专利名称：包括超晶格和相邻的具有限定半导体结的掺杂区的半导体层的半导体器件的制作方法
技术领域：
虽然在增加半导体器件的电荷载流子迁移率方面，材料工
程已经作了相当的努力，但仍需更大的改进。更高的迁移率可以增加 器件的速度和/或降低器件的功耗。更高的迁移率同样可以使半导体器 件在不断向小型化发展的同时依旧保持其性能。
发明内容
图l-4是在本发明中，不同实施方案的半导体器件部分的 横截面示意图。图7是另一种实施方案中经大比例放大后的超晶格的横截 面示意图，该超晶格有可以应用于
图1所示的器件。超晶格25中的每个层组45a-45n示意地包含多个堆叠的基 础半导体单层46，它限定了基础半导体部分46a-46n及其上面的能带 修改层50。图5中，为了图示的清晰，能带修改层50用加点的区域 来表示。在图8A—8C中，表示了利用密度函数理论(DFT)计算 出的能带结构。本领域内众所周知，DFT低估了能带隙的绝对值。因 此，可以通过适当的"剪裁修正，，来对带隙之上的所有能带进行移动。 但是，能带的形状已知是更加可靠的。垂直方向的能量轴应该据此解 释。本发明的其它特点可以查询相关的申请，它们是 SEMICONDUCTOR DEVICE INCLUDING A SUPERLATTICE WITH REGIONS DEFINING A SEMICONDUCTOR JUNCTION,代 理人案件号为 62682 ; METHOD FOR MAKING A SEMICONDUCTOR DEVICE INCLUDING A SUPERLATTICE WITH REGIONS DEFINING A SEMICONDUCTOR JUNCTION,代 理人案件号为 62683 ; METHOD FOR MAKING A SEMICONDUCTOR DEVICE INCLUDING A SUPERLATTICE AND ADJACENT SEMICONDUCTOR LAYER WITH DOPED REGIONS DEFINING A SEMICONDUCTOR JUNCTION,代理人案 件号62694。在此通过引用将其全部内容包含在本说明书中。
[0057本领域的技术人员根据上述说明及其相关附图的教导可以 获得本发明的修改和其它实施方案。因此，应当理解的是，本发明不
仅限于所公开的具体实施方案，其相关的修改和其它实施方案也在所 附的权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种半导体器件，包括含有多个堆叠层组的超晶格；所述超晶格的每个层组包含多个堆叠的基础硅单层，这些单层限定了基础硅部分及其上面的能带修改层；所述能带修改层包含被约束在相邻的基础硅部分的晶格中的至少一个非半导体单层；与所述超晶格相邻的半导体层，其中包括含有第一导电性的掺杂剂的至少一个第一区；和所述超晶格包括含有第二导电性的掺杂剂的至少一个第二区，该至少一个第二区与所述至少一个第一区一起限定至少一个半导体结。
2. 权利要求1中的半导体器件，其中，所述至少一个第一区和 所述至少一个第二区彼此直接接触。
3. 权利要求1中的半导体器件，其中，所述至少一个第一区和 所述至少一个第二区相互隔开。
4. 权利要求1中的半导体器件，其中，所述至少一个第一区和 所述至少一个第二区沿垂直方向排列，使得至少一个半导体结在水平 方向延伸。
5. 权利要求1中的半导体器件，其中，所述至少一个第一区和 所述至少一个第二区沿水平方向排列，使得至少一个半导体结在垂直 方向延伸。
6. 权利要求1中的半导体器件，其中，每个能带修改层含有氧元素。
7. 权利要求1中的半导体器件，其中，每个能带修改层包含从 包括氧、氮、氟、和碳-氧的组中选择的非半导体。
8. 权利要求1中的半导体器件，其中，每个能带修改层为一个 单层的厚度。
9. 权利要求1中的半导体器件，其中，每个基础硅部分小于八个单层的厚度。
10. 权利要求l中的半导体器件，其中，所述超晶格还包括在最上面的层组上的基础半导体帽层。
11. 权利要求l中的半导体器件，其中，所有的基础硅部分具有 相同数目的单层的厚度。
12. 权利要求l中的半导体器件，其中，至少某些基础硅部分具 有不同数目的单层的厚度。
13. —种半导体器件，包括 含有多个堆叠层组的超晶格；所述晶格的每个层组包含多个堆叠的基础硅单层，这些单层限定 了基础硅部分及其上面的能带修改层；所述能带修改层包含被约束在相邻的基础硅部分的晶格中的至 少一个氧单层；与所述超晶格相邻的半导体层，其中包括含有第一导电性的掺杂 剂的至少一个第一区；和所述超晶格包括含有第二导电性的掺杂剂的至少一个第二区，该 至少一个第二区与所述至少一个第一区一起限定至少一个半导体结； 所述至少一个第一区和所述至少一个第二区彼此直接接触。
14. 权利要求13中的半导体器件，其中，所述至少一个第一区 和所述至少一个第二区沿垂直方向排列，使得至少一个半导体结在水 平方向延伸。
15. 权利要求13中的半导体器件，其中，所述至少一个第一区 和所述至少一个第二区沿水平方向排列，使得至少一个半导体结在垂 直方向延伸。
16. 权利要求13中的半导体器件，其中，每个能带修改层的厚 度为一个单层。
17. 权利要求13中的半导体器件，其中，每个基础硅部分的厚 度小于八个单层。
18. 权利要求13中的半导体器件，其中，所述超晶格还包括在最上面的层组上的基础半导体帽层。
19. 权利要求13中的半导体器件，其中，所有的基础硅部分具 有相同数目的单层的厚度。
20. 权利要求13中的半导体器件，其中，至少某些基础硅部分 具有不同数目的单层的厚度。
全文摘要
一种具有可以包含多个堆叠层组的超晶体结构的半导体器件。超晶格结构的每个层组可以包含限定了基础硅部分和其上的能带修改层的多个基础硅单层。该能带修改层可以含有至少一个被约束于相邻的基础硅部分的晶格中的非半导体单层。该半导体元件还可以包含与超晶格相邻的半导体层，该层包括包含第一导电性的掺杂剂的至少一个第一区。超晶格结构还包括包含第二导电性的掺杂剂的至少一个第二区，它与前述的至少一个第一区共同限定至少一个半导体结。
文档编号H01L29/10GK101194364SQ200680016426
公开日2008年6月4日 申请日期2006年3月30日 优先权日2005年4月1日
发明者罗伯特·J.·梅尔斯, 罗伯特·约翰·史蒂芬森 申请人:梅尔斯科技公司