具有多层柔性衬底的非平面半导体器件的制作方法_4

文档序号:9732217阅读:来源:国知局
半导体结构制造(例如,用于集成电路制造)的沟槽接触部结构。在实施例中,沟槽接触部构图形成为对准至当前栅极构图。相反,传统方案通常涉及结合选择性接触部刻蚀利用至当前栅极构图的光刻接触部构图的紧注册的附加光刻工艺。例如,传统工艺可以包括通过对接触部特征进行独立构图来对多晶硅(栅极)栅格进行构图。
[0051]应当理解的是,不必实施以上所述的工艺的全部方面,以落入本发明的实施例的精神和范围内。例如,在一个实施例中,不必先于在栅极叠置体的有源部分之上制造栅极接触部来形成伪栅极。以上所述的栅极叠置体实际上可以是如最初所形成的永久性栅极叠置体。此外,本文所述的工艺可以用于制造半导体器件中的一个或多个。半导体器件可以是晶体管或类似的器件。例如,在实施例中,半导体器件是用于逻辑电路或存储器的金属氧化物场效应晶体管(MOS)或者是双极晶体管。此外,在实施例中,半导体器件具有三维架构,例如fin-FET器件、三栅极器件或者独立访问的双栅极器件。一个或多个实施例对于制造14纳米(14nm)或更小技术节点的半导体器件可以特别地有用。
[0052]然后,通常以上所述的一个或多个实施例实现了减小柔性衬底与Ge或II1-V族包覆层之间的晶格失配。这种柔性鳍状物衬底与单层柔性衬底之间的显著差异来源于以上所述的双鳍状物材料。具有两种不同的半导体材料(其叠置在每个鳍状物内)的鳍状物的制造可以用于调节起始鳍状物以及被沉积在鳍状物上的包覆层的应变。因此,可以将诸如Ge或111 -V族之类的新型高迀移率材料引入晶体管沟道中(例如,对于前者PM0S,以及对于后者NM0S)o
[0053]图6例示了根据本发明的一个实施方式的计算设备600。计算设备600容纳板602。板602可以包括多个部件,包括(但不限于)处理器604以及至少一个通信芯片606。处理器604物理耦合且电耦合到板602。在一些实施方式中,至少一个通信芯片606也物理耦合且电藕合到板602。在进一步的实施方式中,通信芯片606是处理器604的部分。
[0054]取决于其应用,计算设备600可以包括其它部件,其可以物理耦合且电耦合到板602也可以不耦合到板602。这些其它部件包括(但不限于)易失性存储器(例如,DRAM)、非易失性存储器(例如,R0M)、闪存、图形处理器、数字信号处理器、密码处理器、芯片组、天线、显示器、触屏显示器、触屏控制器、电池、音频编解码器、视频编解码器、功率放大器、全球定位系统(GPS)设备、指南针、加速计、陀螺仪、扬声器、照相机以及大容量存储设备(例如,硬盘驱动器、光盘(⑶)、数字通用光盘(DVD)等)。
[0055]通信芯片606实现了用于将数据传送到计算设备600并且传送来自计算设备600的数据的无线通信。术语“无线”及其派生词可以用于描述可以通过利用穿过非固体介质的经调制的电磁辐射来传输数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并非暗示相关联的设备不包含任何线,尽管在某些实施例中其可以不包含。通信芯片606可以实施多个无线标准或协议中的任意一个,包括(但不限于)W1-Fi (IEEE 802.11族)、WiMAX(IEEE802.16族)、IEEE 802.20、长期演进(LTE)、Ev-D0、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、蓝牙、其派生物,以及被指定为3G、4G、5G及以上的任意其它的无线协议。计算设备600可以包括多个通信芯片606。例如,第一通信芯片606可以专用于近距离无线通信,例如W1-Fi和蓝牙,第二通信芯片606可以专用于远距离无线通信,例如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev_D0等。
[0056]计算设备600的处理器604包括封装在处理器604内的集成电路管芯。在本发明的实施例的一些实施方式中,处理器的集成电路管芯包括一个或多个器件,例如具有根据本发明的实施方式构成的多层柔性衬底的Ge或II1-V族沟道半导体器件。术语“处理器”可以指代任何设备或设备的部分,其处理来自寄存器和/或存储器的电子数据以将该电子数据转变为可以存储在寄存器和/或存储器中的其它电子数据。
[0057]通信芯片606也包括封装在通信芯片606内的集成电路管芯。根据本发明的另一实施方式,通信芯片的集成电路管芯包括一个或多个器件,例如具有根据本发明的实施方式构成的多层柔性衬底的Ge或II1-V族沟道半导体器件。
[0058]在进一步的实施方式中,容纳在计算设备600中的另一部件可以包含集成电路管芯,其包括一个或多个器件,例如具有根据本发明的实施例的实施方式构成的多层柔性衬底的Ge或II1-V族沟道半导体器件。
[0059]在各个实施例中,计算设备600可以是膝上型电脑、上网本电脑、笔记本电脑、超级本电脑、智能电话、平板电脑、个人数字助理(PDA)、超移动PC、移动电话、台式计算机、服务器、打印机、扫描器、监视器、机顶盒、娱乐控制单元、数码相机、便携式音乐播放器或数码摄像机。在进一步的实施方式中,计算设备600可以是处理数据的任何其它的电子设备。
[0060]因此,本发明的实施例包括具有多层柔性衬底的非平面半导体器件以及制造这种非平面半导体器件的方法。
[0061]在实施例中,一种半导体器件包括布置在半导体衬底上方的半导体鳍状物。所述半导体鳍状物具有由第一半导体材料组成的下部部分以及由第二半导体材料组成的上部部分,所述第一半导体材料具有第一晶格常数(L1),所述第二半导体材料具有第二晶格常数(L2)。包覆层布置在所述半导体鳍状物的所述上部部分上,而非所述下部部分上。所述包覆层由第三半导体材料组成,所述第三半导体材料具有第三晶格常数(L3),其中L3>L2>L1。栅极叠置体布置在所述包覆层的沟道区上。源极区/漏极区布置在所述沟道区的两侧上。
[0062]在一个实施例中,所述半导体鳍状物与所述包覆层一起提供了柔性衬底。
[0063]在一个实施例中,所述半导体鳍状物的所述上部部分突出在隔离层上方,所述隔离层被布置成与所述半导体鳍状物的所述下部部分相邻。所述隔离区的顶部表面与所述半导体鳍状物的所述下部部分的顶部表面处于近似相同的水平高度。
[0064]在一个实施例中,所述半导体鳍状物的所述下部部分由硅组成,所述半导体鳍状物的所述上部部分由硅锗组成,并且所述包覆层区由锗组成。
[0065]在一个实施例中,所述半导体器件是PM0S器件。
[0066]在一个实施例中,所述半导体鳍状物的所述下部部分由硅组成,所述半导体鳍状物的所述上部部分由硅锗组成,并且所述包覆层区由II ι-ν族材料组成。
[0067]在一个实施例中,所述半导体器件是NM0S器件。
[0068]在一个实施例中,所述半导体鳍状物的所述下部部分与体晶体硅衬底相连。
[0069]在一个实施例中,所述半导体器件是三栅极晶体管。
[0070]在实施例中,一种半导体器件包括布置在半导体衬底上方的半导体鳍状物。所述半导体鳍状物具有下部部分和上部部分。包覆层布置在所述半导体鳍状物的所述上部部分上,而非所述下部部分上。所述包覆层和所述半导体鳍状物形成了柔性衬底。所述半导体鳍状物的所述上部部分缓解了所述半导体鳍状物的所述下部部分与所述包覆层之间的应力。栅极叠置体布置在所述包覆层上。源极区/漏极区布置在所述栅极电极的两侧上。
[0071]在一个实施例中,所述半导体鳍状物的所述上部部分突出在隔离层上方,所述隔离层被布置成与所述半导体鳍状物的所述下部部分相邻。所述隔离区的顶部表面与所述半导体鳍状物的所述下部部分的顶部表面处于近似相同的水平高度。
[0072]在一个实施例中,所述半导体鳍状物的所述下部部分由硅组成,所述半导体鳍状物的所述上部部分由硅锗组成,并且所述包覆层区由锗组成。
[0073]在一个实施例中,所述半导体器件是PM0S器件。
[0074]在一个实施例中,所述半导体鳍状物的所述下部部分由硅组成,所述半导体鳍状物
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