：　　　　包括第二半导体层和再生长半导体层的表面，其中所述第二半导体层具有第二结晶取向，而所述再生长半导体层具有不同于第二结晶取向的第一结晶取向；　　　　衬层或者隔层，其隔离至少所述第二半导体层和所述再生长半导体层；　　　　绝缘层，其位于所述第二半导体层的下面；以及　　　　位于所述绝缘层和所述再生长半导体层的下面的第一半导体层，其中所述第一半导体层与再生长半导体层接触、且具有与再生长半导体层相同的结晶取向，而所述第一半导体层和所述第二半导体层每个都包括相互对准的晶片平面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-6-21 10/872,6051.一种混合衬底，其在其表面上具有高迁移率结晶取向，所述混合衬底包括包括第二半导体层和再生长半导体层的表面，其中所述第二半导体层具有第二结晶取向，而所述再生长半导体层具有不同于第二结晶取向的第一结晶取向；衬层或者隔层，其隔离至少所述第二半导体层和所述再生长半导体层；绝缘层，其位于所述第二半导体层的下面；以及位于所述绝缘层和所述再生长半导体层的下面的第一半导体层，其中所述第一半导体层与再生长半导体层接触、且具有与再生长半导体层相同的结晶取向，而所述第一半导体层和所述第二半导体层每个都包括相互对准的晶片平面。2. 根据权利要求l的混合衬底，其中所述第一半导体层和所述第二半 导体材料包括Si、 SiC、 SiGe、 SiGeC、 Ge、 Ge合金、GaAs、 InAs、 InP、绝缘体上硅(soi)层或者其它ni/v和h/vi化合物半导体。3. 根据权利要求2的混合衬底，其中所述第一半导体层和所述第二半 导体层包括Si。4. 根据权利要求l的混合衬底，其中所述第一半导体层包括Si，且所 述第一结晶取向为(110)，所述晶片平面在<110〉方向，并且所述第二半 导体层包括Si,且所述第二结晶取向为(100)，所述晶片平面在<100>方 向。5. 根据权利要求l的混合衬底，其中所述第一半导体层包括Si，且所 述第一结晶取向为(100)，所述晶片平面在<100>方向，并且所述第二半 导体层包括Si，且所述第二结晶取向为(110)，所述晶片平面在<110>方 向。6. 根据权利要求1的混合衬底，其中所述再生长半导体层包括含Si 半导体。7. 根据权利要求6的混合衬底，其中所述含Si半导体包括Si、应变 Si、 SiC、 SiGeC或者其组合。8. 根据权利要求l的混合衬底，其中所述再生长半导体层包括Si，且 结晶取向为(100)。9. 根据权利要求l的混合村底，其中所述再生长半导体层包括Si，且 结晶取向为(110)。10. 根据权利要求l的混合衬底，其中所述村层或者隔层包括氧化物、 氮化物、氧氮化物或者其任意组合。11. 根据权利要求1的混合衬底，其中所述绝缘层包括氧化物、氮化 物、氧氮化物或者其组合。12. 根据权利要求1的混合衬底，还包括在所述第二半导体层或者所 述再生长半导体层中至少一个中的埋层氧化物区域。13. 根据权利要求1的混合衬底，其中所面包括至少两个器件区域。14. 根据权利要求l的混合衬底，其中所述表面包括(100)结晶取向 和(110)结晶取向。15. 根据权利要求14的混合衬底，其中所述(100)结晶取向的所述 表面包括n-型平面或多栅极MOSFET器件，以及所述(110 )结晶取向的 所述表面包括p-型平面或多栅极MOSFET器件。16. —种高迁移率结构，包括混合衬底，其包括:包括第二半导体层和再生长半导体层的表面，其中 所迷第二半导体层具有第二结晶取向，而所述再生长半导体层具有不同于 第二结晶取向的第一结晶取向；村层或者隔层，其隔离至少所述第二半导 体层和所述再生长半导体层；绝缘层，其位于所述第二半导体层的下面； 位于所述绝缘层和所述再生长半导体层的下面的第一半导体层，其中所述 第一半导体层与所述再生长半导体层接触、且具有与所述再生长半导体层 相同的结晶取向；以及至少一个平面或多栅极MOSFET器件，其同时位于所述第二半导体层和所述再生长半导体层上，其中所述器件具有这样的栅极，所述栅极的取向在相同方向、且位于最佳地用于所述MOSFET器件的表面上。17. 根据权利要求16的结构，其中所述第一半导体层和所述笫二半导 体材料包括Si、 SiC、 SiGe、 SiGeC、 Ge、 Ge合金、GaAs、 InAs、 InP、 绝缘体上硅(SOI)层或者其它III/V和II/VI化合物半导体。18. 根据权利要求17的结构，其中所述第一半导体层和所述第二半导 体层包括Si。19. 根据权利要求16的结构，其中所述第一半导体层包括Si，且所述 第一结晶取向为(110)，所述晶片平面在<110>方向，并且所迷第二半导 体层包括Si,且第二结晶取向为(100)，晶片平面在<100>方向。20. 根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：BB多里斯，M艾昂，EJ诺瓦克，杨敏，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]