包含具有至少一組基本未摻雜層的超晶格的半導體器件的製作方法

2023-05-23 10:20:51 1

專利名稱：包含具有至少一組基本未摻雜層的超晶格的半導體器件的製作方法
包含具有至少一組基本未摻雜層 的超晶格的半導體器件技術領域
上述步驟取決於實際的工藝，因此250 nm厚度僅是一個 實例。構圖步驟由旋轉光刻膠、烘乾、曝光(光刻步驟)以及使光刻膠 顯影組成。通常，圖形隨後被轉移到在刻蝕步驟過程中充當刻蝕掩模化物)。刻蝕步驟通常為材料選擇性(例如，矽的刻蝕要快於氧化物10倍)並將光刻構圖轉移到感興趣的材料內的等離子刻蝕(各向異性、幹法刻蝕)。[0059在圖6F中，形成了低摻雜源和漏區420、 422。利用n 型和p型LDD注入、退火和清洗形成上述區域。"LDD，，指n型低摻 雜漏或在源一側上的p型低摻雜源。這是與源/漏離子類型相同的低能量/低計量注入。可以在LDD注入後使用退火步驟，但是這取決於具 體的工藝，其可以被省略。清洗步驟是在沉積氧化物層之前除去金屬 和有機物的化學刻蝕。[0060圖6G顯示了間隔片的形成以及源和漏的注入。沉積和回 蝕SiC)2掩模。N型和p型注入被用於形成源和漏區430、 432、 434 和436。然後對結構進行退火和清洗。圖6H描述了自對準矽化物的 形成(也被稱為salicidation)。自對準矽化物的形成工藝包括金屬沉積 (例如，Ti),氮退火、金屬刻蝕、以及二次退火。當然，這僅是本發 明可以使用的工藝和器件的一個實例，本領域的技術人員將會理解其 應用和在其他工藝和器件的使用。在其他工藝和器件中，本發明的結 構可以形成於晶片的一部分上或基本上橫貫整個晶片。[00611根據本發明的另一個製造工藝，沒有使用選擇性沉積。 相反，可以形成表面層，掩模步驟可以用於除去器件之間的材料，諸 如使用STI區域作為刻蝕停止。這可以在被構圖的氧化物/Si晶片上 使用受控沉積。在有些實施例中，也可能不需要使用原子層沉積工具。 例如，可以利用與單層控制的工藝條件相兼容的CVD工具形成單層， 這一點會為本領域的技術人員所理解。儘管上面討論了平面化，在有 些工藝實施例中可能不需要。也可以在STI區形成之前形成超晶格結 構，從而取消掩模步驟。此外，在其他變更中，例如，可以在形成阱 之前形成超晶格結構。[0062考慮到不同的方面，根據本發明的方法可以包括形成含 有多個疊加的層組45a-45n的超晶格。本發明也可以包括形成使電 荷載流子的傳輸以相對於疊加的層組平行的方向穿過超晶格的區。超晶格的每個層組可以包括用於限定基礎半導體部分和其上的能帶-修改層的多個疊加的基礎半導體單層。如此處所述，能帶修改層可以 包括束綽於相鄰的基礎半導體部分的晶格範圍內的至少一個非半導 體單層，使得超晶格在其內具有共同的能帶結構，並具有比在相反情 況下出現的更高的電荷載流子遷移率。[0063在前面描述和相關附圖
中給出的具有示教作用的本發明 的許多修改和其他實施例將會為本領域的技術人員所接受。因此，應 當理解本發明將不限於所披露的具體實施例，其他修改和實施例是為 了被嚢括在附加的權利要求的範疇內。
權利要求
1.一種半導體器件，包括超晶格，其包括多個疊加的層組；所述超晶格的每個層組包括限定基礎半導體部分和其上的能帶修改層的多個疊加的基礎半導體單層；所述能帶修改層包括限制於相鄰的基礎半導體部分的晶格範圍內的至少一個非半導體單層；所述超晶格的至少一個層組基本上未摻雜。
2. 權利要求l的半導體器件，其中所述超晶格的所述至少一個 層組具有小於大約lxl015 cn^的摻雜濃度。
3. 權利要求2的半導體器件，其中所述超晶格的所述至少一個 層組具有小於大約5xl014 cn^的摻雜濃度。
4. 權利要求1的半導體器件進一步包括使電荷載流子的傳輸以 相對於疊加的層組平行的方向穿過超晶格的區域。
5. 權利要求l的半導體器件，其中所迷超晶格在其內部具有共 同的能帶結構。
6. 權利要求l的半導體器件，其中每個基礎半導體部分包括矽。
7. 權利要求l的半導體器件，其中每個能帶修改層包括氧。
8. 權利要求l的半導體器件，其中每個能帶修改層為單個單層厚。
9. 權利要求1的半導體器件，其中每個基礎半導體部分小於8 個單層厚。
10. 權利要求1的半導體器件，其中所述超晶格進一步具有基本 上直接能帶隙。
11. 權利要求l的半導體器件，其中所述超晶格進一步包括位於 最上面的層組之上的基礎半導體覆蓋層。
12. 權利要求l的半導體器件，其中所有所述的基礎半導體部分 具有相同數量的單層的厚度。
13. 權利要求l的半導體器件，其中所述基礎半導體部分的至少 一些具有不同數量的單層厚度。
14. 權利要求l的半導體器件，其中所有所述的基礎半導體部分 具有不同數量的單層的厚度。
15. 權利要求l的半導體器件，其中每個基礎半導體部分包括選 自包含族IV半導體、族III - V半導體和族II - VI半導體的組中的基 礎半導體。
16. 權利要求1的半導體器件，其中每個能帶修改層包括選自包 含氧、氮、氟和碳-氧的組中的非半導體。
17. 權利要求1的半導體器件進一步包括與所述超晶格相鄰的基片。
18. —種半導體器件，包括 超晶格，包括多個疊加的層組；以及使電荷栽流子的傳輸以相對於疊加的層組平行的方向穿過超晶 格的區；所述超晶格的每個層組包括限定基礎半導體部分和其上的能帶 修改層的多個疊加的基礎半導體單層；所述能帶修改層包括限制於相鄰的基礎半導體部分的晶格範圍 內的至少一個非半導體單層；所述超晶格的所述至少一個層組具有小於大約lxl015 cm^的摻 雜濃度。
19. 權利要求18的半導體器件，其中所述超晶格的所述至少一 個層組具有小於大約5xl014 ciirs的摻雜濃度。
20. 權利要求18的半導體器件，其中每個基礎半導體部分包括矽。
21. 權利要求18的半導體器件，其中每個能帶修改層包括氧。
22. 權利要求18的半導體器件，其中每個能帶修改層為單個單層厚。
23. —種半導體器件，包括超晶格，其包括多個疊加的層組；所述超晶格的每個層組包括限定基礎半導體部分和其上的能帶 修改層的多個疊加的基礎半導體單層；所述能帶修改層包括限制於相鄰的基礎半導體部分的晶格範圍 內的至少一個非半導體單層；所述超晶格的至少一個層組基本上未摻雜。
24. 權利要求23的半導體器件，其中所述超晶格的所述至少一 個層組具有小於大約lxl015 cmJ的摻雜濃度。
25. 權利要求24的半導體器件，其中所述超晶格的所述至少一 個層組具有小於大約5x10" cnT3的摻雜濃度。
26. 權利要求23的半導體器件進一步包括使電荷栽流子的傳輸 以相對於疊加的層組平行的方向穿過超晶格的區。
27. 權利要求23的半導體器件，其中每個能帶修改層為單個單層厚。
全文摘要
半導體器件，包括超晶格，超晶格依次含有多個疊加的層組。每組超晶格可以包括用於限定基礎半導體部分和其上的能帶修改層的多個疊加的基礎半導體單層。此外，能帶修改層可以包括束縛於相鄰的基礎半導體部分的晶格內的至少一個非半導體單層。超晶格的至少一個層組可以是基本上未摻雜的。
文檔編號H01L21/8238GK101258603SQ200680023233
公開日2008年9月3日 申請日期2006年5月9日 優先權日2005年5月25日
發明者斯考特·A·克瑞普斯, 羅伯特·J·梅爾斯 申請人:梅爾斯科技公司