DE112004002373B4 - Verfahren zur Herstellung einer CMOS-Vorrichtung sowie CMOS-Vorrichtung mit Strained-Transistor-Integration für CMOS - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen einer CMOS-Vorrichtung, mit den folgenden Schritten:
Bilden einer eine erste Schnittstellenfläche (123) des Silizium-Germanium-Substrats (120) definierenden ersten Schicht (150), die als ein erster Kanal (176) für eine erste Schaltungsvorrichtung (178) auf einem ersten Bereich eines Substrats (120) geeignet ist und dessen Material einen Gitterabstand hat, der sich von dem Gitterabstand des Materials des Substrats (120) unterscheidet,
Bilden einer eine zweite Schnittstellenfläche (125) des Substrats (120) definierenden zweiten Schicht (160), die als ein zweiter Kanal (186) für eine zweite Schaltungsvorrichtung (188) auf einem von dem ersten Bereich unterschiedlichen zweiten Bereich des Substrats (120) geeignet ist und dessen Material einen Gitterabstand hat, der sich von dem Gitterabstand des ersten Materials und dem des Materials des Substrats (120) unterscheidet,
wobei
das die erste Schicht (150) bildende erste Material durch Änderung der Planarität des Substrats (120) selektiv gewachsen ist,
auf der ersten selektiven Schicht (150) eine...

Description

  • Die Leistungssteigerung von Schaltungsvorrichtungen auf einem Substrat, (z. B. integrierte Schaltungs-(IC)Transistoren, -Kondensatoren usw. auf einem Halbleiter- (z. B. Silizium) Substrat) ist typischerweise ein Hauptfaktor, der bei Entwicklung Herstellung und Funktion von diesen Vorrichtungen berücksichtigt wird.
  • Daher ist es während der Entwicklung und Herstellung oder Ausformung von Metalloxidhalbleiter-(MOS)Transistor-Halbleitervorrichtungen, wie beispielsweise denjenigen, die in einem komplementären Metalloxidhalbleiter (CMOS) verwendet werden, eine Aufgabewert, die Bewegung von Elektronen in N-MOS-Vorrichtungs-(NMOS)Kanälen zu erhöhen, und die Bewegung von positiv eladenen Löchern in P-MOS-Vorrichtungs-(PMOS)Kanälen zu erhöhen. Diese Aufgabe wird durch ein Herstellverfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 bzw. eine CMOS-Vorrichtung gemäß Anspruch 26 gelöst.
  • Aus der WO 03/105204 A2 geht ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements hervor, bei dem auf einem Substrat eine entspannte SixGe1-x-Schicht abgeschieden ist, auf der sich eine zugverspannte Schicht und eine druckverspannte SixGe1-x-Schicht befindet. Ähnliches offenbart die DE 697 30 625 T2 .
  • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Teils einer Halbleitersubstratbasis.
  • 2 ist das Halbleitersubstrat von 1 nach dem Ausbilden einer Schicht aus gradiertem Silizium-Germanium-Material auf dem Substrat.
  • 3 zeigt das Halbleitersubstrat von 2 nach dem Ausbilden eines elektronisch isolierenden Materials zwischen Bereichen des gradierten Silizium-Germanium-Materials.
  • 4 zeigt das Halbleitersubstrat von 1 nach dem selektiven Aufbringen einer Schicht aus Silizium-Material über einer ersten Teilfläche des gradierten Silizium-Germanium-Materials.
  • 5 zeigt das Halbleitersubstrat von 1 nach dem selektiven Aufbringen einer Schicht aus Silizium-Material über einen zweiten Bereich des gradierten Silizium-Germanium-Materials, wobei das Silizium-Germanium-Material eine höhere Konzentration von Germanium aufweist als diejenige, die das gradierte Silizium-Germanium-Material in der zweiten Teilfläche aufweist.
  • 6 zeigt das Halbleitersubstrat von 1 nach dem Ausbilden einer Schicht aus Material mit hoher dielektrischer Konstante über dem selektiv aufgebrachten Silizium und dem selektiv aufgebrachten Silizium-Germanium-Material.
  • 7 zeigt das Halbleitersubstrat von 1 nach dem Ausbilden einer NMOS-Vorrichtung in dem selektiv aufgebrachten Silizium-Material und einer PMOS-Vorrichtung in dem selektiv aufgebrachten Silizium-Germanium-Material.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Teils einer Halbleitersubstratbasis. Wie in 1 gezeigt, kann die Silizium-Basis 110 Polykristall-Silizium, Einkristall-Silizium enthalten, daraus ausgebildet sein oder daraus gezüchtet werden oder verschiedene andere geeignete Technologien zum Ausbilden einer Basis oder eines Substrats aus Silizium umfassen, wie beispielsweise einen Silizium-Wafer. Zum Beispiel kann die Basis 110 gemäß den Ausführungsformen ausgebildet werden, indem ein Einkristall-Silizium-Substratbasismaterial gezüchtet bzw. aufgewachsen wird, das eine Dicke H0 zwischen 10·10–9 m (100 Ångström) und 100·10–9 m (1.000 Ångström) reinem Siliziums aufweist.
  • 2 ist das Halbleitersubstrat von 1 nach dem Ausbilden einer Schicht aus gradiertem Silizium-Germanium-(SiGe)Material auf dem Substrat. 2 zeigt Substratmaterial 120 aus gradiertem Silizium-Germanium, das oben auf der Substratbasis 110 ausgebildet ist. Zum Beispiel kann das Substratmaterial 120 eine Schicht aus gradiertem entspanntem Siliziumlegierungsmaterial sein, das durch chemisches Gasphasenabscheidungs-(CVD, Chemical Vapour Deposition)Epitaxialwachstum von gradiertem entspanntem SiGe in einer Kammer ausgebildet wird, wie beispielsweise einer Halbleitervorrichtungs-Herstellungskammer. Insbesondere kann ein solches CVD-Wachstum erzielt werden durch Positionieren der Substratbasis 110 in der Kammer, Aufheizen des Inneren der Kammer auf eine Temperatur zwischen 500°C und 1.000°C in einem Wasserstoffumgebungsfluss (H2) von zwischen 5 Standardlitern pro Minute (slm) und 50 slm, Unter-Druck-Setzen der Kammer mit einem Druck zwischen 1,33 kPa (10 Torr) und 26,67 kPa (200 Torr), (z. B. entweder durch atmosphärischen oder reduzierten Druck), Einströmen eines Silizium-Vorläufers (wie z. B. des hierin beschriebenen Silizium-Vorläufers), in die Kammer mit einer Durchflussmenge in die Kammer von zwischen 50 SCCM und 500 SCCM und langsames Erhöhen einer Durchflussmenge eines Germanium-Vorläufers von 0 SCCM auf einen endgültigen Wert, der ausreichend ist, um zu verursachen, dass die obere Fläche 129 einen Germanium-Prozentsatz zwischen 10% und 35% Germanium aufweist. Insbesondere kann die Durchflussmenge des Germanium-Vorläufers ausreichend erhöht werden, um zu verursachen, dass eine Abstufung von Germanium von 0% Germanium-Anfangskonzentration, wie beispielsweise auf einer unteren Fläche 121, auf zwischen 20 und 30% einer endgültigen Germanium-Konzentration erhöht wird, wie beispielsweise auf einer oberen Fläche 129, mit einer Abstufungsänderungsrate der Germanium-Konzentration von 10% Germanium pro μm Tiefe, (z. B. wie pro μm Tiefe der Dicke H3). Gemäß den Ausführungsformen wird in Betracht gezogen, dass das Substratmaterial 120 eine Germanium-Konzentration, wie beispielsweise auf der oberen Fläche 129, von zwischen 5 und 20% endgültige Germanium-Konzentration aufweisen kann.
  • Somit können gemäß den Ausführungsformen die Abstufungsrate und/oder Dicke des gradierten Silizium-Germanium-Materials verändert werden, um eine ausgewählte endgültige Germanium-Konzentration auf der oberen Fläche 129 bereitzustellen, die sich aus einer ausgewählten Abstufungsrate ergibt, die auf der unteren Fläche 121 begonnen wird. Des weiteren kann gemäß den Ausführungsformen die Abstufungsrate durch eine kontinuierliche Abstufungsänderung, eine lineare Abstufungsänderung, eine nicht-lineare Abstufungsänderung und/oder eine stufenweise Abstufungsänderung der Germanium-Konzentration im Substratmaterial 120 gebildet werden. Speziell kann zum Beispiel die Durchflussmenge des Germanium-Vorläufers so erhöht werden, dass sich die Abstufungsrate gleichmäßig und kontinuierlich erhöht, oder so, dass die Abstufungsrate eine abrupte stufenweise Abstufungsänderung der Germanium-Konzentration im Substratmaterial 120 alle 100·10–9 m (1.000 Ångström) bis 200·10–9 m (2.000 Ångström) mit Inkrementierungen von zwischen 1% und 2% aufweist. Des weiteren können gemäß den Ausführungsformen die Anfangsdurchflussmenge des Germanium-Vorläufers, die Erhöhung der Durchflussmenge des Germanium-Vorläufers und die endgültige Durchflussmenge des Germanium-Vorläufers ausgewählt werden und sich in hohem Maße unterscheiden, abhängig von der gewünschten endgültigen Germanium-Zielkonzentration im Substratmaterial 120, (z. B. wie auf der oberen Fläche 129), der während des Ausbildens verwendeten Temperatur und der Konzentration des Germanium-Vorläufers.
  • Zum Beispiel kann der Germanium-Vorläufer in einer Ausführungsform German (GeH4) sein und kann in der Durchflussmenge linear oder nicht-linear in bezug auf die Zeit erhöht werden, um ein ausgewähltes Abstufungsprofil zu erzielen, und kann auf einen endgültigen Durchflussmengenwert erhöht werden, um zu verursachen, dass die obere Fläche 129 einen ausgewählten Prozentsatz von Germanium aufweist. Des weiteren kann der Germanium-Vorläufer ein in H2 verdünnter German-Vorläufer sein, oder kann reines German sein, das auf eine endgültige Durchflussmenge von oder unter 100 SCCM erhöht wird. Tatsächlich ist es möglich, die Durchflussmenge des Germanium-Vorläufers zu erhöhen, um einen entspannten gradierten Film aus Silizium-Germanium mit bis zu 100% Germanium an der oberen Fläche 129 zu züchten.
  • Desgleichen kann gemäß den Ausführungsformen das Substratmaterial 120 gradiertes entspanntes Silizium-Germanium-Material mit einer Abstufungskonzentration sein, die sich von 0% auf der unteren Fläche 121 auf zwischen 10% und 30% an der oberen Fläche 129 erhöht mit einer Rate von zwischen 5% und 15% Erhöhung von Germanium pro μm Tiefe, (z. B. wie in der Tiefe in bezug auf die Dicke H3). Gradiertes entspanntes Silizium-Germanium enthält gradiertes Silizium-Germanium in einem ”entspannten” Zustand, wie beispielsweise da, wo die Anordnung von Silizium- und Germanium-Molekülen in der SiGE-Struktur (Substratbasis 110 plus Substratmaterial 120) relativ wenige Versetzungen aufweist, sogar da, wo der Ge-Prozentsatz sich erhöht (z. B. beim Erhöhen über gleichmäßige oder stufenweise Abstufung).
  • Des weiteren kann gemäß den Ausführungsformen das Ausbilden von gradiertem entspanntem Silizium-Germanium das Einströmen von zwischen 50 SCCM und 100 SCCM von HCl während des CVD-Epitaxialwachstums des Substratmaterials 120 umfassen. Zum Beispiel kann eine ausreichende Menge von HCl während des Ausbilden des Substratmaterials 120 eingeführt werden, um die Ebenheit der oberen Fläche 120 zu erhöhen oder zu verbessern, um die sogenannte ”Flächenauflockerung” zu reduzieren oder zu steuern, die sich während des entspannten Silizium-Germanium-Wachstums entwickelt, (z. B. um die gitterartige Spannung bzw. das Gittermuster in oder auf der oberen Fläche 129 zu reduzieren, das auf die Entspannung von Silizium-Germanium-Molekülen während des Aufbringens zurückgeführt werden kann). Des weiteren kann gemäß den Ausführungsformen, obwohl das Substratmaterial 120 vorher als aus gradiertem Silizium-Germanium ausgebildet beschrieben worden ist, das Substratmaterial 120 durch CVD-Epitaxialwachstum, Ultrahochvakuum-(UHV)CVD-Epitaxialwachstum und/oder Molekularstrahl-Epitaxie-(MBE)Epitaxialwachstum von verschiedenen geeigneten Siliziumlegierungen, (wie z. B. Silizium-Germanium), ausgebildet werden. Somit kann zum Beispiel das Substratmaterial 120 durch ausreichende CVD von verschiedenen geeigneten Siliziumlegierungsmaterialien ausgebildet werden, um eine gradierte entspannte Schicht aus Siliziumlegierungsmaterial mit einer Dicke zwischen 1 und 3 μm Dicke auszubilden, wie beispielsweise durch CVD von Silizium-Germanium, um das gradierte Substratmaterial 120 mit einer Dicke H3 von 2 μm Dicke auszubilden. Des weiteren kann das Substratmaterial 120 ausgebildet werden durch geeignete Schichtübertragungs-/Verbindungs-Techniken, wie beispielsweise einem SiGe-on-Insulator-(SGOI)Substratverfahren, bei dem ein entspanntes SiGe-Substrat entwickelt wird, indem SiGE auf einem Grundsubstrat durch ein entsprechendes Verfahren gezüchtet wird, und dann eine entspannte obere Schicht des SiGe auf ein anderes Substrat übertragen wird, (wie z. B. auf die Substratbasis 110, die ein Siliziumoxid-Wafer sein kann), um das Substratmaterial 120 auszubilden. Es wird ebenfalls in Betracht gezogen, dass das Substratmaterial 120 ein nicht-gradiertes Siliziumlegierungsmaterial sein kann.
  • 2 zeigt auch das Substratmaterial 120 mit einer ersten Teilfläche 123 und einer zweiten Teilfläche 125 der oberen Fläche 129, die geeignet sind, um darauf ein Transistorvorrichtungs-Halbleiterkanalmaterial aufzubringen. Zum Beispiel zeigt 3 das Halbleitersubstrat von 2 nach dem Ausbilden eines elektronisch isolierenden Materials zwischen Teilflächen des gradierten Silizium-Germanium-Materials. 3 zeigt Shallow-Trench-Isolation-(STI)Material 130 zwischen einer ersten Teilfläche 123 und einer zweiten Teilfläche 125. Obwohl 3 STI-Material 130 zwischen der ersten Teilfläche 123 und der zweiten Teilfläche 125 zeigt, werden verschiedene geeignete elektronisch isolierende Materialien und Strukturen, die ausreichend sind, um eine P-Wanne einer CMOS-Vorrichtung von einer N-Wanne der CMOS-Vorrichtung zu isolieren, in Erwägung gezogen.
  • Als nächstes kann das Substratmaterial 120 gemäß den Ausführungsformen auf der ersten Teilfläche 123 mit einem von Bor und Aluminium dotiert werden, um einen P-Wannen-Bereich 122 auszubilden, der eine elektrisch positive Ladung aufweist, wie beispielsweise für einen NMOS-Transistor einer CMOS-Vorrichtung. In ähnlicher Weise kann das Substratmaterial 120 auf der zweiten Teilfläche 125 mit Phosphor, Arsen und/oder Antimon dotiert werden, um einen N-Wannen-Bereich 124 auszubilden, der eine elektrisch negative Ladung aufweist, wie beispielsweise für einen PMOS-Transistor einer CMOS-Vorrichtung. Zum selektiven Dotieren der ersten Teilfläche 123 und der zweiten Teilfläche 125 kann eine Maske über die nicht ausgewählte Teilfläche gelegt werden, um das Einführen von Ablagerung auf den nicht ausgewählten Teilflächen zu blockieren.
  • Nach dem Ausbilden des P-Wannen-Bereichs 122 und N-Wannen-Bereichs 124 in dem Substratmaterial 120 kann eine Schicht aus Silizium-Material mit einer Dicke, die als ein erster Kanal für eine erste Schaltungsvorrichtung auf der ersten Teilfläche 123 des Substratmaterials geeignet ist, ausgebildet werden, um eine erste Schnittstellenfläche des Substratmaterials 120 zu definieren. Außerdem kann eine Schicht aus Silizium-Germanium-Material, die als ein zweiter Kanal für eine zweite Schaltungsvorrichtung auf der zweiten Teilfläche 125 des Substratmaterials 120 geeignet ist, ausgebildet werden, um eine zweite Schnittstellenfläche des Substratmaterials 120 zu definieren. Zum Beispiel zeigt 4 das Halbleitersubstrat von 1 nach dem selektiven Aufbringen einer Schicht aus Silizium-Material auf einer ersten Teilfläche des gradierten Silizium-Germanium-Materials. 4 zeigt eine erste dielektrische Schicht 140, die über der zweiten Teilfläche 125 des Substratmaterials 120 ausgebildet ist. Gemäß den Ausführungsformen kann die erste dielektrische Schicht 140 aus einem Material ausgebildet werden, wie beispielsweise einem Ätzsperr- und/oder dielektrischen Material, einschließlich Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumnitrid (Si3N4), einem Ätzsperr-Dielektrikum oder einem anderen geeigneten Dielektrikum.
  • Nach dem Ausbilden der ersten dielektrischen Schicht 140 kann eine erste Schicht 150 über der ersten Teilfläche 123 des Substratmaterials 120 ausgebildet werden. Wie zum Beispiel in 4 gezeigt, ist die erste Schicht 150 eine Epitaxialschicht aus Silizium-Material, die durch selektives CVD-Epitaxialwachstum von dehnungsverspannbarem Silizium ausgebildet wird, wie beispielsweise einer Schicht aus Silizium, die eine Dehnungsverspannung in den Pfeilrichtungen 152 und 154 erfährt, die durch einen Gitterabstand des Silizium-Materials verursacht wird, die kleiner als ein Gitterabstand des entspannten gradierten Silizium-Germanium-Substratmaterials 120 auf der ersten Teilfläche 123 ist. Das selektive CVD-Epitaxialwachstum der Silizium-Schicht kann Positionieren einer Struktur 400 ohne die erste Schicht 150 in einer Kammer, Aufheizen des Inneren der Kammer auf eine Temperatur zwischen 600°C und 900°C in einem Wasserstoffumgebungsfluss (H2) von zwischen 5 slm und 50 slm, Unter-Druck-Setzen der Kammer mit einem Druck zwischen 1,33 kPa (10 Torr) und 26,67 kPa (200 Torr), (z. B. durch Unter-Druck-Setzen auf atmosphärischen oder reduzierten Druck) und Einströmen eines Silizium-Vorläufers in die Kammer mit einer Durchflussmenge von zwischen 50 SCCM und 500 SCCM umfassen, um eine Epitaxialschicht aus Silizium-Material mit einer Dicke H1 zwischen 10 nm und 20 nm Dicke auszubilden. Zum Beispiel kann die erste Schicht 150 eine Dicke aufweisen, die ausreichend ist, um Versetzungen, Fehlpassungen oder Gewindeversetzungen zwischen der ersten Schicht 150 und dem Substratmaterial 120 an einer ersten Schnittstelle zu vermeiden, die da definiert ist, wo die erste Schicht 150 an die obere Fläche 129 des Substratmaterials 120 auf der ersten Teilfläche 123 gekoppelt ist.
  • Insbesondere kann das Ausbilden der ersten Schicht 150 das Einströmen von Dichlorsilan (SiH2Cl2) umfassen, um selektiv Silizium-Material mit einer Dicke H1 von zwischen 10·10–9 m (100 Ångström) und 100·10–9 m (1.000 Ångström) von reinem Silizium aufzubringen. Des weiteren wird in Betracht gezogen, dass das Ausbilden der ersten Schicht 150 das Einleiten von zwischen 50 SCCM und 500 SCCM von HCl umfassen kann, wie beispielsweise durch Einleiten von HCl während des selektiven CVD-Epitaxialwachstums von dehnungsverspannbarem Silizium, (z. B. wie dasjenige, das oben unter Bezugnahme auf das Ausbilden des Substratmaterials 120 beschrieben worden ist). Des weiteren kann gemäß den Ausführungsformen, obwohl die erste Schicht 150 vorher als durch CVD-Epitaxialwachstum ausgebildet beschrieben worden ist, die erste Schicht 150 durch andere geeignete Prozesse, einschließlich UHV-CVD-Epitaxialwachstum, SGOI- und/oder MBE-Epitaxialwachstum, wie die hierin beschriebenen, ausgebildet werden, um eine Schicht aus Silizium ausbilden.
  • Gemäß den Ausführungsformen kann die erste Schicht 150 auch verschiedenes anderes Silizium-Material enthalten, das eine Dehnungsverspannung erfährt, wenn es auf der ersten Teilfläche 123 ausgebildet wird.
  • Nach dem Ausbilden der ersten Schicht 150 kann eine zweite dielektrische Schicht über der ersten Schicht 150 ausgebildet werden, und dann kann eine Schicht aus Silizium-Germanium-Material, die als ein zweiter Kanal für eine zweite Schaltungsvorrichtung geeignet ist, auf der zweiten Teilfläche 125 des Substratmaterials 120 ausgebildet werden. Zum Beispiel zeigt 5 das Halbleitersubstrat von 1 nach dem selektiven Aufbringen einer Schicht aus Silizium-Germanium-Material über einer zweiten Teilfläche des gradierten Silizium-Germanium-Materials, wobei das Silizium-Germanium-Material eine höhere Germanium-Konzentration aufweist als das gradierte Silizium-Germanium-Material auf der zweiten Teilfläche aufweist. 5 zeigt eine andere zweite Schicht 160, die als ein zweiter Kanal für eine zweite Schaltungsvorrichtung geeignet ist, die auf der zweiten Teilfläche 125 des gradiertem Silizium-Germanium-Substratmaterials 120 ausgebildet ist, und eine zweite dielektrische Schicht 142, die entsprechend über der ersten Schicht 150 auf der ersten Teilfläche 123 ausgebildet ist. Gemäß den Ausführungsformen kann die zweite dielektrische Schicht 142 aus einem Material mittels eines Prozesses und in einer Dicke ausgebildet werden, wie oben für die erste dielektrische Schicht 140 beschrieben. Zum Beispiel kann die zweite dielektrische Schicht 142 entsprechend über der Fläche der ersten Schicht 150 so aufgebracht werden, dass die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 142 durchgehend konsistent ist und sich der Topographie der Fläche der ersten Schicht 150 anpasst.
  • Insbesondere zeigt 5 die zweite Schicht 160, wie beispielsweise eine Epitaxialschicht aus Siliziumlegierungsmaterial, die durch selektives CVD-Epitaxialwachstum von druckverspanntem Silizium-Germanium ausgebildet werden kann. Zum Beispiel kann die zweite Schicht 160 durch selektives CVD-Epitaxialwachstum ausgebildet werden durch Positionieren einer Struktur 500 ohne die zweite Schicht 160 in einer Kammer, Aufheizen des Inneren der Kammer auf eine Temperatur zwischen 500°C und 800°C in einem Wasserstoffumgebungsfluss (H2) von zwischen 5 slm und 50 slm, Unter-Druck-Setzen der Kammer mit einem Druck zwischen 1,33 kPa (10 Torr) und 26,67 kPa (200 Torr), (z. B. durch Unter-Druck-Setzen auf atmosphärischen oder reduzierten Druck), Einströmen eines Silizium-Vorläufers in die Kammer mit einer Durchflussmenge von zwischen 50 SCCM und 500 SCCM und Einströmen eines Germanium-Vorläufers in die Kammer mit einer Durchflussmenge von bis zu 100 SCCM (unverdünnt), um zu verursachen, dass die zweite Schicht 160 einen Germanium-Prozentsatz zwischen 20% und 60% aufweist. Somit kann die zweite Schicht 160 mit einem ausreichenden Prozentsatz von Germanium ausgebildet werden, um zu verursachen, dass die zweite Schicht 160 eine Druckverspannung in Richtung der Pfeile 162 und 164 erfährt, die auf einen Gitterabstand der Epitaxialschicht aus Siliziumlegierungsmaterial zurückzuführen ist, die größer als der Gitterabstand des gradierten Silizium-Germanium-Substratmaterials 120 auf der zweiten Teilfläche 125 ist. Insbesondere kann das Ausbilden der zweiten Schicht 160 das Einströmen eines Germanium-Vorläufers mit einer solchen Rate umfassen, dass die zweite Schicht 160 eine Epitaxialschicht aus Silizium-Germanium-Material mit einer Dicke H2 von zwischen 10 nm und 20 nm Dicke ist. Daher kann die zweite Schicht 160 eine Dicke aufweisen, die ausreichend ist, um Versetzungen, Fehlpassungen oder Gewindeversetzungen an einer zweiten Schnittstelle zu vermeiden, die da definiert ist, wo die zweite Schicht 160 an die obere Fläche 129 des Substratmaterials 120 auf der zweiten Teilfläche 125 gekoppelt ist.
  • Es lasst sich verstehen, dass das Einströmen eines Silizium-Vorläufers zum Ausbilden der zweiten Schicht 160 das Einströmen eines Vorläufers und/oder Einströmen mit einer Rate umfassen kann, wie oben unter Bezugnahme auf das Einströmen eines Silizium-Vorläufers zum Ausbilden einer Substratbasis 110 und einer ersten Schicht 150 beschrieben. Insbesondere kann zum Beispiel der oben beschriebene Silizium-Vorläufer zum Ausbilden der zweiten Schicht 160 Dichlorsilan (SiH2Cl2) sein, das mit einer Rate einströmt, die ausreichend ist, dass, wenn es mit dem Einströmen des Germanium-Vorläufers kombiniert wird, ein Silizium-Germanium-Material ausgebildet werden kann, um die zweite Schicht 160 mit einer Dicke H2 von zwischen 10·10–9 m (100 Ångström) und 100·10–9 m (1.000 Ångström) von Silizium-Germanium-Material bereitzustellen. Desgleichen kann das Einströmen eines Germanium-Vorläufers, das oben unter Bezugnahme auf das Ausbilden der zweiten Schicht 160 beschrieben worden ist, das Einströmen eines Germanium-Vorläufers und/oder Einströmen eines Germanium-Vorläufers mit einer Durchflussmenge umfassen, wie oben unter Bezugnahme auf das Einströmen eines Germanium-Vorläufers zum Ausbilden des gradierten Silizium-Germanium-Substratmaterials 120 beschrieben. Insbesondere kann beispielsweise das Einströmen eines Germanium-Vorläufers zum Ausbilden der zweiten Schicht 160 ausreichendes Einströmen von German (GeH4) umfassen, um zu verursachen, dass die zweite Schicht 160 einen ausgewählten Prozentsatz von Germanium und eine ausgewählte Dicke aufweist, (z. B. durch Einströmen von German, wie oben unter Bezugnahme auf das Ausbilden von gradiertem Silizium-Germanium-Substratmaterial 120 in 2 beschrieben).
  • Des weiteren wird in Betracht gezogen, dass das Ausbilden der zweiten Schicht 160 das Einleiten von zwischen 50 SCCM und 500 SCCM HCl umfassen kann, wie oben unter Bezugnahme auf das Ausbilden der ersten Schicht 150 in 4 beschrieben. Des weiteren kann gemäß den Ausführungsformen, obwohl die zweite Schicht 160 vorher als aus gradiertem Silizium-Germanium ausgebildet beschrieben worden ist, die zweite Schicht 160 durch CVD-Epitaxialwachstum, UHV-CVD-Epitaxialwachstum, SGOI- und/oder MBE-Epitaxialwachstum von verschiedenen geeigneten Siliziumlegierungen ausgebildet werden (wie z. B. Silizium-Germanium).
  • Zusätzlich zu der oben beschriebenen Dotierung auf der ersten Teilfläche 123 und der zweiten Teilfläche 125 kann gemäß den Ausführungsformen die Dotierung in einer ”selbstausgerichteten” Weise erfolgen, wie beispielsweise in einer Weise ohne zusätzliche Maskierung. Zum Beispiel kann das erste Dielektrikum 140, das in 4 gezeigt ist, über dem Wafer 300 von 3 positioniert werden (der z. B. eine erste Teilfläche 123 und eine zweite Teilfläche 125 umfasst). Danach kann Resist, (wie beispielsweise Photolack), aufgetragen und über der P-Wanne 122 belichtet werden. Das Resist wird dann entfernt und das erste Dielektrikum 140 wird geätzt, um die erste Teilfläche 123 über der P-Wanne 122 freizulegen. Als nächstes kann eine Ionenimplantation durchgeführt werden, um die P-Wanne 122 zu dotieren, (z. B. mit Dotiersubstanzen, wie oben für die Dotierung der ersten Teilfläche 123 beschrieben). Das restliche Resist wird von dem Wafer 300 abgezogen, und die erste Schicht 150 wird selektiv aufgebracht, wie in 4 gezeigt. Des weiteren kann ein ähnlicher Prozess, wenn das zweite Dielektrikum und die zweite Schicht 160 ausgebildet werden, zum Dotieren der zweiten Teilfläche 125, (z. B. beispielsweise mit Dotiersubstanzen, wie oben für die Dotierung der zweiten Teilfläche 125 beschrieben), verwendet werden, und der zu der in 5 gezeigten Struktur führt. Es ist verständlich, dass die Reihenfolge gewisser ”selbstausgerichteter” vorher genannter Dotierprozesse umgekehrt werden kann.
  • Ebenfalls wird gemäß den Ausführungsformen eine Unterscheidung getroffen in bezug auf die Zunahme des Prozentsatzes bzw. der Germanium-Abstufungskonzentration in dem entspanntem Silizium-Germanium-Substratmaterial, (z. B. dem Substratmaterial 120 mit einem Prozentsatz der Ge-Zunahme, wie beispielsweise einem Prozentsatz der Ge-Zunahme mittels einer gleichmäßigen oder stufenweisen Abstufung), und der plötzlichen Germanium-Zunahme an einer Schnittstelle zwischen dem gradierten entspannten Silizium-Germanium-Substratmaterial und dem Kanal-SiGe, (z. B. der plötzlichen Zunahme zwischen der zweiten Schicht 160, die einen um beispielsweise zwischen 10% und 30% höheren Ge-Prozentsatz auf der zweiten Teilfläche 125 aufweist als das Substratmaterial 120). Somit kann das Kanal-SiGe-Material, (z. B. zweite Schicht 160), eine kohärente Ausrichtung mit dem gradierten entspannten Substratmaterial-SiGe ausbilden, (wie z. B. auf der zweiten Teilfläche 125 des Substratmaterials 120; wobei sich das Substratmaterial 120 ebenfalls in kohärenter Ausrichtung innerhalb des gradierten Substrats befinden kann, wie beispielsweise entlang der Dicke H3), wird aber Druckverspannungen 162 und 164 wegen des Sprungs in dem Ge-Prozentsatz zwischen dem Kanalmaterial und dem Substratmaterial an der Substrat/Kanal-Schnittstelle erfahren, (wie z. B. da, wo die zweite Teilfläche 125 die zweite Schicht 160 berührt). Ferner, obwohl vorgenannte Beschreibungen zum Ausbilden der zweiten Schicht 160 sich auf die Ausbildung einer Silizium-Germanium-Schicht gemäß den Ausführungsformen konzentrieren, kann die zweite Schicht 160 aus verschiedenen geeigneten Siliziumlegierungsmaterialien ausgebildet werden, wie beispielsweise durch selektive Epitaxial-CVD eines solchen Materials.
  • Es ist anzumerken, dass die erste Schicht 150 und/oder die zweite Schicht 160 nach dem Ausbilden von elektronisch isolierenden Bereichen zwischen der ersten Teilfläche 123 und der zweiten Teilfläche 125 ausgebildet werden können, (wie z. B. vor dem Ausbilden von STI-Material 130), so dass Prozesse mit hohen Temperaturen zum Ausbilden von elektronisch isolierenden Bereichen kein Faktor sind bei der Reduzierung von ausgewählter Dicke von oder beim Induzieren von Entspannung einer Dehnungsverspannung in der ersten Schicht 150 und/oder einer Druckverspannung in der zweiten Schicht 160. Des weiteren ist klar, dass die selektive Ausbildung der ersten Schicht 150 und/oder der zweiten Schicht 160 auf der ersten Teilfläche 123 und der zweiten Teilfläche 125 eine Größe der ersten Teilfläche 123 und eine Größe der zweiten Teilfläche 125 umfassen kann, die klein genug ist, um die Stabilität der ersten Schicht 150 zu erhöhen oder ausreichend bereitzustellen, um das Anwenden einer Dehnungsverspannung auf einen Puffer von entspanntem gradiertem Silizium-Germanium-Substratmaterial 120 mit einem ausgewählten Germanium-Prozentsatz auf einer ersten Teilfläche 123 zu gestatten, sowie das Anwenden einer Druckverspannung auf eine zweite Schicht 160 auf einem Puffer von entspanntem gradiertem Silizium-Germanium-Substratmaterial 120 mit einem ausgewählten Germanium-Prozentsatz auf einer zweiten Teilfläche 125 zu gestatten, der annähernd dem Germanium-Prozentsatz auf der ersten Teilfläche 123 entspricht.
  • Auch kann die erste Schicht 150 mit Bor und/oder Aluminium dotiert werden, um einen P-Kanal-Bereich mit einer elektrisch positiven Ladung auszubilden, (z. B. siehe erste dielektrische Schicht 140 oben), und eine zweite Schicht 160 kann mit Phosphor, Arsen und/oder Antimon dotiert werden, um einen N-Kanal-Bereich auszubilden, der eine elektrisch negative Ladung aufweist. Zum Beispiel können die erste Schicht 150 und/oder die zweite Schicht 160 durch Einführen der Dotiersubstanzen, die oben genannt wurden, während des Aufbringens von oder des Dotieren mit den oben genannten Dotiersubstanzen nach dem Aufbringen der ersten Schicht 150 und/oder zweiten Schicht 160 dotiert werden. Somit können die erste Schicht 150 und/oder die zweite Schicht 160 mit einer ausreichenden Menge eines entsprechenden Typs von Dotiersubstanz dotiert werden, um jeweils einen N-Kanal-Bereich und/oder einen P-Kanal-Bereich auszubilden, wie beispielsweise jeweils für eine NMOS- und/oder PMOS-Vorrichtung für beispielsweise eine CMOS-Schaltung. Insbesondere können zum Beispiel die erste Schicht 150 und/oder die zweite Schicht 160 mit zwischen 1,0 hoch 17 und 1,0 hoch 18 von Dotiersubstanz-Partikeln pro Kubikzentimeter von Kanalmaterial dotiert werden. Daher kann eine solche Dotierung mit weniger als einer Menge von Dotiersubstanz-Partikeln durchgeführt werden, die zu einer verschlechterten Trägermobilität aufgrund übermäßiger Verunreinigungsstreuung führen würde.
  • Nach dem Ausbilden der zweiten Schicht 160 kann eine dritte dielektrische Schicht über der ersten Schicht 150 und verschiedenen zweiten Schicht 160 ausgebildet werden. Zum Beispiel zeigt 6 das Halbleitersubstrat von 1 nach dem Ausbilden einer Schicht aus Material mit einer hohen dielektrischen Konstante über dem selektiv aufgebrachten Silizium und dem selektiv aufgebrachten Silizium-Germanium-Material. 6 zeigt eine dritte dielektrische Schicht 144, wie beispielsweise eine Schicht aus dielektrischem Material mit einer relativ hohen dielektrischen Konstante, (z. B. ein ”Dielektrikum mit hohem K”, das ein K aufweist, das größer oder gleich 3,9 und/oder dem K von Siliziumdioxid (SiO2) ist), welche zwischen 2 und 4 nm Dicke betragen kann und die über der ersten Schicht 150 und der zweiten Schicht 160 ausgebildet ist. Die dritte dielektrische Schicht 144 kann durch Atomschichtaufbringung (ALD) ausgebildet werden, wie beispielsweise ALD von Siliziumdioxid (SiO2), Hafniumoxid (HfO), Hafniumsilikat (HfSiO4), Hafniumdisilikat (HfSi4O7), Zirkoniumoxid (ZrO), Zirkoniumsilikat (ZrSiO4), Tantaloxid (Ta2O5).
  • 7 zeigt das Halbleitersubstrat von 1 nach dem Ausbilden einer NMOS-Vorrichtung in dem selektiv aufgebrachten Silizium-Material und einer PMOS-Vorrichtung in dem selektiv aufgebrachten Silizium-Germanium-Material. 7 zeigt die erste Schicht 150, die dotiert ist, um einen P-Kanal-Bereich 176 auszubilden, und die zweite Schicht 160, die dotiert ist, um einen N-Kanal-Bereich 186 auszubilden. 7 zeigt ebenfalls eine NMOS-Vorrichtung 178 mit einer N-Gate-Elektrode 170 auf einer Fläche der dritten dielektrischen Schicht 144 über der ersten Schicht 150, (z. B. N-Gate-Elektrode 170, die eine elektrisch negative Ladung aufweist), einem ersten N-Störstellenübergangs-Bereich 172 und einem zweiten Störstellenübergangs-Bereich 174 in der ersten Schicht 150, die benachbart ist zur N-Gate-Elektrode 170, (wie z. B. ein erster N-Störstellenübergangs-Bereich 172 und ein zweiter Störstellenübergangs-Bereich 174 mit einer elektrisch negativen Ladung). 7 zeigt auch NMOS-Zwischenlagen 712 und 714, die auf Flächen der N-Gate-Elektrode 170 ausgebildet sind. Desgleichen zeigt 7 eine PMOS-Vorrichtung 188 mit einer P-Gate-Elektrode 180 auf einer Fläche der dritten dielektrischen Schicht 144 über der zweiten Schicht 160, (wobei z. B. die P-Gate-Elektrode 180 eine elektrisch positive Ladung aufweist), und einem ersten P-Störstellenübergangs-Bereich 182 und einem zweiten P-Störstellenübergangs-Bereich 184 in der zweiten Schicht 160, die benachbart ist zur P-Gate-Elektrode 180, (wobei z. B. der erste P-Störstellenübergangs-Bereich 182 und der zweite Störstellenübergangs-Bereich 184 eine elektrisch positive Ladung aufweisen). 7 zeigt auch PMOS-Zwischenlagen 412 und 414, die auf Flächen der P-Gate-Elektrode 180 ausgebildet sind.
  • Somit kann gemäß den Ausführungsformen die erste Schicht 150 in geeigneter Weise als P-Kanal-Bereich 176 für die NMOS-Vorrichtung 178 auf der ersten Teilfläche 123 des Substratmaterials 120 ausgebildet werden, wobei die erste Schicht 150 ein erstes Material mit einem ersten Gitterabstand aufweist, die von einem Substrat-Gitterabstand eines Substratmaterials, das eine erste Schnittstellenfläche des Substrats definiert, (wie z. B. an der ersten Teilfläche 123), verschieden (z. B. kleiner) ist. In ähnlicher Weise kann die zweite Schicht 160 in geeigneter Weise als N-Kanal-Bereich 186 für die PMOS-Vorrichtung 188 auf einer anderen zweiten Teilfläche 125 des Substratmaterials 120 ausgebildet werden, wobei die zweite Schicht 160 ein anderes zweites Material mit einem zweiten Gitterabstand aufweist, die sich von dem ersten Gitterabstand der ersten Schicht unterscheidet und von dem Substrat-Gitterabstand des Substratmaterials verschieden ist, (wie z. B. durch den zweiten Gitterabstand, die einen größeren Gitterabstand als das Substratmaterial aufweist), wobei die zweite Schicht eine zweite Schnittstellenfläche des Substrats definiert, (wie z. B. an der zweiten Teilfläche 125). Besonders der Unterschied zwischen dem ersten Gitterabstand der ersten Schicht 150 und dem Substrat-Gitterabstand an der ersten Teilfläche 123 kann eine Dehnungsverspannung in Richtung der Pfeile 152 und 154 in der ersten Schicht 150 definieren, die ausreichend ist, um die Elektronenmobilität in der ersten Schicht 150 zu verbessern oder zu erhöhen, (wie z. B. um wenigstens 50, 75, 80 oder 85%). Desgleichen kann der Unterschied zwischen dem zweiten Gitterabstand der zweiten Schicht 160 und dem Substrat-Gitterabstand an der zweiten Teilfläche 125 eine Druckverspannung in der durch die Pfeile 162 und 164 angegebenen Richtung in der zweiten Schicht 160 definieren, die ausreichend ist, um die Lochmobilität in der zweiten Schicht 160 zu verbessern oder zu erhöhen, (wie z. B. um wenigstens 50, 80, 90, 100 oder 110%).
  • Des weiteren ist verständlich, dass die Dehnungsverspannung in der ersten Schicht 150 eine biaxiale Dehnungsverspannung sein kann, um die erste Schicht 150 nach außen in die Richtung der Pfeile 152 und 154 sowie in der Richtung eines Pfeils zu strecken oder zu dehnen, der zum Betrachter hin und von der Querschnittsfläche der in 5–7 gezeigten ersten Schicht 150 weg zeigt. Desgleichen ist verständlich, dass die Druckverspannung in der zweiten Schicht 160 eine biaxiale Druckverspannung sein kann, um beispielsweise die zweite Schicht 160 nach innen in die Richtung der Pfeile 162 und 164 sowie in die Richtung eines Pfeils zusammenzuziehen oder zusammenzudrücken, der vom Betrachter weg und zu der Querschnittsfläche der in 5–7 gezeigten zweiten Schicht 160 hin zeigt. Insbesondere können die Dicke des Substratmaterials 120 und die Konzentration von Germanium auf der oberen Fläche 129, die Dicke der ersten Schicht 150, die Dicke der zweiten Schicht 160 und der Prozentsatz von Germanium in der zweiten Schicht 160 wie hierin beschrieben so ausgewählt werden, dass eine zweidimensionale kohärente Dehnungsverspannung in der ersten Schicht 150 über die Verbindung der ersten Schicht 150 auf einer ersten Teilfläche 123 mit dem Substratmaterial 120 induziert wird, (wie z. B. eine kohärente Verspannung, die durch die Gitterstruktur des Materials der ersten Schicht 150 verursacht wird, die sich mit der Gitterstruktur des Substratmaterials 120 auf der ersten Teilfläche 123 abgleicht, auch wenn das Material der ersten Schicht 150 eine Gitterausrichtung mit einem kleineren Gitterabstand aufweist als diejenige der ersten Teilfläche 123). Desgleichen können die oben genannten Auswahlen so getroffen werden, dass eine zweidimensionale kohärente Druckverspannung in der zweiten Schicht 160 über die Verbindung der zweiten Schicht 160 mit dem Substratmaterial 120 auf einer zweiten Teilfläche 125 induziert wird, (wie z. B. eine kohärente Verspannung, die durch die Gitterstruktur des Materials der zweiten Schicht 160 verursacht wird, die sich mit der Gitterstruktur des Substratmaterials 120 auf der zweiten Teilfläche 125 abgleicht, auch wenn das Material der zweiten Schicht 160 eine Gitterausrichtung mit einem größeren Gitterabstand aufweist als diejenige der zweiten Teilfläche 125).
  • Demzufolge kann für ein Substratmaterial Si1-XGeX, ein erstes Material Si und ein zweites Material Si1-YGeY, wobei 10X den Prozentsatz von Germanium in dem gradierten Silizium-Germanium-Substratmaterial 120 auf der ersten Teilfläche 123 und der zweiten Teilfläche 125 darstellt, und 10Y den Prozentsatz von Germanium in der zweiten Schicht 160, die der zweiten Teilfläche 125 benachbart ist, darstellt, X kleiner als Y sein. Zum Beispiel kann X zwischen 0,1 und 0,3 betragen, wogegen Y zwischen 0,2 und 0,6 liegt. In einigen Ausführungsformen kann Y zwischen 0,1 und 0,3 größer als X sein. Des weiteren kann in einer Ausführungsform X 0,2 sein, und Y kann 0,5 sein.

Claims (29)

  1. Verfahren zum Herstellen einer CMOS-Vorrichtung, mit den folgenden Schritten: Bilden einer eine erste Schnittstellenfläche (123) des Silizium-Germanium-Substrats (120) definierenden ersten Schicht (150), die als ein erster Kanal (176) für eine erste Schaltungsvorrichtung (178) auf einem ersten Bereich eines Substrats (120) geeignet ist und dessen Material einen Gitterabstand hat, der sich von dem Gitterabstand des Materials des Substrats (120) unterscheidet, Bilden einer eine zweite Schnittstellenfläche (125) des Substrats (120) definierenden zweiten Schicht (160), die als ein zweiter Kanal (186) für eine zweite Schaltungsvorrichtung (188) auf einem von dem ersten Bereich unterschiedlichen zweiten Bereich des Substrats (120) geeignet ist und dessen Material einen Gitterabstand hat, der sich von dem Gitterabstand des ersten Materials und dem des Materials des Substrats (120) unterscheidet, wobei das die erste Schicht (150) bildende erste Material durch Änderung der Planarität des Substrats (120) selektiv gewachsen ist, auf der ersten selektiven Schicht (150) eine dielektrische Schicht ausgebildet wird, das die zweite Schicht (160) bildende, nicht auf der dielektrischen Schicht vorgesehene zweite Material selektiv gewachsen ist, Bilden eines Gate-Dielektrikums (144) auf der Fläche der ersten Schicht (150) und der zweiten Schicht (160); und Bilden je einer Gate-Elektrode (170, 180) auf dem über der ersten Schicht (150) und der zweiten Schicht (160) gebildeten Gate-Dielektrikum (144).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Unterschied zwischen dem ersten Gitterabstand und dem Substrat-Gitterabstand eine Dehnungsverspannung in dem ersten Material definiert, und wobei der Unterschied zwischen dem zweiten Gitterabstand und dem Substrat-Gitterabstand eine Druckverspannung in dem zweiten Material definiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substratmaterial ein gradiertes Siliziumlegierungsmaterial umfasst; wobei das Ausbilden der ersten Schicht (150) das Aufbringen einer zum Verhindern von Versetzungen ausreichenden Dicke eines Silizium-Materials umfasst, um eine biaxiale Dehnungsverspannung in der ersten Schicht (150) zu verursachen; und wobei das Ausbilden der zweiten Schicht (160) das Aufbringen einer ausreichenden Dicke eines Siliziumlegierungsmaterials mit einem Legierungsprozentsatz umfasst, um eine biaxiale kohärente Druckverspannung in der zweiten Schicht (160) zu verursachen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substratmaterial ein gradiertes Siliziumlegierungsmaterial ist, das eine ausreichende Dicke und eine ausreichende Zunahme des Prozentsatzes der Legierung bis zu einem endgültigen Legierungs-Prozentsatz auf der ersten und der zweiten Teilfläche (123, 125) aufweist, um eine biaxiale Dehnungsverspannung in der ersten Schicht (150) und eine biaxiale kohärente Druckverspannung in der zweiten Schicht (160) zu verursachen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substratmaterial Si1-XGeX umfasst, das erste Material Silizium umfasst, das zweite Material Si1-YGeY umfasst und wobei X < Y ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei X zwischen 0,1 und 0,3 liegt, und Y zwischen 0,2 und 0,6 liegt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Ausbilden des Substratmaterials durch eine zum Verhindern von Versetzungen ausreichende chemische Gasphasenabscheidung eines Siliziumlegierungsmaterials zum Ausbilden einer Schicht aus gradiertem entspanntem Siliziumlegierungsmaterial umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausbilden der gradierten entspannten Schicht des Siliziumlegierungsmaterials umfasst: chemisches Gasphasenabscheidungs-(CVD)Epitaxialwachstum von gradiertem entspanntem SiGe, umfassend: Aufheizen des Substrats auf eine Temperatur zwischen 500°C und 1000°C in einem Wasserstoffumgebungsfluss (H2) von zwischen 5 Standardlitern pro Minute (slm) und 50 slm; Unterdrucksetzen des Substrats auf einen Druck zwischen 1,33 kPa (10 Torr) und 26,67 kPa (200 Torr); Einströmen eines Silizium-Vorläufers mit einer Durchflussmenge zwischen 50 Standard-Kubikzentimeter pro Minute (sccm) und 500 sccm; Erhöhen einer Durchflussmenge eines Ge-Vorläufers von 0 sccm auf einen endgültigen Wert, der ausreichend ist, um zu verursachen, dass die erste Schnittstellenfläche (123) und die zweite Schnittstellenfläche (125) des Substrats einen Prozentsatz von Ge zwischen 10% und 35% aufweisen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Einströmen eines Silizium-Vorläufers das Einströmen von einem von Silan (SiH4), Disilan (Si2H6) und Dichlorsilan (SiH2Cl2) umfasst, um ein Substratbasismaterial aufzubringen, das eine Dicke von zwischen 10·10–9 m (100 Ångström) und 100·10–9 m (1.000 Ångström) von reinem Silizium aufweist.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Erhöhen einer Durchflussmenge eines Ge-Vorläufers das Erhöhen einer Durchflussmenge von German (GeH4) von 0 sccm auf einen endgültigen Wert umfasst, der ausreichend ist, um zu verursachen, dass die erste Schnittstellenfläche (123) und die zweite Schnittstellenfläche (125) des Substrats den Prozentsatz von Ge aufweisen.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausbilden von gradiertem entspanntem SiGe das Einströmen von zwischen 50 sccm und 100 sccm von HCl während des chemischen Gasphasenabscheidungs-(CVD)Epitaxialwachstums von SiGe umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausbilden der ersten Schicht (150) eine selektive chemische Gasphasenabscheidung eines Silizium-Materials umfasst, um eine Epitaxialschicht von Silizium-Material auf der ersten Teilfläche (123) auszubilden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Ausbilden der Epitaxialschicht des Silizium-Materials umfasst: selektives chemisches Gasphasenabscheidungs-(CVD)Epitaxialwachstum von dehnungsverspanntem Si, umfassend: Aufheizen des Substrats auf eine Temperatur zwischen 600°C und 900°C in einem Wasserstoffumgebungsfluss (H2) von zwischen 5 Standardlitern pro Minute (slm) und 50 slm; Unterdrucksetzen des Substrats auf einen Druck zwischen 1,33 kPa (10 Torr) und 26,67 kPa (200 Torr); Einströmen eines Silizium-Vorläufers mit einer Durchflussmenge zwischen 50 Standard-Kubikzentimeter pro Minute (sccm) und 500 sccm.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Einströmen eines Silizium-Vorläufers das Einströmen von Dichlorsilan (SiH2Cl2) umfasst, um ein Silizium-Material aufzubringen, das eine Dicke zwischen 10·10–9 m (100 Ångström) und 100·10–9 m (1.000 Ångström) reinen Siliziums aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Ausbilden der Epitaxialschicht von Silizium-Material das Einströmen von zwischen 50 sccm und 100 sccm von HCl während des chemischen Gasphasenabscheidungs-(CVD)Epitaxialwachstums von dehnungsverspanntem Si umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausbilden der zweiten Schicht (160) eine zum Verhindern von Versetzungen ausreichende selektive chemische Gasphasenabscheidung eines Siliziumlegierungsmaterials umfasst, um eine Epitaxialschicht von Siliziumlegierungsmaterial auf der zweiten Teilfläche (125) auszubilden.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Ausbilden der Epitaxialschicht des Siliziumlegierungsmaterials umfasst: selektives chemisches Gasphasenabscheidungs-(CVD)Epitaxialwachstum von druckverspanntem SiGe, umfassend: Aufheizen des Substrats auf eine Temperatur zwischen 500°C und 800°C in einem Wasserstoffumgebungsfluss (H2) von zwischen 5 Standardlitern pro Minute (slm) und 50 slm; Unterdrucksetzen des Substrats auf einen Druck zwischen 1,33 kPa (10 Torr) und 26,67 kPa (200 Torr); Einströmen eines Silizium-Vorläufers mit einer Durchflussmenge zwischen 50 Standard-Kubikzentimetern pro Minute (sccm) und 500 sccm; Einströmen eines Ge-Vorläufers mit einer Durchflussmenge von bis zu 100 Standard-Kubikzentimeter pro Minute (sccm), um zu verursachen, dass die zweite Schicht (160) einen Prozentsatz von Ge zwischen 20% und 50% aufweist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Einströmen eines Silizium-Vorläufers das Einströmen von Dichlorsilan (SiH2Cl2) umfasst, um ein SiGe-Material aufzubringen, das eine Dicke zwischen 10·10–9 m (100 Ångström) und 100·10–9 m (1.000 Ångström) von SiGe-Material aufweist.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Einströmen eines Ge-Vorläufers das Einströmen von GeH4 umfasst, um zu verursachen, dass die zweite Schicht (160) eine Dicke zwischen 10·10–9 m (100 Ångström) und 100·10–9 m (1.000 Ångström) von SiGe-Material aufweist.
  20. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Ausbilden der Epitaxialschicht von Siliziumlegierungsmaterial das Einströmen von zwischen 50 sccm und 100 sccm von HCl während des chemischen Gasphasenabscheidungs-(CVD)Epitaxialwachstums von druckverspanntem SiGe umfasst.
  21. Verfahren nach Anspruch 1, des weiteren umfassend: Ausbilden des Substrats eines gradierten SiGe-Materials vor dem Ausbilden der ersten Schicht (150); und Ausbilden eines elektronisch isolierenden Materials zwischen der ersten Teilfläche (123) und der zweiten Teilfläche (125) vor dem Ausbilden der ersten Schicht (150).
  22. Verfahren nach Anspruch 21, des weiteren umfassend: Dotieren des Substratmaterials auf der ersten Teilfläche (123) mit einem von Bor und Aluminium, um einen P-Wannen-Bereich (122) mit einer elektrisch positiven Ladung auszubilden; und Dotieren des Substratmaterials auf der zweiten Teilfläche (125) mit einem von Phosphor, Arsen und Antimon, um einen N-Wannen-Bereich (124) mit einer elektrisch negativen Ladung auszubilden.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, des weiteren umfassend: Ausbilden einer ersten dielektrischen Schicht (140) über der verschiedenen zweiten Teilfläche (125) des Substrats vor dem Ausbilden der ersten Schicht (150); Ausbilden einer zweiten dielektrischen Schicht (142) über der ersten Schicht (150) vor dem Ausbilden der zweiten verschiedenen Schicht (160); Ausbilden einer dritten dielektrischen Schicht (144) über der ersten Schicht (150) und der verschiedenen zweiten Schicht (160); wobei die dritte dielektrische Schicht (144) durch Atomschichtaufbringung (ALD) von einem von Siliziumdioxid (SiO2), Hafniumoxid (HfO), Hafniumsilikat (HfSiO4), Hafniumdisilikat (HfSi4O7), Zirkoniumoxid (ZrO), Zirkoniumsilikat (ZrSiO4), Tantaloxid (Ta2O5) ausgebildet wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, des weiteren umfassend: Dotieren der ersten Schicht (150) mit einem von Bor und Aluminium, um einen P-Kanal-Bereich (176) mit einer elektrisch positiven Ladung auszubilden; Dotieren der zweiten Schicht (160) mit einem von Phosphor, Arsen und Antimon, um einen N-Kanal-Bereich (186) mit einer elektrisch negativen Ladung auszubilden; Ausbilden einer N-Gate-Elektrode (170) auf einer Fläche der dritten dielektrischen Schicht (144) über der ersten Schicht (150); Ausbilden eines ersten N-Störstellenübergangs-Bereichs (172) und eines zweiten N-Störstellenübergangs-Bereichs (174) in der ersten Schicht (150), die zur N-Gate-Elektrode (170) benachbart ist; Ausbilden einer P-Gate-Elektrode (180) auf einer Fläche der dritten dielektrischen Schicht (144) über der zweiten Schicht (160); Ausbilden eines ersten P-Störstellenübergangs-Bereichs (182) und eines zweiten P-Störstellenübergangs-Bereichs (184) in der zweiten Schicht (160), die zur P-Gate-Elektrode (180) benachbart ist.
  25. Verfahren nach Anspruch 1, des weiteren umfassend das Ausbilden des Substratmaterials durch: Wachsenlassen einer ersten Dicke von SiGe-Material auf einem Grundsubstrat; Übertragen einer entspannten oberen Dicke des SiGe-Materials auf ein Substrat, das ein Isoliermaterial umfasst.
  26. CMOS-Vorrichtung, das durch ein Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche hergestellt ist, gekennzeichnet durch eine selektiv gewachsene erste Schicht (150) aus einem Silizium-Material, die als ein erster Kanal (176) für eine erste Schaltungsvorrichtung (178) auf einer ersten Teilfläche (123) eines Si1-XGeX-Materials geeignet ist, das eine erste Schnittstellenfläche (123) eines Substrats von gradiertem entspanntem Silizium-Germanium-Material definiert; wobei die erste Schicht (150) aus Silizium-Material sich unter einer Dehnungsverspannung befindet, die verursacht wird durch einen Gitterabstand des Silizium-Materials, der kleiner als ein Gitterabstand des Si1-XGeX-Materials an der ersten Schnittstelle ist, wobei die zweite Schicht (160) aus Si1-YGeY-Material sich unter einer Druckverspannung befindet, die verursacht wird durch einen Gitterabstand des Si1-YGeY-Materials, der größer als ein Gitterabstand des Si1-XGeX-Materials an der zweiten Schnittstelle ist, ein Gate-Dielektrikum (144) in Kontakt mit dem selektiv gewachsenen Siliziummaterial und dem selektiv gewachsenen Si1-YGeY-Material; und je einer Gate-Elektrode (170, 180) auf dem über der ersten Schicht (150) und der zweiten Schicht (160) gebildeten Gate-Dielektrikum (144).
  27. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die erste Schicht (150) aus Silizium-Material eine Epitaxialschicht aus Silizium-Material ist, die eine Dicke von zwischen 10 nm und 20 nm Dicke aufweist; und wobei die zweite Schicht (160) aus Si1-YGeY-Material eine Epitaxialschicht aus Si1-YGeY-Material ist, die eine Dicke von zwischen 10 nm und 20 nm Dicke aufweist.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei X 0,2 ist, und Y 0,5 ist.
  29. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei gradiertes entspanntes Silizium-Germanium-Material eine Dicke von zwischen 1 μm und 3 μm Dicke, eine Abstufungskonzentration von Germanium, die von 0% auf zwischen 10% und 30% zunimmt auf der ersten und der zweiten Schnittstelle, und eine Abstufungskonzentrationsrate aufweist, die sich zwischen 5% Ge und 15% Ge pro μm Tiefe erhöht.
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