半导体结构及其制造方法技术

一种半导体结构包括位于隔离衬底之上的半导体台面。所述半导体台面包括通过在其间插入的隔离区域与包括第二掺杂区域的第二端相分隔的包括第一掺杂区域的第一端。所述第一掺杂区域和所述第二掺杂区域具有不同的极性。所述半导体结构还包括位于所述第二掺杂区域之上的所述半导体台面的水平顶表面之上沟道停止介质层。所述半导体结构还包括使用所述第一端的侧壁表面和顶表面作为第一沟道区域定位的第一器件，以及使用所述第二端的侧壁而不是顶表面作为第二沟道区域定位的第二器件。一种源自前述半导体结构的相关的方法。还包括一种包括所述半导体结构的半导体电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及半导体结构。更具体而言，本专利技术涉及具有增强的性 能的半导体结构。
技术介绍
随着半导体技术的进步，半导体器件和半导体结构的尺寸持续减小。 作为半导体器件和半导体结构尺寸持续按比例减小的结果，在半导体技术中使得在持续减小尺寸的情况下制造具有持续增强的性能的半导体器件变 得越来越重要。在半导体技术中同样提供了增强的半导体器件性能的另外的趋势为在 不同晶向的半导体衬底上制造半导体器件。通常，选择特定的晶向来优化电子迁移率和空穴迁移率。例如，需要在包含硅的半导体衬底上的{100} 晶面上制造nFET器件以获得增强的电子迁移率，同时需要在包含硅的半 导体衬底上的{110}晶面上制造pFET器件以获得增强的空穴迁移率。 使用多晶向村底制造的半导体结构的实例为本领域所公知。 半导体器件尺寸确定会继续减小，结果需要在尺寸减小的情况下制造增强性能的半导体器件。为此，需要通过使用多晶向半导体衬底来获得优 点的另外的半导体结构。
技术实现思路
本专利技术提供了具有多个晶向的。同时，本发 明还提供了并入了这样的半导体结构的半导体电路。根据本专利技术的一种半导体结构包括具有位于其上的半导体台面的隔离 衬底。所述半导体台面包括通过在其间插入的隔离区域与包括不同于第一掺杂区域的第二掺杂区域的第二端相分隔的包括所述第一掺杂区域的第一 端。所述半导体结构还包括使用所述第一端的侧壁表面和顶表面作为第一 沟道区域定位的第一器件。所述半导体结构还包括使用所述第二端的侧壁 表面而不是顶表面作为第二沟道区域定位的第二器件。在所述半导体结构 中，所述第 一器件从所述半导体台面的水平顶表面晶向获益以及所述第二 器件从所述半导体台面的垂直侧壁表面晶向获益。一种根据本专利技术的半导体电路在其中并入了根据本专利技术的半导体结构。一种才艮据本专利技术的方法包括在隔离衬底之上形成半导体台面。所述方 法提供了这样的半导体台面，所述半导体台面包括通过在其间插入定位的 隔离区域与包括不同于第一掺杂区域的第二掺杂区域的第二端相分隔的包 括所述第 一掺杂区域的第 一端。根据本专利技术的方法还包括形成使用所述第 一端的侧壁表面和顶表面作为第一沟道区域定位的第一器件。根据本专利技术 的方法还包括形成使用所述第二端的侧壁表面而不是顶部表面作为第二沟 道区域定位的第二器件。所述方法提供了所述第一器件从所述半导体台面 的水平顶表面晶向获益以及所述第二器件从所述半导体台面的垂直侧壁表 面晶向获益。附图说明根据以下优选的实施方式的说明范围理解本专利技术的目标、特征、优点。 在形成本公开的部分材料的附图的范围中理解优选的实施方式的说明，其中图1至图14示出了示例了根据本专利技术的实施例制造半导体结构的渐进 阶段的结果的一系列示意性截面和平面视图15至图24示出了示例了根据本专利技术的另一实施例制造半导体结构 的渐进阶段的结果的 一 系列示意性截面和平面视图；以及图25示出了示例了并入了根据实施例的半导体结构的半导体电路版 图的示意性平面#见图。具体实施例方式下面在上述附图说明的范围内更详细地说明包括半导体结构和制造半 导体结构的方法以及并入该半导体结构的半导体电路的本专利技术。由于附图 是为了示例性的目的，所以它们不必按比例绘制。参考图1至图14，示出的为根据本专利技术的半导体结构的 一 系列截面图。 本专利技术的该实施例包括本专利技术的笫一实施例。图l示出了根据该实施例在 其制造的早期阶段的半导体结构截面图。图1示出了衬底10。隔离层12位于衬底IO之上。半导体台面14位 于隔离层12之上。沟道停止介质层16位于半导体台面(mesa) 14之上。每个前述村底10和层12/14/16包括半导体制造领域中的常规材料并 具有半导体制造领域中的常规尺寸。使用半导体制造领域中的常规方法形成每个前述衬底10和层12/14/16。虽然半导体材料最普遍，但衬底10包括导体材料、半导体材料或介质 材料。可构成衬底10的半导体材料的非限制性的实例包括硅、锗、硅锗合 金、碳化硅、硅锗碳化物合金、以及化合物半导体材料。化合物半导体材 料的非限制的实例包括砷化镓、砷化铟以及磷化铟半导体材料。隔离层12包括隔离材料。隔离材料的非限制性的实例包括介质隔离材 料和半导体隔离材料。半导体隔离材料作为二极管隔离起作用。介质隔离材料通常更普遍。介质隔离材料包括，但不受限于硅的氧化物、氮化物和 氧氮化物。并不排除其它元素的氧化物、氮化物和氧氮化物。使用多种方 法中的任何一种形成介质隔离材料。非限制的实例包括热或等离子体氧化 或氮化方法、化学气相淀积方法、物理气相淀积方法、以及之后是高温退 火的氧离子注入。典型地，隔离层12包括具有约2nm到约200nm厚度的 包含硅的介质隔离材料。作为上述的替代，隔离层12还包括结隔离材料。在这样的情况下，其 中衬底10包括半导体衬底，作为介质隔离材料的替代的隔离层12包括外 延淀积的结隔离材料例如硼掺杂或砷掺杂的硅锗合金结隔离材料。还根据 构成衬底10的半导体材料考虑可选的半导体结隔离材料。半导体台面14包括同样构成衬底IO的多种半导体材料中的任何一种。 典型地，半导体台面14包括硅或硅锗合金半导体材料。典型地，半导体台 面14具有约10nm到约100nm的厚度，约5nm到约200nm的线宽(沿 两个方向)。半导体台面14具有水平顶面晶向和垂直侧壁表面晶向。水平 顶面晶向包括{100}取向的面并且垂直侧壁表面晶向包括{110}取向的面。 此外，将配置最终的结构以便在{110}面内沿<110>方向导引在{100}取向的 面中的FET沟道电流；当沿<110>方向导引在该面中的电流时在这样的 {110}面中的空穴迁移率是高度各向异性的并且受益最多。如将在下文进一 步说明的内容中所示例的，第一晶体管(即典型nFET)最终位于半导体 台面14的右方的顶和侧壁部分内，而第二晶体管(即典型pFET)仅使用 半导体台面的左方侧壁而不使用其顶面定位。该实施例和本专利技术还构思了 用于半导体台面14的可选的水平和垂直晶向。适宜的晶向可由本领域的技 术人员容易地辨别。选择特定的晶向以便nFET可从半导体台面14的垂直 或水平晶向中的一个获益，同时pFET从半导体台面14的垂直或水平晶向 中的另一个获益。典型地在半导体台面14的适宜的部分内的增强的电子迁 移率或空穴迁移率的范围内实现这样的有益效果。沟道停止介质层16包括多种介质材料中的任何一种。当隔离层12包 括介质材料时，非限制的实例包括构成隔离层12的相同的介质材料。典型 地，沟道停止介质层16包括包含硅的介质材料例如二氧化硅、或包含珪的 介质材料的叠层(laminate)。典型地，沟道停止介质层具有从约2nm到 约50nm的厚度。图2示出了位于半导体台面14之上的沟道停止介质层16，。 通过构 图沟道停止介质层16得到沟道停止介质层16，。使用半导体制造领域的常 规光刻方法时，可构图沟道停止介质层16以形成沟道停止介质层16，。典 型地，构图沟道停止介质层16以形成约暴露半个半导体台面14的表面的 沟道停止介质层16，。图3示出了位于半导体台面14的一部分之上的牺牲二氧化硅层18。在除了那些辟皮沟道停止介质层16，覆盖的珪表面之外的硅表面之上生长该 层18,在该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构包括：隔离衬底，具有位于其上的半导体台面，所述半导体台面包括通过在其间插入的隔离区域与包括不同于第一掺杂区域的第二掺杂区域的第二端相分隔的包括所述第一掺杂区域的第一端；第一器件，使用所述第一端的侧壁表面和顶表面 作为第一沟道区域定位；以及第二器件，使用所述第二端的侧壁表面而不是顶表面作为第二沟道区域定位，其中所述第一器件从所述半导体台面的水平顶表面晶向获益以及所述第二器件从所述半导体台面的垂直侧壁表面晶向获益。

【技术特征摘要】
US 2006-11-6 11/556,8331.一种半导体结构包括隔离衬底，具有位于其上的半导体台面，所述半导体台面包括通过在其间插入的隔离区域与包括不同于第一掺杂区域的第二掺杂区域的第二端相分隔的包括所述第一掺杂区域的第一端；第一器件，使用所述第一端的侧壁表面和顶表面作为第一沟道区域定位；以及第二器件，使用所述第二端的侧壁表面而不是顶表面作为第二沟道区域定位，其中所述第一器件从所述半导体台面的水平顶表面晶向获益以及所述第二器件从所述半导体台面的垂直侧壁表面晶向获益。2. 根据权利要求l的半导体结构，其中配置所述第二器件以在所述第 二沟道区域中沿平行于所述侧壁表面和所述顶部表面的方向传导电流。3. 根据权利要求l的半导体结构，其中所述第一器件和所述第二器件 使用一个单栅极电极选通所述第一器件和所述第二器件。4. 根据权利要求l的半导体结构，还包括位于在所述第二掺杂区域之 上的所述半导体台面的水平顶表面之上的沟道停止介质层。5. 根据权利要求l的半导体结构，其中 所述隔离衬底包括半导体材料；所述半导体台面包括硅材料和硅锗合金材料中的一种；以及 所述隔离村底包括所述硅材料和所述硅锗合金材料中的另 一种。6. 根据权利要求l的半导体结构，其中所述隔离衬底包括介质隔离材料。7. 根据权利要求1的半导体结构，其中所述隔离区域包括具有从约 1E18到约lE19掺杂剂原子每立方厘米的掺杂剂浓度的半导体材料中的pn 结。8. 根据权利要求l的半导体结构，其中所述隔离区域包括介质隔离材料。9. 根据权利要求l的半导体结构，其中 所述水平顶表面晶向是{100}晶面...

【专利技术属性】
技术研发人员：JH兰基，BA安德森，EJ诺瓦克，
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]