DE112013005557T5

DE112013005557T5 - Epitaktisches filmaufwachsen auf einem gemusterten substrat

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Publication number: DE112013005557T5
Application number: DE112013005557.0T
Authority: DE
Inventors: Nitl Goel; Niloy Mukherjee; Seung Hoon Sung; Van H. Le; Jack T. Kavalieros; Ravi Pillarisetty; Sanaz K. Gardner; Sansaptak DASGUPTA; Willy Rachmady; Benjamin Chu-Kung; Marko Radosavljevic; Gilbert Dewey; Marc C. French; Jessica S. Kachian; Robert S. Chau; Matthew V. Metz; Suri Satyarth
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-06-29
Publication date: 2015-08-20
Also published as: KR102072610B1; US20140175378A1; CN104813442A; KR20150097540A; GB2525332A; TW201442070A; US8785907B2; TWI532081B; WO2014099037A1; GB201510570D0; GB2525332B; CN104813442B

Abstract

Eine Ausführungsform beinhaltet ein Abscheiden eines Materials auf einem Substrat, wobei das Material eine von der des Substrats (z. B. epitaktisches (EPI-)Material aus III–V- oder Gruppe-IV-Halbleiter auf einem Si-Substrat) verschiedene Gitterkonstante aufweist. Eine Ausführungsform beinhaltet eine EPI-Schicht, die innerhalb eines Grabens gebildet wird, dessen Wände sich annähern, wenn sich der Graben aufwärts erstreckt. Eine Ausführungsform beinhaltet eine EPI-Schicht, die unter Verwendung mehrerer Aufwachstemperaturen innerhalb eines Grabens gebildet wird. Eine Defektbarriere, die in der EPI-Schicht gebildet wird, wenn sich die Temperatur ändert, enthält Defekte innerhalb des Grabens und unter der Defektbarriere. Die EPI-Schicht über der Defektbarriere und innerhalb des Grabens ist relativ defektfrei. Eine Ausführungsform beinhaltet eine EPI-Schicht, die innerhalb eines Grabens getempert wird, um eine Defektauslöschung einzuführen. Eine Ausführungsform beinhaltet ein EPI-Übergitter, das innerhalb eines Grabens gebildet und mit einer relativ defektfreien EPI-Schicht (die noch in dem Graben enthalten ist) abgedeckt wird. Andere Ausführungsformen werden hier beschrieben.

Description

HINTERGRUND
Eine Vielzahl von elektronischen und optoelektronischen Vorrichtungen kann zum Beispiel durch Entwicklung von hochqualitativen III–V-Halbleitern auf Substraten aus elementarem Silicium (Si) oder Gruppe-IV-Halbleitern auf Si-Substraten ermöglicht werden. Oberflächenschichten, die fähig sind, die Leistungsvorteile von III–V- oder Gruppe-IV-Materialien zu erreichen, können eine Vielzahl von elektronischen Hochleistungsvorrichtungen wie CMOS- und Quantum-Well(QW)-Transistoren, die aus Materialien mit extrem hoher Mobilität wie unter anderem Indiumantimonid (InSb), Indiumarsenid (InAs), Germanium (Ge), und Silicium-Germanium (SiGe) hergestellt werden, aufnehmen. Optische Vorrichtungen, wie Laser, Detektoren und Photovoltaik, können ebenfalls aus verschiedenen anderen Materialien mit direkter Bandlücke, wie unter anderem aus Galliumarsenid (GaAs) und Indiumgalliumarsenid (InGaAs), hergestellt werden. Diese Vorrichtungen können weiter durch monolithisches Integrieren mit konventionellen Vorrichtungen aus Si verbessert werden, da Verwenden eines Si-Substrats den zusätzlichen Vorteil einer Kostenreduktion aufweist.
Das Aufwachsen von III–V- und Gruppe-IV-Materialien auf Si-Substraten kann allerdings viele Herausforderungen mit sich bringen. Kristalldefekte werden durch Gitterfehlanpassung, polar-auf-nichtpolar Fehlanpassung und thermische Fehlanpassung zwischen der epitaktischen(EPI-)Schicht aus III–V-Halbleiter und dem Si-Halbleitersubstrat oder der EPI-Schicht aus Gruppe-IV-Halbleiter und dem Si-Halbleitersubstrat hervorgerufen. Wenn die Gitterfehlanpassung zwischen der EPI-Schicht und dem Substrat einige wenige Prozent überschreitet, wird die durch die Fehlanpassung eingeleitete Druckspannung zu groß und die Defekte werden durch Entspannen des EPI-Films erzeugt. Sobald die Filmdicke größer als die kritische Dicke ist (d. h. der Film steht unterhalb dieser Dicke vollständig unter Druckspannung und ist oberhalb dieser Dicke teilweise entspannt), wird die Druckspannung durch Schaffen von Fehlanpassungs-Versetzungen an der Grenzfläche zwischen dem Film und dem Substrat sowie in dem EPI-Film entspannt. Die EPI-Kristalldefekte können in der Form von Schraubenversetzungen, Stapelfehlern und Zwillingen auftreten. Viele Defekte, insbesondere Schraubenversetzungen und Zwillinge neigen dazu, sich in die ”Vorrichtungsschicht” auszubreiten, in der die Halbleitervorrichtung hergestellt wird. Im Allgemeinen korreliert die Schwere der Defekterzeugung mit der Größe der Gitterfehlanpassung zwischen dem III–V-Halbleiter und dem Si-Substrat oder dem Gruppe-IV-Halbleiter und dem Si-Substrat.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der anhängenden Ansprüche, der folgenden Ausführlichen Beschreibung von einer oder mehreren Beispielausführungsformen und der entsprechenden Figuren ersichtlich, in denen:
1(a)–(b) einen Graben mit sich verjüngenden Seitenwänden in einer Ausführungsform zeigen.
2(a)–(b) einen Graben mit einer EPI-Schicht und einer Defektbarriere in einer Ausführungsform zeigen.
3(a)–(b) einen Graben einschließlich einer getemperten EPI-Schicht in einer Ausführungsform zeigen.
4(a)–(b) einen Graben mit einem Übergitter und einer EPI-Schicht in einer Ausführungsform zeigen.
5 einen Prozess in einer Ausführungsform beinhaltet.
6 einen Prozess in einer Ausführungsform beinhaltet.
7 einen Prozess in einer Ausführungsform beinhaltet.
8 einen Prozess in einer Ausführungsform beinhaltet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details ausgeführt, allerdings können Ausführungsformen der Erfindung ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden. Gut bekannte Schaltungen, Strukturen und Techniken sind nicht im Detail gezeigt worden, um ein Eintrüben eines Verständnisses dieser Beschreibung zu vermeiden. ”Eine Ausführungsform”, ”verschiedene Ausführungsformen” und dergleichen zeigt/zeigen (eine) so beschriebene Ausführungsform(en) an, der/die besondere Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken beinhalten kann/können, wobei allerdings nicht jede Ausführungsform notwendigerweise die besonderen Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken beinhaltet. Manche Ausführungsformen können einige, alle oder keine der für andere Ausführungsformen beschriebenen Merkmale aufweisen. ”Erste/er/es”, ”zweite/er/es”, ”dritte/er/es” und dergleichen beschreiben ein gemeinsames Objekt und zeigen unterschiedliche Beispiele ähnlicher Objekte, auf die Bezug genommen wird, an. Solche Adjektive lassen nicht darauf schließen, dass so beschriebene Objekte in einer vorgegebenen Reihenfolge, weder zeitlich, räumlich, nach Rangfolge noch auf beliebige andere Weise sein müssen. ”Verbunden” kann anzeigen, dass sich Elemente in einem direkten physischen oder elektrischen Kontakt miteinander befinden, und ”gekoppelt” kann anzeigen, dass Elemente miteinander kooperieren oder interagieren, sich allerdings in direktem physischen oder elektrischen Kontakt miteinander befinden oder nicht. Obwohl ähnliche oder gleiche Nummern zum Bezeichnen gleicher oder ähnlicher Teile in unterschiedlichen Figuren verwendet werden, bedeutet das nicht, dass alle Figuren, die ähnliche oder gleiche Nummern beinhalten, eine einzige oder dieselbe Ausführungsform beinhalten.
Eine Ausführungsform beinhaltet ein Abscheiden eines Materials auf einem Substrat, wobei das Material eine von der des Substrats (z. B. EPI-Material aus III–V- oder Gruppe-IV-Halbleiter auf einem Si-Substrat) verschiedene Gitterkonstante aufweist. Eine Ausführungsform beinhaltet eine EPI-Schicht, die innerhalb eines Grabens gebildet wird, dessen Wände sich annähern, wenn sich der Graben aufwärts erstreckt. Eine Ausführungsform beinhaltet eine EPI-Schicht, die unter Verwendung mehrerer Aufwachstemperaturen innerhalb eines Grabens gebildet wird. Eine Defektbarriere, die in der EPI-Schicht gebildet wird, wenn sich die Temperatur ändert, enthält Defekte innerhalb des Grabens und unter der Defektbarriere. Die EPI-Schicht über der Defektbarriere und innerhalb des Grabens ist relativ defektfrei. Eine Ausführungsform beinhaltet eine EPI-Schicht, die innerhalb eines Grabens getempert wird, um eine Defektauslöschung einzuführen. Eine Ausführungsform beinhaltet ein EPI-Übergitter, das innerhalb eines Grabens gebildet und mit einer relativ defektfreien EPI-Schicht (die noch in dem Graben enthalten ist) abgedeckt wird. Andere Ausführungsformen werden hier beschrieben.
Eine konventionelle Technik zur EPI-Bildung beinhaltet Aspektverhältnis-Einfangen (ART). ART basiert auf Schraubenversetzungen, die sich unter einem bestimmten Winkel aufwärts ausbreiten. In ART wird ein Graben mit einem genügend großen Aspektverhältnis so gefertigt, dass die Defekte an der Seitenwand des Grabens enden und jede Schicht über den Endpunkten defektfrei ist. Genauer gesagt beinhaltet ART das Einfangen von Defekten entlang der Seitenwand eines Anteils mit einer seichten Grabenisolierung (STI) durch Vergrößern der Höhe (H) des Grabens über die Breite (W) des Grabens hinaus, so dass das H/W-Verhältnis mindestens 1,5 ist. Dieses Verhältnis ergibt die Untergrenze für ART, Defekte innerhalb einer Pufferschicht zu blockieren.
Die 1(a)–(b) zeigen einen Graben mit sich verjüngenden Seitenwänden in einer Ausführungsform der Erfindung. 5 beinhaltet einen Prozess in einer Ausführungsform der Erfindung. Zunächst werden die 1(a) und 5 erörtert und dann wird die 1(b) erörtert.
In einer Ausführungsform ist ein Graben 107, der einen Boden und einen Rand aufweist, zwischen den Isolationsanteilen 101, 102 (Block 505) der Vorrichtung 100 enthalten. Die Seitenwände des Grabens 107 können so geformt sein, dass sie sich verengen, während sie sich vom Substrat 103 entfernen (weiter unten ferner beschriebener Block 510). Solche Isolationsanteile können STI-Anteile beinhalten, wobei andere Ausführungsformen nicht derart eingeschränkt sind. Die Anteile 101, 102 sind auf dem Substrat enthalten 103, das eine erste Gitterkonstante aufweist. Das Substrat 103 kann Si, wie ein Si- und/oder SiGe-Substrat enthalten. Eine Ausführungsform beinhaltet einen gemeinsamen SiGe-Puffer auf einem Si-Substrat, wobei andere Ausführungsformen nicht derart eingeschränkt sind. Der Graben 107 erstreckt sich abwärts zum Substrat 103. Der Graben 107 weist eine untere Breite 110 nahe dem Grabenboden und eine obere Breite über der unteren Breite auf, und die obere Breite ist enger als die untere Breite. Die obere Breite kann entlang einer horizontalen Achse 120 verlaufen, die sich an der engsten Stelle des Grabens 107 befindet. Die obere Breite wird aus der Differenz zwischen der Breite 110 und den Abweichungen 113, 114 bestimmt. Die Abweichung 113 ist der Abstand zwischen der Seitenwand des Grabens 107 und der Achse 121 und die Abweichung 114 ist der Abstand zwischen der Seitenwand des Grabens 107 und der Achse 122.
Die untere EPI-Schicht 104 weist eine zweite Gitterkonstante auf, die gegenüber der ersten Gitterkonstante, die dem Substrat 103 (oder einer oberen Schicht des Substrats 103, falls eine Zwischenschicht, wie etwa eine Pufferschicht, zwischen den unteren Anteilen des Substrats 103 und der EPI-Schicht 104 enthalten ist) entspricht, fehlangepasst ist. Die EPI-Schicht 104 wird in dem Graben 107 nahe dem Grabenboden und unter der oberen Breite des Grabens, die sich an der engsten Stelle des Grabens 107 befindet (Block 515), gebildet.
Eine obere EPI-Schicht ist in dem Graben 107 über der unteren EPI-Schicht 104 enthalten. Zum Beispiel kann eine der EPI-Schichten 106 solch eine obere EPI-Schicht darstellen. Ferner kann eine der EPI-Schichten 105 solch eine obere EPI-Schicht darstellen. Beliebige der EPI-Schichten 105, 106 können in einer Vorrichtungsschicht, die teilweise eine Vorrichtung, wie einen Kanal eines Transistors, bilden kann, enthalten sein (Block 520). Beliebige der EPI-Schichten 105, 106 können eine von den Gitterkonstanten des Substrats 103 und/oder der EPI-Schicht 104 verschiedene Gitterkonstante aufweisen. Zum Beispiel kann die EPI-Schicht 105 eine derartige Gitterkonstante aufweisen, dass eine Differenz zwischen der Substratgitterkonstante und der Gitterkonstante der EPI-Schicht 105 größer als eine Differenz zwischen der Substratgitterkonstante und der Gitterkonstante der EPI-Schicht 104 ist. In einer Ausführungsform beinhaltet das Substrat 103 Si (zum Beispiel Si und/oder SiGe), die EPI-Schicht 104 beinhaltet ein III–V- oder Gruppe-IV-Material, die EPI-Schicht 105 beinhaltet ein III–V- oder Gruppe-IV-Material und die EPI-Schicht 106 beinhaltet ein III–V- oder Gruppe-IV-Material. III–V- und Gruppe-IV-Materialien beinhalten unter anderem Ge, SiGe, GaAs, AlGaAs, InGaAs, InAs und InSb. Jede oder beliebige der Komponenten 103, 104, 105, 106 können unterschiedliche Materialien sein, wie Materialien, die verschiedene Zusammensetzungen wie Si_xGe_1-x und Si_yGe_1-y, wobei x ungleich y ist, beinhalten. In anderen Ausführungsformen können die Materialien vollkommen andere Materialien sein, wie InP, SiGe und/oder GaAs.
In einer Ausführungsform beinhaltet die untere EPI-Schicht 104 mehr Defekte als die oberen EPI-Schichten 105 und/oder 106. In einer Ausführungsform beinhaltet die untere EPI-Schicht 104 mehr Defekte als der Anteil der EPI-Schichten 104 über der Achse 120. Zum Beispiel endet der Defekt 130 innerhalb der EPI-Schicht 104. In einer Ausführungsform beinhaltet der Well-Graben 107 eine (in 1(a) nicht gezeigte) Länge, die kleiner ist als die Gesamthöhe des Grabens, die sich aus der Höhe 111 (die sich von dem Grabenboden bis zur engsten Stelle des Grabens erstreckt) und der Höhe 112 (die sich von der engsten Stelle des Grabens bis zum oberen Rand des Grabens erstreckt) zusammensetzt. In einer Ausführungsform ist die Kombination der Höhen 111, 112 größer als 100 nm und die Breite 110 ist kleiner als die Kombination der Höhen 111, 112.
In einer Ausführungsform kann die EPI-Schicht 104 ein n-MOS-Material (zum Beispiel InP, SiGe, GaAs) enthalten, das als eine Pufferschicht im Graben 107 unter Verwendung verschiedener Verfahren (zum Beispiel Molekularstrahlepitaxie, metallorganische chemische Dampfabscheidung (MOCVD) und/oder metallorganische Dampfphasen-Epitaxie (MOVPE)) aufgewachsen wurde.
In einer Ausführungsform sind die Breite und die Länge des Wells 107 viel geringer gehalten als die Höhe des Grabens. Dies hilft, Defekte (zum Beispiel den Defekt 130) entlang der Seitenwände der STI 101, 102 einzufangen und hindert Defekte daran, den Rand des Grabens 107 zu erreichen.
In einer Ausführungsform sind die Seitenwände des Grabens wie in 1(a) (d. h. einer Hyperbel) ausgeformt. Die Krümmung ermöglicht einen Defekteinfang bei einer Höhe (kombinierte Höhe aus den Höhen 111, 112), die geringer als das Produkt aus 1,5 und der Breite 110 ist. Anschließend werden die Vorrichtungsschichten (zum Beispiel die Schichten 105, 106) über die Pufferschicht (zum Beispiel die Schicht 104) aufgewachsen und Vorrichtungsverabeitung (nicht gezeigt) wird durchgeführt. Solch eine Ausführungsform kann die Notwendigkeit für ein großes Aspektverhältnis für den Graben reduzieren, wodurch ermöglicht wird, dass Defekte innerhalb der dünnen Pufferschichten gefangen werden, wodurch die mit dem Prozess assoziierten Kosten durch Reduzieren benötigter Materialien (für höhere Schichten von EPI und dergleichen) und die Prozesswerkzeugzeit reduziert werden.
In einer Ausführungsform weist der Graben 107 kombinierte Höhen 111, 112 (die sich vom oberen Grabenrand zu dem Grabenboden erstrecken) auf, die kleiner als das Produkt von 1,5 und der unteren Breite 110 sind. In einer Ausführungsform beinhaltet der Graben 107 einen unteren Anteil mit Seitenwänden, die sich verengen, während sich die Seitenwände von dem Substrat weg bewegen; die Seitenwände stoppen das Verengen bei der oberen Breite (bei der Achse 120 befindlich); und die kombinierten Höhen 111, 112 sind nicht größer als das Produkt aus 1,5 und der oberen Breite bei der Achse 120. In einer Ausführungsform ist die obere Breite bei der Achse 120 um eine erste Differenz (Abweichung 113 + Abweichung 114) enger als die untere Breite 110 und die Kombination aus den Höhen 111, 112 ist nicht größer als das Produkt aus 1,5 und der Breite 110 minus einer Hälfte der Differenz (zum Beispiel Abweichung 113 oder Abweichung 114).
In einer Ausführungsform betragen beide Abweichungen 113, 114 3 bis 195 nm, die Kombination der Höhen 111, 112 beträgt 5 nm bis mehrere Mikron und die Breite 110 beträgt 5 bis 200 nm. Dies vergleicht sich mit einem konventionellen ART-System, bei dem eine Grabenbreite von 10 nm eine Höhe von mindestens 15 nm erfordern würde (die Höhe ist gleich dem Produkt von 1,5 und der Breite, basierend auf der Tangente mit einem Winkel von 55 Grad zwischen dem Grabenboden und einem Defekt). Eine Ausführungsform beinhaltet eine Höhe gleich dem Produkt von 1,5 und (der Breite 110 – der Abweichung 113, welche gleich 10 nm – 3 nm beträgt). Folglich ist die Höhe 10,5 nm (anstelle von 15 nm, was in einem klassischen ART-System, das eine Breite von 10 nm verwendet, der Fall wäre).
Die 1(b) beinhaltet eine Ausführungsform, in der der Graben 107 einen unteren Teil (begrenzt vom Grabenboden, den Seitenwänden und der Breite bei der Achse 120) beinhaltet, der wie ein Trapezoid geformt ist. In einer Ausführungsform ist die Höhe 111 gleich dem Produkt aus 1,5 und der Abweichung 113, für eine Höhe, die in verschiedenen Ausführungsformen gleich 20–750 nm ist. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Summe der Breiten 110, 113, 114 gleich 15 bis 500 nm. Die Breite 113 und die Breite 114 können jeweils 5 nm oder mehr betragen. Die Höhe 112 kann 0 nm bis zu mehrere Mikron betragen. Eine Ausführungsform beinhaltet eine Höhe 111 gleich dem Produkt von 1,5 und (der Breite 110 – der Abweichung 113, welche gleich 10 nm – 3 nm beträgt). Folglich beträgt die Höhe 111 10,5 nm (anstelle von 15 nm, was in einem klassischen ART-System, das eine Breite von 10 nm verwendet, der Fall wäre).
Sowohl die 1(a) als auch die 1(b) beinhalten den Graben 107 mit einer unteren Hälfte, die eine Seitenwand beinhaltet, die unter einem Winkel 123 in den Boden des Grabens übergeht. Der Winkel 123 kann als 70 Grad sein. In anderen Ausführungsformen kann der Winkel 123 60, 55, 50, 45, 40 Grad und dergleichen betragen. Obwohl 1,5 als Verhältnis zum Bestimmen von Höhen (zum Beispiel der Kombination der Höhen 111, 112 für 1(a) und der Höhe 111 für 1(b)) verwendet wurde, sind in verschiedenen Ausführungsformen auch andere Verhältnisse vorgesehen, wie es durch die Größe des Winkels 123 und die Krümmung der Grabenseitenwände diktiert werden kann. In einer Ausführungsform weist der Graben eine Höhe auf, die vom Grabenrand bis zum Grabenboden reicht, und die Höhe ist kleiner als das 1,3fache der Breite 110. In einer Ausführungsform weist der Graben eine Höhe auf, die vom Grabenrand bis zum Grabenboden reicht, und die Höhe ist kleiner als das 1,4fache der Breite 110. In einer Ausführungsform weist der Graben eine Höhe auf, die vom Grabenrand bis zum Grabenboden reicht, und die Höhe ist kleiner als das 1,1fache der Breite 110 (siehe das Beispiel, bei dem die Höhe 10,5 nm und die Breite 10 nm beträgt).
Bezüglich dem Gestalten der Seitenwände des Grabens 107 kann der Graben 107 zum Beispiel in der Ausführungsform von 1(a) unter Verwendung einer Fotolackschicht und einer harten Maske gemustert werden. Die Fotolackschicht wird gemustert und dann wird eine harte Maske unter Verwendung des Fotolacks als die Maske geätzt. Die Wahl der Ätzchemie und die Größe der Ätztiefe diktieren das gekrümmte Profil der Seitenwände im Graben. In 1(b) wird unter Verwendung von gemustertem Fotolack eine harte Maske geätzt, die dafür verwendet wird, eine Flosse zu erzeugen, die dem oberen Teil des Grabens 107 das gerade Profil verleiht. Bezüglich dem unteren Teil des Grabens 107 wird ein Anteil des Substrats 103 unter der harten Maske selektiv in (111)-Richtung nassgeätzt, um das sich verjüngende Profil zu erreichen. Um die gemusterte harte Maske und die unterliegende Flosse wird STI gefüllt. Diesem folgt die selektive Entfernung der harten Maske und der Flosse bezüglich dem STI, was den Graben 107 ergibt. Dem kann EPI-Schichtaufwachsen folgen.
Die 2(a)–(b) zeigen eine Vorrichtung 200 mit einem Graben, der eine EPI-Schicht mit einer Defektbarriere beinhaltet, in einer Ausführungsform der Erfindung. 6 beinhaltet einen Prozess in einer Ausführungsform der Erfindung. Zunächst werden die 2(a) und 6 erörtert und dann wird die 2(b) erörtert.
In der 2(a) ist der Graben 207 in den STI-Anteilen 201, 202 und auf dem Substrat 203 enthalten (Block 605). Das Substrat 203 kann Si, wie ein Si- und/oder SiGe-Substrat enthalten, aber andere Ausführungsformen sind nicht derart eingeschränkt. Eine Ausführungsform beinhaltet einen gemeinsamen SiGe-Puffer auf einem Si-Substrat, wobei andere Ausführungsformen nicht derart eingeschränkt sind. Der Graben 207 beinhaltet einen Rand und einen Boden und erstreckt sich abwärts zum Substrat 203. Die untere EPI-Schicht 204, die sich in dem Graben nahe an dem Grabenboden befindet (Block 610), weist eine Gitterkonstante auf, die gegenüber einer Gitterkonstante, die dem Substrat 203 (oder einer oberen Schicht des Substrats 203, falls eine Zwischenschicht, wie etwa eine Pufferschicht, zwischen den unteren Anteilen des Substrats 203 und der EPI-Schicht 204 enthalten ist) entspricht, fehlangepasst ist.
Die obere EPI-Schicht 205 wird über und in direktem Kontakt mit der unteren EPI-Schicht 204 gebildet, wobei die untere und die obere EPI-Schicht 204, 205 zueinander monolithisch sind (Block 615). Ferner sind die untere und die obere EPI-Schicht 204, 205 an der Barriere 220 unmittelbar miteinander verbunden, was Defekte (zum Beispiel den Defekt 230) in der unteren EPI-Schicht 204 blockiert. In einer Ausführungsform weist die EPI-Schicht 205 eine allgemein gleiche Gitterkonstante wie die der EPI-Schicht 204 auf.
Die Ausführungsform von 2(a) löst Defekte durch Temperaturänderungen während des EPI-Aufwachsens im Graben 207 auf. Der langsam wachsende Temperaturfilm 204 wird zuerst aufgewachsen. Nachfolgend wird mit dem Aufwachsen pausiert und die Aufwachstemperatur wird erhöht. Die Aufwachspause ändert die Oberflächenbedingung derart, dass eine Grenzfläche 220 gebildet wird, die Defekte in der unterliegenden Schicht 204 daran hindert, nach oben in die Schicht 205 fortzuschreiten. Nachfolgendes Aufwachsen wird bei höheren Temperaturen zu Ende gebracht, um die Schicht 205 zu bilden. In einer Ausführungsform beträgt die tiefere Temperatur 400°C und die höhere Temperatur 550°C, wohingegen andere Ausführungsformen nicht so eingeschränkt sind und tiefere Temperaturen von zum Beispiel 300, 325, 350, 375, 400, 450°C und höhere Temperaturen von 450, 475, 500, 525, 575, 600°C beinhalten können.
Folglich beinhaltet die untere EPI-Schicht 204 in einer Ausführungsform mehr Defekte als die obere EPI-Schicht 205. Der Defekt 230 in der unteren EPI-Schicht 204 wächst aufwärts und wird dann an der Barriere 220 abgelenkt und wächst abwärts (siehe Defektanteil 231) zum Substrat 203 (Block 620). In einer Ausführungsform erstreckt sich die Barriere 220 von einer der Grabenseitenwände zu einer anderen der Seitenwände.
In einer Ausführungsform ist die Höhe 211 gleich dem Produkt von 1,5 und der Breite 210; allerdings sind andere Ausführungsformen nicht so eingeschränkt.
2(b) beinhaltet ein Bild, das den Graben 207 mit der Defektbarriere 220 zwischen den Schichten 204 und 205 veranschaulicht. Die Schicht 204 weist innerhalb der Schicht wesentlich mehr Defekte auf als die Schicht 205, die weniger Defekte, falls überhaupt, zeigt, die nahe der Barriere 220 und vom Rand des Grabens weg konzentriert sind.
Die 3(a)–(b) zeigen eine Vorrichtung 300 mit einem Graben, der eine getemperte EPI-Schicht beinhaltet, in einer Ausführungsform der Erfindung. 7 beinhaltet einen Prozess in einer Ausführungsform der Erfindung.
In der 3(a) befindet sich der Graben 307 zwischen den STI-Anteilen 301, 302 und über dem Substrat 303 (Block 705). Eine EPI-Schicht 304 ist innerhalb des Grabens 307 (Block 710) ausgebildet. Aufgrund einer Gitterfehlanpassung zwischen der EPI-Schicht 304 und dem Substrat 303 schreiten Defekte (zum Beispiel der Defekt 330) innerhalb der Schicht 304 voran (Block 715). Allerdings ergibt ein Tempern der Schicht 304 die Ausführungsform von 3(b) (Block 720). In einer Ausführungsform ist die Höhe 311 gleich dem Produkt von 1,5 und der Breite 310; allerdings sind andere Ausführungsformen nicht so eingeschränkt.
3(b) beinhaltet eine Ausführungsform mit einem Graben 307, der einen Rand und einen Boden aufweist, zwischen den Isolationsschichten 301, 302 und auf dem Substrat 303. Die EPI-Schicht 304 befindet sich in dem Graben 304 nahe am Grabenboden und weist keine Defekte auf. Das Fehlen von Defekten kann durch Tempern verursacht sein (Block 720). In einer Ausführungsform umfasst die EPI-Schicht 304 ein Gruppe-IV- und/oder ein III–V-Material und das Substrat 303 beinhaltet Silicium (zum Beispiel Si oder SiGe). In einer Ausführungsform beinhalten die EPI-Schicht 304 und das Substrat 303 gleiche Gitterkonstanten (zum Beispiel aufgrund von Tempern) und die EPI-Schicht 304 kontaktiert das Substrat 303 direkt.
In einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform koppelt die EPI-Schicht 304 über eine Zwischenschicht mit einer Gitterkonstante, die gleich der Gitterkonstante (aufgrund des Temperns) der EPI-Schicht ist, an das Substrat 303 und die EPI-Schicht kontaktiert unmittelbar die Zwischenschicht.
Folglich wird die Vorrichtung in einer Ausführungsform nach dem Aufwachsen einer EPI-Schicht in dem Graben bei einer hohen Temperatur (zum Beispiel schnelles thermisches, Spitzen-, Blitz- und/oder Lasertempern) getempert. Der große thermische Energieinhalt schmilzt den EPI-Film. Unmittelbar nach dem Schmelzen wird der Wafer auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Kühlzyklus induziert eine Rekristallisation des geschmolzenen Films, der dann mit der Gitterkonstante der unterliegenden Schicht (zum Beispiel dem Substrat oder der Zwischenschicht zwischen dem unteren Anteil des Substrats und der EPI-Schicht) übereinstimmt. Allerdings wird die EPI-Schicht in einer anderen Ausführungsform nicht geschmolzen. Stattdessen wird in der Ausführungsform bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes der Schicht 304 getempert, wobei noch immer eine Rekristallisation verursacht wird. In einer Ausführungsform tritt Rekristallisation bei einer Temperatur oberhalb des Produkts von 0,6 und dem Schmelzpunkt der EPI-Schicht 304 auf; allerdings sind andere Ausführungsformen nicht so eingeschränkt und können zum Beispiel Multiplikatoren von 0,5, 0,7, 0,8 und dergleichen beinhalten.
Die 4(a)–(b) zeigen eine Vorrichtung 400 mit einem Graben, der ein Übergitter und eine EPI-Schicht beinhaltet, in einer Ausführungsform der Erfindung. 8 beinhaltet einen Prozess in einer Ausführungsform der Erfindung.
In der 4(a) befindet sich der Graben 407 zwischen den STI-Anteilen 401, 402 und über dem Substrat 403. Aufgrund einer Gitterfehlanpassung zwischen der EPI-Schicht 406 und dem Substrat 403 schreiten Defekte (zum Beispiel der Defekt 430) innerhalb der Schicht 406 voran.
Allerdings beinhaltet die 4(b) eine Ausführungsform mit einem Graben 407, der zwischen den Isolationsschichten 401, 402 eingeschlossen (Block 805) und auf dem Substrat 403 gebildet ist. Das Substrat 403 kann Si, wie ein Si- und/oder SiGe-Substrat enthalten, aber andere Ausführungsformen sind nicht derart eingeschränkt. Eine Ausführungsform beinhaltet einen gemeinsamen SiGe-Puffer auf einem Si-Substrat, wobei andere Ausführungsformen nicht derart eingeschränkt sind. Ferner beinhaltet der Graben 407 nahe dem Grabenboden (Block 810) und der Achse 420 ein Übergitter. Ein Übergitter ist eine periodische Struktur von Schichten aus zwei (oder mehr) Materialien (die sich lediglich in der Konzentration unter den Elementen ändern kann oder vollständig andere Elemente beinhalten kann). Das Übergitter, einschließlich der/den EPI-Schicht(en) 404 oder der/den EPI-Schicht(en) 405 ist über und in unmittelbarem Kontakt mit einer der EPI-Schichten 404 ausgebildet. Die EPI-Schicht 406 befindet sich im Graben 407 über dem Übergitter (Block 815). Das Übergitter kann 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder mehr Schichten beinhalten. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Übergitter wechselweise Schichten von zum Beispiel Si und SiGe, InGaAs und InP sowie Kombinationen von Si, SiGe, InGaAs und InP.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Übergitter eine Ge-Keimschicht, die eine Zwischenschicht kontaktiert, die unmittelbar ein Si-Substrat kontaktiert. Der Ge-Keimschicht folgen nach oben Si₅₀Ge₅₀, Ge, Si₅₀Ge₅₀, Ge und dann mehr Übergitter-Schichten oder eine Schicht wie die Schicht 406. Die Zwischenschicht kann nahe dem Substrat Si₇₀Ge₃₀ und nahe der Ge-Keimschicht Si₃₀Ge₇₀ beinhalten. Eine weitere Ausführungsform ist dieselbe wie oben nur ohne eine Ge-Keimschicht.
Beliebige der EPI-Schichten 404, 405, 406 oder sogar der EPI-Schicht 408 können untereinander dieselbe Gitterkonstante aufweisen oder eine andere Gitterkonstante aus einer oder mehreren Kollegen-EPI-Schichten. Auch können beliebige der EPI-Schichten 404, 405, 406 eine Gitterfehlanpassung mit dem Substrat 403 oder irgendeiner Zwischenschicht zwischen einem unteren Anteil des Substrats 403 und der bewussten EPI-Schicht aufweisen.
In der Ausführungsform von 4(b) wird Mehrschichtaufwachsen verwendet, um Defekte (zum Beispiel den Defekt 430) am Fortschreiten in obere Schichten, wie die Schicht 406, zu hindern oder wegzugleiten. Von dem Übergitter (zum Beispiel den Schichten 404, 405) eingeführte Druckspannung sorgt dafür, dass sich Versetzungen verbiegen und in dem Übergitter vernichten (Block 820). Eine Ausführungsform kann auch eine Umsetzung von Multischichten in Puffer-/Substrat-Schicht(en) beinhalten. Folglich beinhaltet das Übergitter in einer Ausführungsform mehr Defekte als die EPI-Schicht 406.
In einer Ausführungsform ist die Höhe 411 gleich dem Produkt von 1,5 und der Breite 410; allerdings sind andere Ausführungsformen nicht so eingeschränkt. In einer Ausführungsform liegt die Breite 410 zwischen 5 und 200 nm. In einer Ausführungsform weist das Übergitter eine Höhe zwischen 2 und 50 nm auf. In einer Ausführungsform weist eine Zwischenschicht zwischen dem unteren Substrat und dem Übergitter eine Höhe von 1,3 Mikron auf.
Beliebige der hier erörterten EPI-Schichten können zum Beispiel in einem Kanal eines Transistors enthalten sein.
In einer Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung das Folgende: einen Graben mit einem Rand und einem Boden, in einer Isolationsschicht, die sich auf einem Substrat mit einer ersten Gitterkonstante befindet; wobei (a) sich der Graben nach unten zum Substrat hin erstreckt; (b) der Graben nahe dem Grabenboden eine untere Breite und eine obere Breite über der unteren Breite aufweist; und (c) die obere Breite enger als die untere Breite ist; und eine untere epitaktische(EPI-)Schicht, die in dem Graben nahe dem Grabenboden und unter der oberen Grabenbreite eine zweite gegenüber der ersten Gitterkonstante fehlangepasste Gitterkonstante aufweist. Eine Ausführungsform umfasst in dem Graben eine obere EPI-Schicht über der unteren EPI-Schicht. In einer Ausführungsform beinhaltet die untere EPI-Schicht mehr Defekte als die obere EPI-Schicht. In einer Ausführungsform ist die obere EPI-Schicht in einer Vorrichtungsschicht eingeschlossen und weist eine dritte Gitterkonstante auf; und eine Differenz zwischen der ersten und der dritten Gitterkonstante ist größer als eine Differenz zwischen der ersten und der zweiten Gitterkonstante. In einer Ausführungsform weist der Graben eine Höhe auf, die vom Grabenrand bis zum Grabenboden reicht, und die Höhe ist kleiner als das 1,5fache der unteren Breite. In einer Ausführungsform weist der Graben eine Höhe auf, die vom Grabenrand bis zum Grabenboden reicht, und die Höhe ist kleiner als das 1,4fache der unteren Breite. In einer Ausführungsform weist der Graben eine Höhe auf, die vom Grabenrand bis zum Grabenboden reicht, und die Höhe ist kleiner als das 1,3fache der unteren Breite. In einer Ausführungsform beinhaltet der Graben einen unteren Anteil mit Seitenwänden, die sich verengen, während sich die Seitenwände vom Substrat wegbewegen; die Seitenwände hören bei der oberen Breite auf sich zu verengen; der Graben weist eine Höhe auf, die vom grabenboden bis zur oberen Breite reicht; und die obere Breite ist um eine erste Differenz enger als die untere Breite und die Höhe ist nicht größer als ein Produkt von 1,3 und einer Hälfte der Differenz. In einer Ausführungsform beinhaltet der Graben eine Höhe, die vom Grabenrand bis zum Grabenboden reicht: der Graben beinhaltet einen unteren Anteil mit Seitenwänden, die sich verengen, während sich die Seitenwände vom Substrat wegbewegen und die Seitenwände hören bei der oberen Breite auf sich zu verengen; und die obere Breite ist um eine erste Differenz enger als die untere Breite und die Höhe ist nicht größer als ein Produkt von 1,3 und einer Hälfte der Differenz. In einer Ausführungsform weist der Graben einen Querschnitt auf, der wie eine Hyperbel geformt ist. In einer Ausführungsform beinhaltet der Graben einen unteren Anteil in der Form eines Trapezoids, der sich von der unteren Breite bis zur oberen Breite erstreckt. In einer Ausführungsform beinhaltet der Graben eine untere Hälfte und eine obere Hälfte und die untere Hälfte beinhaltet eine Seitenwand, die unter einem Winkel von weniger als 70 Grad zwischen der Seitenwand und dem Boden des Grabens in den Boden des Grabens übergeht.
Eine Ausführungsform umfasst das Folgende: einen Graben, der in einer Isolationsschicht eingeschlossen ist, die auf einem Substrat mit einer ersten Gitterkonstante gebildet ist, wobei der Graben einen Rand und einen Boden aufweist und sich nach unten zum Substrat erstreckt; eine untere epitaktische(EPI-)Schicht, die eine zweite gegenüber der ersten Gitterkonstante fehlangepasste Gitterkonstante aufweist, in dem Graben nahe dem Grabenboden; eine obere EPI-Schicht, die über und in direktem Kontakt mit der unteren EPI-Schicht gebildet ist, wobei die untere und die obere EPI-Schicht zueinander monolithisch sind; wobei die untere und die obere EPI-Schicht sich an einer Barriere, die Defekte in der unteren EPI-Schicht blockiert, unmittelbar miteinander verbinden. In einer Ausführungsform beinhaltet die untere EPI-Schicht mehr Defekte als die obere EPI-Schicht. Eine Ausführungsform beinhaltet einen Defekt in der unteren EPI-Schicht, der aufwärts wächst, dann an der Barriere abgelenkt wird und abwärts zum Substrat wächst. In einer Ausführungsform weist die obere EPI-Schicht eine dritte Gitterkonstante auf, die allgemein gleich der zweiten Gitterkonstante ist. In einer Ausführungsform beinhaltet der Graben gegenüberliegende Seitenwände und die Barriere erstreckt sich von einer der Seitenwände zu einer anderen der Seitenwände. In einer Ausführungsform wird die untere EPI-Schicht bei einer unteren EPI-Schicht-Aufwachstemperatur gebildet und die obere EPI-Schicht wird bei einer oberen EPI-Schicht-Aufwachstemperatur, die höher als die untere EPI-Schicht-Aufwachstemperatur ist, gebildet.
Eine Ausführungsform umfasst: einen Graben, der in einer Isolationsschicht eingeschlossen ist, die auf einem Substrat mit einer Substratgitterkonstante gebildet ist, wobei der Graben einen Rand und einen Boden aufweist und sich nach unten zum Substrat erstreckt; ein Übergitter in dem Graben nahe dem Grabenboden, wobei das Übergitter Folgendes beinhaltet: (a) eine erste epitaktische(EPI-)Schicht, die eine erste gegenüber der Substratgitterkonstante fehlangepasste Gitterkonstante aufweist, und (b) eine zweite über und in unmittelbarem Kontakt mit der ersten EPI-Schicht gebildete EPI-Schicht; eine dritte EPI-Schicht in dem Graben über dem Übergitter. In einer Ausführungsform beinhaltet das Übergitter mehr Defekte als die dritte EPI-Schicht. In einer Ausführungsform löschen sich Defekte in dem Übergitter aus. In einer Ausführungsform beinhaltet die zweite EPI-Schicht eine zweite Gitterkonstante, die dritte EPI-Schicht beinhaltet eine dritte Gitterkonstante und eine Differenz zwischen dem Substrat und dritten Gitterkonstante ist größer als eine Differenz zwischen dem Substrat und ersten Gitterkonstanten.
Ein Ausführungsform umfasst: einen Graben mit einem Rand und einem Boden in einer Isolationsschicht, die sich auf einem Substrat mit einer ersten Gitterkonstante befindet; und eine epitaktische(EPI-)Schicht mit einer zweiten Gitterkonstante in dem Graben nahe dem Grabenboden; wobei die EPI-Schicht keine Defekte beinhaltet. In einer Ausführungsform umfasst die EPI-Schicht ein Gruppe-IV- und/oder ein III–V-Material und das Substrat beinhaltet Silicium. In einer Ausführungsform ist die erste Gitterkonstante gleich der zweiten Gitterkonstante und die EPI-Schicht kontaktiert unmittelbar das Substrat. In einer Ausführungsform koppelt die EPI-Schicht über eine Zwischenschicht mit einer dritten Gitterkonstante an das Substrat an, die zweite Gitterkonstante ist gleich der dritten Gitterkonstante und die EPI-Schicht kontaktiert unmittelbar die Zwischenschicht.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Durchschnittsfachleute zahlreiche Modifikationen und Varianten davon zu würdigen wissen. Es ist beabsichtigt, dass die angehängten Ansprüche alle solche Modifikationen und Varianten wie sie in den wahren Geist und den Schutzumfang dieser vorliegenden Erfindung fallen, abdeckt.

Claims

Vorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Graben mit einem Rand und einem Boden, in einer Isolationsschicht, die sich auf einem Substrat mit einer ersten Gitterkonstante befindet; wobei (a) sich der Graben nach unten zum Substrat hin erstreckt; (b) der Graben nahe dem Grabenboden eine untere Breite und eine obere Breite über der unteren Breite aufweist; und (c) die obere Breite enger als die untere Breite ist; und eine untere epitaktische(EPI-)Schicht, die in dem Graben nahe dem Grabenboden und unter der oberen Grabenbreite eine zweite gegenüber der ersten Gitterkonstante fehlangepasste Gitterkonstante aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die in dem Graben eine obere EPI-Schicht über der unteren EPI-Schicht umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die untere EPI-Schicht mehr Defekte als die obere EPI-Schicht beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die obere EPI-Schicht in einer Vorrichtungsschicht eingeschlossen ist und eine dritte Gitterkonstante aufweist; und eine Differenz zwischen der ersten und der dritten Gitterkonstante größer als eine Differenz zwischen der ersten und der zweiten Gitterkonstante ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Graben eine Höhe aufweist, die vom Grabenrand bis zum Grabenboden reicht, und die Höhe kleiner als das 1,3fache der unteren Breite ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei: der Graben einen unteren Anteil mit Seitenwänden, die sich verengen, während sich die Seitenwände von dem Substrat wegbewegen, beinhaltet; die Seitenwände bei der oberen Breite aufhören, sich zu verengen; der Graben eine Höhe aufweist, die sich vom Grabenboden bis zur oberen Breite erstreckt; und die obere Breite um eine erste Differenz enger als die untere Breite und die Höhe nicht größer als ein Produkt aus 1,3 und einer Hälfte der Differenz ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei: der Graben eine Höhe aufweist, die sich vom Grabenrand bis zum Grabenboden erstreckt; der Graben einen unteren Anteil mit Seitenwänden, die sich verengen, während sich die Seitenwände von dem Substrat wegbewegen, beinhaltet und die Seitenwände bei der oberen Breite aufhören, sich zu verengen; und die obere Breite um eine erste Differenz enger als die untere Breite und die Höhe nicht größer als ein Produkt aus 1,3 und einer Hälfte der Differenz ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Graben einen Querschnitt aufweist, der wie eine Hyperbel geformt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Graben einen unteren Anteil in der Form eines Trapezoids, der sich von der unteren Breite bis zur oberen Breite erstreckt, beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Graben eine untere Hälfte und eine obere Hälfte beinhaltet und die untere Hälfte eine Seitenwand beinhaltet, die unter einem Winkel von weniger als 70 Grad zwischen der Seitenwand und dem Boden des Grabens in den Boden des Grabens übergeht.
Vorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Graben, der in einer Isolationsschicht eingeschlossen ist, die auf einem Substrat mit einer ersten Gitterkonstante gebildet ist, wobei der Graben einen Rand und einen Boden aufweist und sich nach unten zum Substrat erstreckt; eine untere epitaktische(EPI-)Schicht, die in dem Graben nahe dem Grabenboden eine zweite gegenüber der ersten Gitterkonstante fehlangepasste Gitterkonstante aufweist; eine obere EPI-Schicht, die über und in direktem Kontakt mit der unteren EPI-Schicht gebildet ist, wobei die untere und die obere EPI-Schicht zueinander monolithisch sind; wobei die untere und die obere EPI-Schicht sich an einer Barriere, die Defekte in der unteren EPI-Schicht blockiert, unmittelbar miteinander verbinden.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die untere EPI-Schicht mehr Defekte als die obere EPI-Schicht beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei ein Defekt in der unteren EPI-Schicht aufwärts wächst und dann an der Barriere abgelenkt wird und abwärts zum Substrat wächst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die obere EPI-Schicht eine dritte Gitterkonstante aufweist, die allgemein gleich der zweiten Gitterkonstante ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Graben gegenüberliegende Seitenwände beinhaltet und sich die Barriere von einer der Seitenwände zu einer anderen der Seitenwände erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die untere EPI-Schicht bei einer unteren EPI-Schicht-Aufwachstemperatur gebildet und die obere EPI-Schicht bei einer oberen EPI-Schicht-Aufwachstemperatur, die höher als die untere EPI-Schicht-Aufwachstemperatur ist, gebildet wird.
Vorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Graben, der in einer Isolationsschicht eingeschlossen ist, die auf einem Substrat mit einer Substratgitterkonstante gebildet ist, wobei der Graben einen Rand und einen Boden aufweist und sich nach unten zum Substrat erstreckt; ein Übergitter in dem Graben nahe dem Grabenboden, wobei das Übergitter Folgendes beinhaltet: (a) eine erste epitaktische(EPI-)Schicht, die eine erste gegenüber der Substratgitterkonstante fehlangepasste Gitterkonstante aufweist, und (b) eine zweite über und in unmittelbarem Kontakt mit der ersten EPI-Schicht gebildete EPI-Schicht; und eine dritte EPI-Schicht in dem Graben über dem Übergitter.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Übergitter mehr Defekte als die dritte EPI-Schicht beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei sich Defekte in dem Übergitter auslöschen.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die zweite EPI-Schicht eine zweite Gitterkonstante beinhaltet, die dritte EPI-Schicht eine dritte Gitterkonstante beinhaltet und eine Differenz zwischen dem Substrat und dritten Gitterkonstante größer als eine Differenz zwischen dem Substrat und ersten Gitterkonstanten ist.
Vorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Graben mit einem Rand und einem Boden in einer Isolationsschicht, die sich auf einem Substrat mit einer ersten Gitterkonstante befindet; und eine epitaktische(EPI-)Schicht, die eine zweite Gitterkonstante aufweist, in dem Graben nahe am Grabenboden; wobei die EPI-Schicht keine Defekte enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die EPI-Schicht ein Gruppe-IV- und/oder ein III–V-Material umfasst und das Substrat Silicium beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die erste Gitterkonstante gleich der zweiten Gitterkonstante ist und die EPI-Schicht unmittelbar das Substrat kontaktiert.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die EPI-Schicht über eine Zwischenschicht mit einer dritten Gitterkonstante an das Substrat ankoppelt, die zweite Gitterkonstante gleich der dritten Gitterkonstante ist und die EPI-Schicht unmittelbar die Zwischenschicht kontaktiert.