基于锗的量子阱器件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102687273A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102687273A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201080060555.5(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公(22)申请日2010.12.09司31100代理人张东梅(30)优先权数据(51)Int.Cl.12/655,4682009.12.30USH01L29/772(2006.01)(85)PCT申请进入国家阶段日H01L21/335(2006.01)2012.06.29(86)PCT申请的申请数据PCT/US2010/0596202010.12.09(87)PCT申请的公布数据WO2011/090583EN2011.07.28(71)申请人英特尔公司地址美国加利福尼亚州(72)发明人R·皮尔拉瑞斯帝B-Y·金B·楚-昆古M·V·梅茨J·T·卡瓦利罗斯M·拉多萨佛杰维科R·科托尔亚W·瑞驰梅迪N·穆克赫吉G·德威R·乔权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书1212页页附图附图1313页(54)发明名称基于锗的量子阱器件(57)摘要一种量子阱晶体管具有锗量子阱沟道区。含硅的蚀刻停止层提供栅电介质接近沟道的容易放置。III-V族势垒层对沟道增加应变。沟道区之上和之下的缓变硅锗层改进了性能。多种栅电介质材料允许使用高k值栅电介质。CN1026873ACN102687273A权利要求书1/3页1.一种器件，包括：包括大带隙材料的下势垒区；在所述下势垒区上的包括锗的量子阱沟道区；在所述量子阱区上的包括大带隙材料的上势垒区；在所述量子阱沟道区上的间隔区；在所述间隔区上的蚀刻停止区，所述蚀刻停止区包括硅且基本上无锗；在所述蚀刻停止区上的栅电介质；在所述栅电介质上的栅电极。2.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述间隔区包括硅锗。3.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述栅电介质直接在所述蚀刻停止区上。4.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述蚀刻停止区包括含有硅的第一部分和在所述第一部分上的第二部分。5.如权利要求4所述的器件，其特征在于，所述第二部分包括二氧化硅。6.如权利要求5所述的器件，其特征在于，所述栅电介质直接在所述蚀刻停止区的第二部分上。7.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述蚀刻停止区具有小于20埃的厚度。8.如权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括在栅电极的一侧且在下势垒区、间隔区和蚀刻停止区之上的第一接触层叠，所述第一接触层叠包括：在所述蚀刻停止区上的包括硅锗的上间隔区；在所述上间隔区上的掺杂区，所述掺杂区包括以硼掺杂的硅锗；其中所述上势垒区是所述第一接触层叠的一部分；以及在所述上势垒区上的接触区。9.如权利要求8所述的器件，其特征在于，所述上势垒区包括硅锗。10.如权利要求9所述的器件，其特征在于，所述下势垒区包括硅锗。11.如权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括：在所述下势垒区上的掺杂区，所述掺杂区包括以硼掺杂的硅锗；在所述掺杂区之上且在所述量子阱沟道区之下的包括硅锗的下间隔区。12.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述下势垒区和所述上势垒区各自包括硅锗。13.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述下势垒区包括III-V族材料。14.如权利要求13所述的器件，其特征在于，所述下势垒区包括GaAs。15.如权利要求13所述的器件，其特征在于，所述上势垒区包括III-V族材料。16.如权利要求1所述的器件，其特征在于，直接在所述量子阱沟道区之上的区域和直接在所述量子阱沟道区之下的区域均包括硅锗，且越远离所述量子阱沟道区硅的百分比越高，越接近所述量子阱沟道区硅的百分比越低。17.如权利要求16所述的器件，其特征在于，所述下势垒区是直接在所述量子阱沟道区之下的区域。18.如权利要求16所述的器件，其特征在于，所述间隔区是直接在所述量子阱沟道区之上的区域.2CN102687273A权利要求书2/3页19.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述栅电介质包括具有第一介电常数的第一电介质区和在所述第一电介质区之上具有第二介电常数的第二电介质区，所述第二介电常数高于所述第一介电常数。20.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述下势垒区、量子阱沟道区、上势垒区、间隔区、蚀刻停止区、栅电介质和栅电极全是p型晶体管的部分，且所述器件还包括n型晶体管，所述n型晶体管包括：包括III-V族材料的下势垒区；在所述下势垒区之上的包括III-V族材料的量子阱沟道区；在所述量子阱区上的包括III-V族材料的上势垒区；在所述量子阱沟道区上的且不与所述量子阱沟道区接触的栅电介质；以及在所述栅电介质上的栅电极。21.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述下势垒区、量子阱沟道区、上势垒区、