JP6315948B2 - デュアル歪チャネルを有するFinFETおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、トランジスタデバイスに関し、特に、デュアル歪チャネルを有するFinFETおよびその製造方法に関する。
歪工学(strain engineering)は、デバイス性能を高めるために、半導体の製造に用いられる一般的な戦略である。トランジスタチャネル中で歪を調整することにより性能の利益が達成され、これは、電子移動度(または正孔移動度)を高め、これによりチャネルの伝導性を高める。CMOS技術に歪工学を用いるために特に考慮すべきは、PMOSおよびNMOSが、異なるタイプの歪に異なって応答することである。特に、PMOS性能は、チャネルに圧縮歪を与えることにより最も発揮され、一方、NMOSは、引っ張り歪から利益を得る。歪工学への異なるアプローチが、部分的に歪を誘起し、nチャネルとpチャネルの歪を独立して変調する。
NFETおよびPFETはこのように、移動度を大きくするために、逆の歪が必要となる。それゆえに、1つのトランジスタのための移動度の増大は、他のトランジスタの性能の低下につながる。トランジスタの型の1つについて性能の低下を避けること、または同時に双方の移動度の増大を得ることは容易ではない。
1つの公知のアプローチは、歪誘起キャップ層の使用を含む。CVDシリコン窒化物は、歪キャップ層のための一般的な選択であり、歪の大きさとタイプ(例えば、引っ張りと圧縮)が堆積条件、特に温度を変えることで調整できる。標準のリソグラフィパターニング技術は、歪誘起キャッピング層を選択的に堆積するために、例えばPMOSの上のみに圧縮膜を堆積するために使用できる。
これに取り組む他の方法は、異なったタイプの歪緩和バッファとチャネルの、複数のエピタキシャル成長工程を行うことである。しかしながら、エピタキシャル成長工程は、nFET上またはpFET上のいずれかで成長が行われるようにマスクすることが必要となる。それらのマスク工程は、技術的に困難で、費用もかかる。
本発明の第1の形態では、アズグロウン(as-grown)状態において移動度増強歪を受けた少なくとも1つのチャネルを有するデュアルチャネルFinFETデバイスを製造するための方法が記載され、この方法は、
分離領域(101)により分離された少なくとも2つのフィン構造(I、II)を含み、それぞれのフィン構造はソース領域とドレイン領域に物理的に接触する基板を提供する工程であって、
少なくとも2つのフィン構造(I、II)のそれぞれは、n型またはp型のチャネルを形成するのに適した上部層(110)と、その下にあって上部層(110)と接触し、かつ基板(100)の上にあってこれと接触する歪緩和バッファ(SRB)(102)とを含み、
上部層(110)とSRB(102)の組成は、第1フィン構造の上部層(110)が、アズグロウン状態で第1移動度増強歪を受けるように選択され、第1移動度増強歪はソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる工程と、
第2フィン構造(II)の上部層(110)の少なくとも一部にイオン注入を行い、これによりアモルファス層(111)を形成する工程と、次に、
アモルファス層(111)をレーザーアニールして再結晶化し、第2フィン構造の歪緩和された上部層(112)を形成する工程と、を含む。
好適な具体例では、第1移動度増強歪は、圧縮歪である。SRBは、Si1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、y>x、0<x<1、0<y≦1である。さらに好適には、0.5≦x≦0.75で、y=1である。代わりに、SRBは、Si1−wを含み、上部層はSi1−yGeを含んでも良い。ここで、0<w≦0.1、0≦y≦0.25である。
好適な具体例では、第1移動度増強歪は引っ張り歪である。SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、y<x、0<x<1、0≦y<1である。さらに好適には、0.25≦x≦0.5で、y=0である。代わりに、SRBは、Ge1−tSnを含み、上部層はSi1−yGeを含んでも良い。ここで、0<t≦0.1、0.75≦y≦1である。
本発明の第2の形態では、移動度増強歪を受けたそれぞれのチャネルを有するデュアルチャネルFinFETデバイスを製造するための方法が記載され、この方法は、
分離領域(201、301)により分離された少なくとも2つのフィン構造(I、II)を含み、それぞれはソース領域とドレイン領域に物理的に接触するフィン構造(I、II)である基板を提供する工程であって、少なくとも2つのフィン構造(I、II)のそれぞれは、
SRBは少なくとも2つの層を含み、SRB1(202、302)は基板の上にあってこれと接触し、SRB2(203、303)はSRB1の上にあってこれと接触する歪緩和バッファ(SRB)と、
SRB2(203、303)の上にあってこれと接触する第1上部層(210)であって、第1上部層はn型またはp型のチャネルを形成するのに適し、第1上部層(210)とSRB2(203、303)の組成は、第1フィン構造の第1上部層が、アズグロウン状態で、第1移動度増強歪を受けるように選択され、第1移動度増強歪はソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる第1上部層(210)と、を含む工程と、
第2フィン構造の第1上部層(210)とSRB2(203、303)の少なくとも上部部分にイオン注入を行い、アモルファスバッファ層(211、311)を形成する工程と、次に、
アモルファスバッファ層(211、311)をレーザーアニールで再結晶化して、これにより第2フィン構造の歪緩和バッファ層(212(図示せず)、312)を形成する工程と、
歪緩和バッファ層の一部を除去して第2フィン構造にリセスを形成し、これにより残った歪緩和バッファ層(212’(図示せず)、312”)を露出させる工程と、次に、
残った歪緩和バッファ層(212’、312”)の上に上部層(213、313”)をエピタキシャル成長させて、第2フィン構造のリセスを充填する工程であって、上部層(213、313”)の組成は、アズグロウン状態で、第2上部層が第2移動度増強歪を受けるように選択され、第2移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる工程と、を含む。
好適な具体例では、第1上部層(310(図示せず))およびSRB2(303)は同じ組成を有する。
好適な具体例では、この方法はさらに、
第2フィン構造中にリセスを形成する工程と同時に、第1フィン構造中にリセスを形成し、これにより、第1フィン構造の第1上部層および/またはSRB2の一部を消費し、残ったSRB2(303’)を露出させる工程と、
第2フィン構造中のリセスを充填する工程と同時に、残ったSRB2(303’)の上の上部層(313”、313’)のエピタキシャル成長により、第1フィン構造中のリセスを充填する工程であって、アズグロウン状態で、上部層が、第2フィン構造中の第2移動度増強歪を受け、第1フィン構造中の第1移動度増強歪を受けるように、上部層の組成が選択され、第1および第2の移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる工程と、を含む。
好適な具体例では、第2の移動度増強歪は圧縮歪であり、第1移動度増強歪は引っ張り歪である。好適な具体例では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−yGeを含み、上部層と第1上部層のそれぞれはSi1−zGeを含む。ここで、y<z<x、0<x≦1、0<y<1、0<z<1である。さらに好適には、x=1、y=0.4、およびz=0.7である。
好適な具体例では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−wを含み、上部層と第1上部層のそれぞれはSi1−yGeを含む。ここで、y<x、0<x<1、0≦y<1、0<w≦0.1である。
代わりの好適な具体例では、SRB1はGe1−tSnを含み、SRB2はSi1−xGeを含み、上部層と第1上部層のそれぞれはSi1−yGeを含む。ここで、y>x、0<x<1、0<y≦1、0<t≦0.1である。
好適な具体例では、第2移動度増強歪は引っ張り歪であり、第1移動度増強歪は圧縮歪である。SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−yGeを含み、上部層と第1上部層のそれぞれはSi1−zGeを含む。ここで、x=0、0<y<1、0<z<1、z<yである。
好適は具体例では、この方法はさらに、
分離領域を部分的に掘って、第1フィン構造および第2フィン構造の上部層または第1上部層を基板から突出させる工程を含む。
本発明の第3の形態では、移動度増強歪を受けた少なくとも1つのチャネルを有するデュアルチャネルFinFETデバイスが記載され、このデバイスは、
分離領域(101)で分離された少なくとも2つのフィン構造(I、II)を含む基板(100)であって、少なくとも2つのフィン構造のそれぞれは、ソース領域およびドレイン領域に物理的に接触し、少なくとも2つのフィン構造のそれぞれは、基板の上にあってこれと接触する歪緩和バッファ層(SRB)(102)と、SRBの上にあってこれと接触する上部層(110)とを含み、上部層は、基板から突出したn型またはp型のチャネルを形成するのに適した基板を含み、
上部層(110)とSRBの組成は、第1フィン構造の上部層がアズグロウン状態で第1移動度増強歪を受けるように選択され、第1移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられ、
第2フィン構造の上部層の少なくとも上部部分(112)は、歪が緩和される。
好適な具体例では、第1移動度増強歪は圧縮歪である。
好適な具体例では、SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、y>x、0<x<1、0<y≦1である。より好適には、0.5≦x≦0.75、y=1である。
代わりの好適な具体例では、SRBはSi1−wを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、0<w≦0.1、0≦y<0.25である。
好適な具体例では、第1移動度増強歪は引っ張り歪である。
好適な具体例では、SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、y<x、0<x<1、0≦y<1である。より好適には、0.25≦x≦0.5、y=0である。
代わりの好適な具体例では、SRBはGe1−tSnを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、0<t≦0.1、0.75≦y≦1である。
本発明の第4の形態では、それぞれのチャネルが移動度増強歪を受けるデュアルチャネルFinFETデバイスが記載され、このデバイスは、
分離領域(201、301)により分離された少なくとも2つのフィン構造(I、II)を含む基板(200、300)であって、少なくとも2つのフィン構造のそれぞれはソース領域とドレイン領域に物理的に接触し、
少なくとも2つのフィン構造(I、II)のそれぞれは、基板の上にあってこれと接触する歪緩和バッファ層(SRB)を含み、SRBは少なくとも2つの層を含み、SRB1(202、302)は基板の上にあってこれと接触し、SRB2(203、303)はSRB1の上にあってこれと接触し、
第1フィン構造はさらにSRB2(203)の上にあってこれと接触する第1上部層(210)を含み、第1上部層は基板から突出して、p型またはn型のチャネルを形成するのに適し、第1上部層(210)とSRB2の組成は、第1フィン構造の上部層が、アズグロウン状態で、第1移動度増強歪を受けるように選択され、第1移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられ、
第2フィン構造のSRB(212”、312”)の上部部分は歪緩和されて、第2フィン構造はさらにSRB2(212”、312”)の歪緩和された上部部分の上にあってこれと接触した上部層(213、313”)を含み、上部層(213、313”)は基板から突出し、n型またはp型のチャネルを形成するのに適し、
上部層(213、313”)の組成は、アズグロウン状態で、上部層が第2移動度増強歪を受けるように選択され、第2移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる。
好適な具体例では、第1フィン構造の第1上部層(313’)は、第2フィン構造の上部層(313”)と同じ組成を有する。
好適な具体例では、第2移動度増強歪は圧縮歪であり、第1移動度増強歪は引っ張り歪である。
好適な具体例では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−yGeを含み、第1上部層と上部層はSi1−zGeを含む。ここで、y<z<x、0<x≦1、0<y<1、0<z<1である。より好適には、x=1、y=0.4、z=0.7である。
代わりの好適な具体例では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−wを含み、第1上部層と上部層のそれぞれはSi1−yGeを含む。ここで、y<x、0<x<1、0≦y<1、0<w≦0.1である。
さらに代わりの好適な具体例では、SRB1はGe1−tSnを含み、SRB2はSi1−xGeを含み、第1上部層と上部層のそれぞれはSi1−yGeを含む。ここで、y>x、0<x<1、0<y≦1、0<t≦0.1である。
好適な具体例では、第2移動度増強歪は引っ張り歪であり、第1移動度増強歪は圧縮歪である。
好適な具体例では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−yGeを含み、第1上部層と上部層のそれぞれはSi1−zGeを含む。ここで、x=0、0<y<1、0<z<1、z<yである。
上記具体例では、イオン注入プロセスは、注入が行われる材料のドーピングや材料中での電気的活性化を起こさない重い原子に基づくのが好ましい。好適には、ゲルマニウム原子を注入種として用いても良い。他の注入種は、例えばシリコン原子または好ましい分子である。好適には、注入エネルギは例えば1keVから200keVである。注入量(ドーズ)は、好適には1e14から1e17cm−2である。好適なアモルファス化注入プロセスには、ゲルマニウム原子が用いられ、35keVの注入エネルギと15cm−2の注入量が用いられる。
好適な具体例では、注入プロセスでは、それぞれの層の上部部分が、50%以上、または60%以上、または70%以上アモルファス化される。これにより、好適には、原子または分子の注入が行われた層の下部部分は、好適には注入では影響されない。この下部部分は、上部部分を補完し、2nmから20nmの膜厚を有することが好ましい。
本発明の好適な具体例では、イオン注入で形成されたアモルファス層は、レーザーアニール工程を行うことで選択的にアニールされる。好適には、エネルギがアモルファス領域で吸収され、結晶領域では吸収されないように、レーザーアニールの波長が適用される。アモルファスシリコンは、結晶シリコンより低い融点を有する。適切なパラメータや設定を有するレーザーパルスが与えられた場合、例えば、同じダイにおいて、アモルファスシリコンを融かすことが可能である一方、結晶シリコンは完全なまま残る。
レーザーアニールに使用される波長のレーザーは、例えば、1060nmのオーダーの赤外から、351nmから157nmの紫外波長までの範囲でも良い。使用されるレーザーは、好適にはパルスレーザーである。10〜50nmの間隔のレーザーパルスが好ましい。パルスエネルギは、好適には0.01〜10J/cmの範囲内である。好ましい値は、約0.2J/cmである。パルスの繰り返し速度は、10ms〜10秒の範囲内である。好ましい値は、約0.5秒である。Qスイッチングのあるものでも、ないものでも、いかなるパルスレーザーシステムでも使用できる。
上述のように、適切なパラメータや設定を有するレーザーパルスは、例えば、Nd:YAGレーザーシステムまたはエキシマレーザーシステムのような、パルスレーザーシステムを用いて得ることができる。半導体産業の最先端の装置は1つのシングルパルスでダイ全体を覆う照射フィールドを有する。
典型的な緑色光(波長532nm)のYAGのためのパルス長は、25nm(Qスイッチング)、またはその倍数(50ns、75ns等)である。適用や表面の放射率に応じて、約1J/cmまでのパルスエネルギが使用される。
例では、ブランクのシリコンウエハは、波長532nmでパルス長25nsのYAGレーザーで、240mJ/cmで溶け始める。エネルギを調整することで、溶融深さが、約1nmの正確さで、正確に調整できる。可能なパルス繰り返しは、0.5秒の速度で適用される。
UVでのエキシマレーザー照射に対して、パルス長は一般には150nsであり、電気パルス放電により形成される。適用や表面の放射率に応じて、3J/cmまでのパルスエネルギが使用される。例では、ブランクのシリコンウエハは、波長308nmでパルス長150nsのXeClエキシマレーザーで、1.75J/cmで溶け始める。エネルギを調整することで、溶融深さが、約1nmの正確さで、正確に調整できる。可能なパルス繰り返しは、0.1秒の速度で適用される。
全ての図面は、本発明のいくつかの形態および具体例を描くことを意図する。記載された図面は単に模式的であり、限定的では無い。
本発明の第1の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第1の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第1の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第1の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第1の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第1の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第2の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第2の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第2の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第2の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第2の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第2の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第3の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第3の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第3の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第3の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第3の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第3の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第3の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の第3の具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。 本発明の異なる具体例にかかるデバイスの製造のためのプロセスフローの例を模式的に示す。
本発明は、少なくとも1つのチャネルが移動度増強歪を受けた、デュアルチャネルFinFETデバイス、およびその製造方法に関する。
さらに、本発明は、チャネルのそれぞれが移動度増強歪を受けた、デュアルチャネルFinFETデバイス、およびその製造方法に関する。
本発明は、特定の具体例を参照し、および所定の図面を参照しながら記載されるが、本発明はこれに限定されるものではない。図面は単に模式的に記載され、限定的ではない。図面において、図示目的で、いくつかの要素の大きさは拡大され、縮尺通りではない。寸法と相対寸法とは、本発明の実施に対して実際の縮尺には対応しない。
さらに、記載中の、第1、第2等の用語は、類似の要素の間で区別するために使用され、時間的、一時的、空間的順序、他の順列を表す必要はない。そのように使用される用語は、適当な状況下で入替え可能であり、ここに記載された発明の具体例は、ここに記載や図示されたものと異なる順序によっても操作できることを理解すべきである。また、記載中の、上、下等の用語は、記載目的のために使用され、相対的な位置を示すものではない。そのように使用される用語は、適当な状況下で入替え可能であり、ここに記載された発明は、ここに記載や図示されたものと異なる位置でも操作できることを理解すべきである。
また、「含む(comprising)」の用語は、それ以降に示される要素に限定して解釈すべきではなく、他の要素や工程を排除しない。このように、言及された特徴、数字、工程、または成分は、その通りに解釈され、1またはそれ以上の他の特徴、数字、工程、または成分、またはこれらの組み合わせの存在または追加を排除してはならない。このように、「手段AおよびBを含むデバイス」の表現の範囲は、構成要素AとBのみを含むデバイスに限定されるべきではない。
この明細書を通じて参照される「一の具体例(one embodiment)」または「ある具体例(an embodiment)」は、この具体例に関係して記載された特定の長所、構造、または特徴は、本発明の少なくとも1つの具体例に含まれることを意味する。このように、この明細書を通して多くの場所の「一の具体例(one embodiment)」または「ある具体例(an embodiment)」の語句の表現は、同じ具体例を表す必要はなく、表しても構わない。
さらに、特定の長所、構造、または特徴は、この記載から当業者に明らかなように、1またはそれ以上の具体例中で適当な方法で組み合わせることができる。
また、ここで記載された幾つかの具体例は幾つかの特徴で、他の具体例に含まれる他の特徴以外のいくつかの特徴を含むが、異なった具体例の長所の組み合わせは、当業者に理解されるように、本発明の範囲に入ることを意味し、異なった具体例を形成する。ここに与えられた記載から、多くの特定の詳細が説明される。しかしながら、本発明の具体例は、それらの特定の詳細なしには実施できないだろう。他の例では、公知の方法、構造、および技術は、この記載の理解をわかりにくくしないために、詳細には示されていない。
一般に、第1層は第2層を覆いこれと接触した場合、第1層の格子は、第2層の、より大きな格子定数をまねて引っ張られて、引っ張り歪が第1層に誘起される。逆に、第2層がより小さな格子定数を有する場合、圧縮歪が誘起される。
記載を通じて、デュアルチャネルFinFETは、p型チャネルを有する1つのFinFET(NFET)と、n型チャネルを有する他のFinFET(PFET)の、2つのFinFETを含むデバイスである。
本発明の形態は、少なくとも1つのチャネルが、アズグロウン状態で、移動度増強歪に晒される、デュアルチャネルFinFETデバイスの製造方法に関する。さらに、第1の具体例は、それぞれのチャネル(双方のチャネル)が、アズグロウン状態で、移動度増強歪に晒されるデュアルチャネルFinFETの製造方法に関する。
第1の形態の第1の具体例は、少なくとも1つのチャネルが、アズグロウン状態で、移動度増強歪を受けるデュアルチャネルFinFETの製造方法に関し、この方法は、
分離領域(101)により分離された少なくとも2つのフィン構造(I、II)を含み、それぞれのフィン構造はソース領域とドレイン領域に物理的に接触するフィン構造(I、II)である基板を提供する工程であって、少なくとも2つのフィン構造(I、II)のそれぞれは、n型またはp型のチャネルを形成するのに適した上部層(110)と、その下にあり基板(100)と接触する歪緩和バッファ(SRB)(102)とを含み、上部層(110)とSRB(102)の組成は、第1フィン構造の上部層(110)が、アズグロウン状態で第1移動度増強歪を受けるように選択され、第1移動度増強歪はソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる工程と、
第2フィン構造(II)の上部層(110)の少なくとも一部にイオン注入を行い、これによりアモルファス層(111)を形成する工程と、次に、
アモルファス層(111)をレーザーアニールして再結晶し、第2フィン構造の歪緩和上部層(112)を形成する工程と、を含む。
本発明の異なる具他例では、基板は、半導体製造と互換性のある材料を含む。基板は、SiまたはGeのような半導体材料を含む。基板は、例えばシリコン、シリコン・オン・インシュレーター、ゲルマニウム・オン・インシュレーターでも良い。
第1の具体例の例にかかるプロセス製造フローの模式図を、図1A〜1Fに示す。SRBと上部層が、先に形成されたトレンチ中にエピタキシャル成長により形成される(図1A、1B)。それらのトレンチは、底部で基板材料(100)を露出させ、絶縁体(誘電体)材料(101)からなるかべを有する。シャロートレンチ分離(STI)パターンは基板上に最初に形成され、2つの活性領域に間に分離領域を形成する。次に、活性領域が、分離領域の膜厚とおおよそ等しい深さまで掘られ、SRBと続く層を成長させるトレンチを形成する。この方法は、高アスペクト比のトレンチ中に、SRBと上部層を成長するのに有利であり、エピタキシャル成長中に転位欠陥をトラップし、成長材料の結晶品質を改良するのに有利である。
代わりに、本発明の異なる具体例では、トレンチ中にSRBを成長する代わりに、図4に模式的に示すように、SRB(102)をブランケット基板(110)の上に最初に成長し、続いてSTIパターンがSRB中に形成される。2つの分離領域の間に残されたSRB材料は、続いて部分的に掘られて、低減された深さを有するトレンチを形成する。それらの低減された深さのトレンチ中に、第2緩和バッファ層および/またはFinFETのチャネルを形成する上部層(110)が、続いて、エピタキシャル成長により形成される。
本発明の異なる具体例では、第2のフィン構造の上部層をイオン注入に露出することにより、結晶層をアモルファス層に変える。第2フィン構造の露出が行われる一方、図1Dに示すように、第1フィン構造は、例えばフォトマスクを用いてマスクする。アモルファス化の深さ、または形成されたアモルファス層(111)の膜厚は、注入種の質量、エネルギ、および量(ドーズ)のような、イオン注入プロセスパラメータを適用することで制御できる。例では、アモルファス化注入が、100keV1e15cm−2のドーズを用いて行われた。
イオン注入で形成されたアモルファス層(111、図1D)は、この後にレーザーアニールで選択的にアニールされる。好適には、レーザーアニールの波長は、エネルギがアモルファス領域のみに吸収されるように適用される。レーザーアニールに使用される波長は、例えば、1060nmオーダーの赤外から、351nmから157nmの紫外波長までの範囲でも良い。使用されるレーザーは、10〜50nmの間隔を有するレーザーパルスでも良い。
次に、アモルファス領域のみアニールされ、一方結晶領域は実質的に影響されないまま残る。アニールにより、アモルファス層は再結晶して歪緩和層になり、ここでは、さらに歪緩和上部層(112、図1E)と呼ばれる。歪緩和上部層は、SRBの上を覆う。選択アニールを行うことにより、NFETおよびPFETの双方に対して(移動度増強のための)正しい歪が得られるとともに、一方でエピタキシャル成長工程の数が制限される、プロセスインテグレーションスキームが可能となる。
本発明の具体例では、SRBの上に形成された上部層と同様に、SRBまたはその下層は、ドーパントを含んでも良い。例えば、P、As、またはBのようなドーパント元素が、ショートチャネル制御およびソース/ドレイン形成のために使用される。後者は、5e21cm−3までの、最も高いドーピングレベルを要求する。
第1移動度増強歪が圧縮歪である第1の具体例の例では、SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、y>x、0<x<1、0<y<1である。第1移動度増強歪むが圧縮歪である第1の形態の特定の具体例では、SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、0.5≦x≦0.75で、y=1である。このように、特定の具体例では、SRBは、0.5≦x≦0.75のGeリッチSi1−xGeから形成され、上部層はGeから形成される。
第1移動度増強歪が圧縮歪である、第1の具体例の代わりの例では、SRBは、Si1−wを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、0<w≦0.1、0≦y≦0.25である。特定の具体例では、SRBは、0<w≦0.1の低いC量のSi1−wから形成され、上部層は、0≦y≦0.25のSiリッチSi1−yGeから形成される。
第1移動度増強歪が引っ張り歪である第1の具体例の例では、SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、y<x、0<x<1、0≦y<1である。第1移動度増強歪が引っ張り歪である第1の形態の特定の具体例では、SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、0.25≦x≦0.5で、y=0である。このように、特定の具体例では、SRBは、0.25≦x≦0.5のSiリッチSi1−xGeからなり、上部層はSiからなる。
第1移動度増強歪が引っ張り歪である、第1の具体例の代わりの例では、SRBはGe1−tSnを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、0<t≦0.1、0.75≦y≦1である。特定の具体例では、SRBは、0<t≦0.1の低いSn量のGe1−tSnから形成され、上部層は、0.75≦y≦1のGeリッチSi1−yGeから形成される。
本発明の第1の形態の第2の例では、それぞれのチャネルが移動度増強歪を受けた、デュアルチャネルFinFETデバイスを製造するための方法が記載され、この方法は、分離領域(201、301)により分離された少なくとも2つのフィン構造(I、II)を含み、それぞれのフィン構造はソース領域とドレイン領域に物理的に接触するフィン構造(I、II)である基板を提供する工程であって、少なくとも2つのフィン構造(I、II)のそれぞれは、歪緩和バッファ(SRB)を含む。SRBは少なくとも2つの層を含み、SRB1(202、302)は基板の上にあってこれと接触し、SRB2(203、303)はSRB1の上にあってこれと接触する。
さらに、少なくとも2つのフィン構造(I、II)のぞれぞれは、SRB2(203、303)の上にあってこれと接触する第1上部層(210)を含み、第1上部層はn型またはp型のチャネルを形成するのに適している。第1上部層(210)とSRB2(203、303)の組成は、第1フィン構造の第1上部層が、アズグロウン状態で、第1移動度増強歪を受けるように選択され、第1移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる。
この方法はさらに、第2フィン構造の第1上部層(210)とSRB2(203、303)の上部にイオン注入を行い、アモルファスバッファ層(211、311)を形成する。
この工程に続いて、アモルファスバッファ層(211、311)をレーザーアニールで再結晶化して、これにより第2フィン構造の歪緩和バッファ層(212(図示せず)、312)を形成する。
この工程に続いて、歪緩和バッファ層の一部を除去して、残った歪緩和バッファ層(212’(図示せず)、312”)を露出させる。
この工程に続いて、残った歪緩和バッファ層(212’(図示せず)、312”)の上に上部層(213、313”)をエピタキシャル成長させて、第2フィン構造のリセスを充填し、上部層(213、313)の組成は、アズグロウン状態で、第2上部層が第2移動度増強歪を受けるように選択され、第2移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる。
第2の具体例の例にかかるプロセス製造フローの模式図が、図2A〜2Fに示される。
本発明の第1の形態の例示の第3の具体例は、第2の具体例に記載された方法を用いたものと同じデュアルチャネルFinFETの性層に関し、第1上部層(310(図示せず))およびSRB2(303)は、図3Cに示すように同じ組成を有する。加えて、第3の具体例の方法はさらに、
第2フィン構造中にリセスを形成する工程と同時に、第1フィン構造中にリセスを形成し、これにより、第1フィン構造の第1上部層および/またはSRB2の一部を消費し、残ったSRB2(303’)を露出させる工程と、
第2フィン構造中のリセスを充填する工程と同時に、残ったSRB2(303’)の上の上部層(313”、313’)のエピタキシャル成長により、第1フィン構造中のリセスを充填する工程であって、アズグロウン状態で、上部層が、第2フィン構造中の第2移動度増強歪を受け、第1フィン構造中の第1移動度増強歪を受けるように、上部層の組成が選択され、第1および第2の移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる工程と、を含む。
第3の具体例の例にかかるプロセス製造フローの模式図が、図3A〜3Hに示される。
第2の移動度増強歪は圧縮歪であり、第1移動度増強歪は引っ張り歪である、本発明の第2および第3の具体例では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−yGeを含み、上部層と第1上部層のそれぞれはSi1−zGeを含む。ここで、y<z<x、0<x≦1、0<y<1、0<z<1である。
第3の具体例では、第1の上部層は、SRB2と同じ化学組成を有する。第3の具体例では、第1の上部層が第1フィン構造から除去され、その場所に第2フィン構造の上部層の成長と同時に上部層を成長させる。
第2移動度増強歪が圧縮歪で、第1移動度増強歪が引っ張り歪である本発明の第2および第3の具体例の特別な例では、SRB1はSi1−xGeを含み、上部層と第1上部層のそれぞれはSi1−zGeを含む。ここで、x=1、y=0.4、z=0.7である。さらに特別な例では、SRB1はGeから形成され、SRB2はy=0.4のSiリッチSi1−yGeから形成され、一方、上部層と第1上部層はz=0.7のGeリッチSi1−zGeから形成される。
第2移動度増強歪が圧縮歪で、第1移動度増強歪が引っ張り歪である本発明の第2および第3の具体例の代わりの例では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−wを含み、一方、上部層と第1上部層はSi1−yGeを含み、ここで、y<x、0<x<1、0≦y<1、0<w≦0.1である。特別な例では、SBR1はSi1−xGeからなり、SRB2は低いC量(0<w≦0.1)のSi1−wを含み、一方で上部層と第1上部層は、SRB1より低いGe濃度(y<x)のSi1−yGeから形成され、y<x、0<x<1、0≦y<1である。
第2移動度増強歪が圧縮歪で、第1移動度増強歪が引っ張り歪である本発明の第2および第3の具体例の代わりの例では、SRB1はGe1−tSnを含み、SRB2はSi1−xGeを含み、上部層と第1上部層のそれぞれはSi1−yGeを含む。ここで、y>x、0<x<1、0<y≦1、0<t≦0.1である。特別な例では、SRB1は0<t≦0.1の低いSn量のGe1−tSnからなり、SRB2はSi1−xGeからなり、上部層と第1上部層のそれぞれは、SRB2より高いGe量のSi1−yGeからなる。ここで、y>x、0<x<1、0<y≦1である。
第2移動度増強歪が引っ張り歪で、第1移動度増強歪が圧縮歪である本発明の第2および第3の具体例の例では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−yGeを含み、上部層と第1上部層のそれぞれはSi1−zGeを含む。ここで、x=0、0<y<1、0<z<1、z<yである。第2移動度増強歪が引っ張り歪で、第1移動度増強歪が圧縮歪である本発明の第2および第3の具体例のさらに特別な例では、SRB1はSiからなり、SRB2はSi1−yGeを含み、上部層と第1上部層のそれぞれは、SRB2より少ないGe量のSi1−zGeである。ここで、0<y<1、0<z<1、z<yである。
さらに本発明の第1の形態の第2および第3の具体例は、さらに、
第1フィン構造の上部層(または具体例によっては第1上部層)と、第2フィン構造の緩和された上部層(または具体例によっては上部層)が基板から突出するように、分離領域を部分的に掘る工程、を含む。更なる処理工程では、ゲート酸化物とゲート電極が、突出した構造の周囲に形成される。
さらなる形態では、本発明は、移動度増強歪を受ける少なくとも1つのチャネルを有するデュアルチャネルFinFETデバイスに関する。更なる第2の形態では、本発明は、それぞれのチャネルが移動度増強歪を受けるデュアルチャネルFinFETデバイスに関する。
第2の形態の例示の第1の具体例では、本発明は、移動度増強歪に晒された少なくとも1つのチャネルを有するデュアルチャネルFinFETデバイスに関し、このデバイスは、
分離領域(101)で分離された少なくとも2つのフィン構造(I、II)を含む基板(110)であって、少なくとも2つのフィン構造のそれぞれは、ソース領域およびドレイン領域に物理的に接触する。少なくとも2つのフィン構造のそれぞれは、基板の上にあってこれと接触する歪緩和バッファ層(SRB)(102)とSRBの上にあってこれと接触する上部層(110)を含み、上部層は、基板から突出したn型またはp型のチャネルを形成するのに適する。上部層(110)とSRBの組成は、第1フィン構造の上部層がアズグロウン状態で第1移動度増強歪を受けるように選択され、第1移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられ、第2フィン構造の上部層の少なくとも上部部分(112)は、歪が緩和される。
歪は、チャネル中に存在し、即ちアズデポ層(またはアズグロウン状態とも言う)中に存在し、チャネルを形成するのに適しており、これは、歪が、チャネル上に更なる層を堆積することにより誘起されるのでも、ポスト処理の結果として形成されるのでも無いことを意味する。
第1移動度増強歪が圧縮歪である第2の形態の第1の具体例の例では、SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、y>x、0<x<1、0<y≦1である。第1移動度増強歪が圧縮歪である第3の形態の特別の具体例では、SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、0.5≦x≦0.75、y=1である。このように、特別な具体例では、SRBは0.5≦x≦0.75のGeリッチSi1−xGeからなり、上部層はGeからなる。
第1移動度増強歪が圧縮歪である第2の形態の第1の具体例の代わりの例では、SRBはSi1−wGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで0<w<0.1、0≦y<w≦0.25である。特別な具体例では、SRBは0<w≦0.1の低いC量のSi1−wGeからなり、上部層は0≦y≦0.25のSiリッチのSi1−yGeからなる。
第1移動度増強歪が引っ張り歪である第2の形態の第3の具体例の例では、SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、y<x、0<x<1、0≦y<1である。第1移動度増強歪が引っ張り歪である第3の形態の特別な例では、SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、0.25≦x≦0.5、y=0である。これにより、特別な具体例では、SRBは0.25≦x≦0.5のSiリッチのSi1−xGeからなり、上部層はSiからなる。
第1移動度増強歪が引っ張り歪である第2の形態の第1の具体例の代わりの例では、SRBはGe1−tSnを含み、上部層はSi1−yGeを含む。ここで、0<t≦0.1、0.75≦y≦1である。
特別の例では、SRBは0<t≦0.1の少量のSnを有するGe1−tSnからなり、上部層は、0.75≦y≦1のGeリッチSi1−yGeからなる。
第2の形態の第2および第3の例の具体例では、それぞれのチャネルが移動度増強歪を受けるデュアルチャネルFinFETデバイスであって、このデバイスは、
分離領域(201、301)により分離された少なくとも2つのフィン構造(I、II)を含む基板(200、300)であって、少なくとも2つのフィン構造のそれぞれはソース領域とドレイン領域に物理的に接触する。少なくとも2つのフィン構造(I、II)のそれぞれは、基板の上にあってこれと接触する歪緩和バッファ層(SRB)を含み、SRBは少なくとも2つの層を含み、SRB1(202、302)は基板の上にあってこれと接触し、SRB2(203、303)はSRB1の上にあってこれと接触する。
さらに、第1フィン構造はさらにSRB2(203)の上にあってこれと接触する第1上部層(210)を含み、上部層は基板から突出して、p型またはn型のチャネルを形成するのに適し、第1上部層(210)とSRB2の組成は、第1フィン構造の上部層が、アズグロウン状態で、第1移動度増強歪を受けるように選択され、第1移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる。
さらに、第2フィン構造のSRB(212”、312”)の上部部分は歪緩和されて、第2フィン構造はさらに歪緩和されたSRB2(212”、312”)の上部部分の上にあってこれと接触し、上部層(213、313”)は基板から突出し、n型またはp型のチャネルを形成するのに適する。
上部層(213、313”)の組成は、アズグロウン状態で、上部層が第2移動度増強歪を受けるように選択され、第2移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる。
第3の具体例では、第1フィン構造の第1上部層(303’)は、第2フィン構造の上部層(313”)と同じ組成を有する。
第1上部層(310(図示せず))および/またはSRB2の一部を除去し、残ったSRB(303’)を露出させることにより第1フィン構造中に形成されたリセス中に、第2フィン構造の上部層(313”)を成長するのと同時に、第1フィン構造の上部層(313’)がエピタキシャル成長される。第1フィン構造中のリセスは、第2フィン構造中のリセスと同時に形成されても良い。
第2の移動度増強歪は圧縮歪であり、第1移動度増強歪は引っ張り歪である第2の形態の第2および第3の具体例の特別では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−yGeを含み、第1上部層と上部層のそれぞれはSi1−zGeを含む。ここで、y<z<x、0<x≦1、0<y<1、0<z<1である。
第2の移動度増強歪は圧縮歪であり、第1移動度増強歪は引っ張り歪である第2の形態の第2および第3の具体例の特別な例では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−yGeを含み、第1上部層と上部層のそれぞれはSi1−zGeを含む。ここで、x=1、y=0.4、およびz=0.7である。さらに特別な例では、SRB1はGeからなり、SRB2はy=0.4のSiリッチのSi1−yGeからなり、上部層(または、具体例によっては第1上部層)は、z=0.7のGeリッチのSi1−zGeからなる。
第2の移動度増強歪は圧縮歪であり、第1移動度増強歪は引っ張り歪である第2および第3の具体例の代わりの例では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−wを含み、第1上部層と上部層のそれぞれはSi1−yGeを含む。ここで、y<x、0<x<1、0≦y<1、0<w<0.1である。特別な例では、SRB1はSi1−xGeから形成され、SRB2は低いC量(0<w≦0.1)のSi1−wから形成され、一方、第1上部層と上部層は、SRB1(y<x)および0<x<1、0≦y<1より低いGe濃度のSi1−yGeからなる。
第2の移動度増強歪は圧縮歪であり、第1移動度増強歪は引っ張り歪である本発明の第2および第3の具体例の代わりの例では、SRB1はGe1−tSnを含み、SRB2はSi1−xGeを含み、第1上部層と上部層のそれぞれはSi1−yGeを含む。ここで、y>x、0<x<1、0<y≦1、0<t≦0.1である。特別な例では、SRB1は低いc量(0<t≦0.1)のGe1−tSnを含み、SRB2はSi1−xGeを含み、第1上部層と上部層のそれぞれはSRB2(y>x)および0<x<1、0<y≦1よりGeの量が高いSi1−yGeからなる。
第2の移動度増強歪は引っ張り歪であり、第1移動度増強歪は圧縮歪である本発明の第2および第3の具体例の例では、SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−yGeを含み、第1上部層と上部層のそれぞれはSi1−zGeを含む。ここで、x=0、0<y<1、0<z<1、z<yである。さらに第2の移動度増強歪は引っ張り歪であり、第1移動度増強歪は圧縮歪である本発明の第2および第3の具体例の特別な例では、SRB1はSiからなり、SRB2はSi1−yGeからなり、上部層(具体例のよっては第1上部層)のそれぞれはSRB2より低いGe量のSi1−zGeからなる。ここで、0<y<1、0<z<1、z<yである。
例1
一の例では、出発基板は、シャロートレンチ分離(STI)が既に形成されたSiウエハである(図1A)。
図1Bは、リセスエッチが行われた出発ウエハを示し、これにより2つの分離領域の間にトレンチが形成されるように半導体材料(Si)が除去され、分離領域分は例えばSiOからなる。第1トレンチ(左)には第1フィン構造(I)が成長され、一方第2トレンチ(右)には第2フィン構造が成長される。
図1Cは、双方のトレンチに、歪緩和バッファ(SRB、102)と上部層(110)をエピタキシャル成長させた基板を示す。例では、SRBと上部層は、エピリアクタ中の1つの工程で成長させても良い。SRBは、50〜70%GeのSiGeを含み/からなり、上部層は歪Geを含む/からなる。歪Geには圧縮歪がかかる。圧縮歪はPFETのための移動度増強効果を有する。
図1Dは、PFETトランジスタ(第1フィン構造I)上の注入マスク(120)を模式的に示す。第1フィン構造を覆うマスクを用いて、第2フィン構造(II、NFET)はイオン注入工程が行われ、アズグロウン状態で結晶である上部層(110)の少なくとも一部が、アモルファス層(111)に変えられる。
図1Eは、基板に選択的に適用された、アモルファス層のみに影響を及ぼす、レーザーアニールを模式的に示す。レーザーアニールにより、アモルファス層は再結晶化し、歪緩和層(112)を形成する。
図1Fは、分離領域を掘って、それらのそれぞれがチャネルを形成するのに適した上部層を含む2つの突出したフィン構造を残した後の、本発明のデバイスの例を示す。Geから形成された上部層(110)は圧縮的に歪まされ、増強された移動度を有するPFETチャネルを形成するのに適しており、歪緩和されたGeから形成された歪緩和層(112)は、増強された移動度を有するNFETチャネルを形成するのに適している。
例2
この例では、製造フローの最初の2つの工程を示す図2Aおよび図2Bは、例1の図1Aおよび図1Bに示された工程と同じである。
図2Cは、第1歪緩和バッファ(SRB1、202)、第2歪緩和バッファ(SRB2、203)、および第1上部層(210)を双方のトレンチ中にエピタキシャル成長させた基板を示す。SRB1は、40%Geを有する歪みのかかったSiGeを含み/からなり、一方、第1上部層は、70%Geを有する引っ張り歪みのかかったSiGeを含み/からなる。第1上部層がSRB1と格子整合し、SRB2と格子整合しないため、引っ張り歪が発生する。第1上部層の圧縮歪のかかったSiGeは、NFETのための移動度増強効果を有する。
図2Dは、NFETトランジスタ(第1フィン構造、I)の上の注入マスク(220)を模式的に示す。第1フィン構造を覆うマスクを用いて、第2フィン構造(II、PFET)はイオン注入工程が行われ、少なくともアズグロウン状態で結晶である第1上部層(210)とSRB2の(110)の一部が、アモルファス層(211)に変えられる。次に、基板は、アモルファス層のみに影響を及ぼすレーザーアニールが行われる。レーザーアニールにより、アモルファス層は再結晶化し、歪緩和層(212(図示せず))を形成する。
歪緩和層(212(図示せず))の一部が除去され(エッチ/リセス)、これにより残った歪緩和層(212”)を露出させる。図2Eに示すように、残った歪緩和層(212”)の上に、上部層(213)がエピタキシャル成長される。この例では、歪緩和層は40%Geを有するSiGeを含み/からなり、上部層は70%Geを有する圧縮歪のSiGeを含む/からなる。後者の上部層は、PFETチャネルの形成に適している。
図2Fは、分離領域を掘って、それらのそれぞれがチャネルを形成するのに適した上部層を含む2つの突出したフィン構造を残した後の、本発明のデバイスの例を示す。圧縮的に歪まされたSiGe70%から形成された上部層(210)は、増強された移動度を有するNFETチャネルを形成するのに適しており、SiGe70%から形成された圧縮的に歪まされた上部層(213)は、増強された移動度を有するPFETチャネルを形成するのに適している。
例3
この例では、製造フローの最初の2つの工程を示す図3Aおよび図3Bは、例1の図1Aおよび図1Bに示された工程と本質的に同じである。
図3Cは、第1歪緩和バッファ(SRB1、302)と第2歪緩和バッファ(SRB2、303)をエピタキシャル成長させた基板を示す。驚くべきことに、トレンチが充填されるが、上部層は存在しない。このように、上部層は、SRB2と同じ(組成を有する)材料から形成すると考えることができる。SRB1は、緩和されたGeを含み/からなり、SRB2は40%Geを有する歪SiGeを含む/からなる。
図3Dは、NFETトランジスタ(第1フィン構造、I)の上の注入マスク(320)を模式的に示す。第1フィン構造を覆うマスクを用いて、第2フィン構造(II、PFET)はイオン注入工程が行われ、アズグロウン状態で結晶であるSRB2の一部が、アモルファス層(311)に変えられる。
次に、基板は、アモルファス層のみに影響を及ぼすレーザーアニールが行われる。レーザーアニールにより、アモルファス層は再結晶化され、図3Eに示すように歪緩和層(312)を形成する。
歪緩和層(312)の一部が除去され(エッチ/リセス)、これにより残った歪緩和層(312”)を露出させる。同時に(同じプロセス工程で/同時に)、第1フィン構造からSRB2の一部が掘られ(リセス)、これにより、図3Fに示すように、残ったSRB2(303”)を露出させる。
この後に、残った歪緩和層(312”)の上と、残ったSRB2(303’)の上に、図3Gに示すように、上部層(313’、313”)がエピタキシャル成長される。第1フィン構造の上部層および第2フィン構造の上部層は同じ組成を有する(同じプロセス工程で成長される)が、それぞれの場合の歪は異なっている。例では、双方(313’、303”)は70%Geを有するSiGeからなるが、一方(313’)は歪んだSiGe40%SRB2(303’)の上で圧縮歪を受け、他方(313”)は歪緩和SiGe40%(312”)の上で圧縮歪を受ける。
図3Hは、分離領域を掘った後の、突出したフィン構造を有する本発明のデバイスの例を示す。フォン構造のそれぞれは、チャネルを形成するのに適した上部層を含む。引っ張り歪を受けたSiGe70%からなる上部層(313’)は増大された移動度を有するNFETチャネルの形成に適し、SiGe70%からなる圧縮歪を受けた上部層(303”)は増大された移動度を有するPFETチャネルの形成に適している。

Claims (14)

  1. 移動度増強歪を受けた少なくとも1つのチャネルを有するデュアルチャネルFinFETデバイスを製造するための方法であって、
    分離領域(101)により分離された少なくとも2つのフィン構造(I、II)を含み、それぞれのフィン構造はソース領域とドレイン領域に物理的に接触する基板(100)を提供する工程であって、
    少なくとも2つのフィン構造(I、II)のそれぞれは、n型またはp型のチャネルを形成するのに適した上部層(110)と、その下にあって上部層(110)と接触し、かつ基板(100)の上にあってこれと接触する歪緩和バッファ(SRB)(102)とを含み、
    上部層(110)とSRB(102)の組成は、第1フィン構造の上部層(110)が、アズグロウン状態で第1移動度増強歪を受けるように選択され、第1移動度増強歪はソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる工程と、
    第2フィン構造(II)の上部層(110)の少なくとも一部にイオン注入を行い、これによりアモルファス層(111)を形成する工程と、次に、
    アモルファス層(111)をレーザーアニールして再結晶化し、第2フィン構造の歪緩和された上部層(112)を形成する工程と、を含む方法。
  2. 第1移動度増強歪は圧縮歪である請求項1に記載の方法。
  3. SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含み、y>x、0<x<1、0<y<1である請求項2に記載の方法。
  4. SRBはSi1−wを含み、上部層はSi1−yGeを含み、0<w≦0.1、0≦y≦0.25である請求項2に記載の方法。
  5. 第1移動度増強歪は引っ張り歪である請求項1に記載の方法。
  6. SRBはSi1−xGeを含み、上部層はSi1−yGeを含み、y<x、0<x<1、0≦y<1である請求項5に記載の方法。
  7. SRBは、Ge1−tSnを含み、上部層はSi1−yGeを含み、0<t≦0.1、0.75≦y≦1である請求項5に記載の方法。
  8. 移動度増強歪を受けたそれぞれのチャネルを有するデュアルチャネルFinFETデバイスを製造するための方法であって、
    分離領域(201、301)により分離された少なくとも2つのフィン構造(I、II)を含み、それぞれはソース領域とドレイン領域に物理的に接触するフィン構造(I、II)である基板を提供する工程であって、少なくとも2つのフィン構造(I、II)のそれぞれは、
    SRBは少なくとも2つの層を含み、SRB1(202、302)は基板の上にあってこれと接触し、SRB2(203、303)はSRB1の上にあってこれと接触する歪緩和バッファ(SRB)と、
    SRB2(203、303)の上にあってこれと接触する第1上部層(210)であって、第1上部層はn型またはp型のチャネルを形成するのに適し、第1上部層(210)とSRB2(203、303)の組成は、第1フィン構造の第1上部層が、アズグロウン状態で、第1移動度増強歪を受けるように選択され、第1移動度増強歪はソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる第1上部層(210)と、を含む工程と、
    第2フィン構造の第1上部層(210)とSRB2(203、303)の少なくとも上部部分にイオン注入を行い、アモルファスバッファ層(211、311)を形成する工程と、次に、
    アモルファスバッファ層(211、311)をレーザーアニールで再結晶化して、これにより第2フィン構造の歪緩和バッファ層(212、312)を形成する工程と、
    歪緩和バッファ層の一部を除去して第2フィン構造にリセスを形成し、これにより残った歪緩和バッファ層(212’、312”)を露出させる工程と、次に、
    残った歪緩和バッファ層(212’、312”)の上に上部層(213、313”)をエピタキシャル成長させて、第2フィン構造のリセスを充填する工程であって、上部層(213、313”)の組成は、アズグロウン状態で、第2上部層が第2移動度増強歪を受けるように選択され、第2移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる工程と、を含む方法。
  9. 第1上部層(310)およびSRB2(303)は同じ組成を有し、さらに、
    第2フィン構造中にリセスを形成する工程と同時に、第1フィン構造中にリセスを形成し、これにより、第1フィン構造の第1上部層および/またはSRB2の一部を消費し、残ったSRB2(303’)を露出させる工程と、
    第2フィン構造中のリセスを充填する工程と同時に、残ったSRB2(303’)の上の上部層(313”、313’)のエピタキシャル成長により、第1フィン構造中のリセスを充填する工程であって、アズグロウン状態で、上部層が、第2フィン構造中の第2移動度増強歪を受け、第1フィン構造中の第1移動度増強歪を受けるように、上部層の組成が選択され、第1および第2の移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられる工程と、を含む請求項8に記載の方法。
  10. 第2の移動度増強歪は圧縮歪であり、第1移動度増強歪は引っ張り歪である請求項8または9のいずれかに記載の方法。
  11. SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−yGeを含み、上部層と第1上部層のそれぞれはSi1−zGeを含み、y<z<x、0<x≦1、0<y<1、0<z<1である請求項10に記載の方法。
  12. SRB1はSi1−xGeを含み、SRB2はSi1−wを含み、上部層と第1上部層のそれぞれはSi1−yGeを含み、y<x、0<x<1、0≦y<1、0<w≦0である請求項10にかかる方法。
  13. SRB1はGe1−tSnを含み、SRB2はSi1−xGeを含み、上部層と第1上部層のそれぞれはSi1−yGeを含む。ここで、y>x、0<x<1、0<y≦1、0<t≦0.1である請求項10に記載の方法。
  14. それぞれのチャネルが移動度増強歪を受けるデュアルチャネルFinFETデバイスであって、
    分離領域(201、301)により分離された少なくとも2つのフィン構造(I、II)を含む基板(200、300)であって、少なくとも2つのフィン構造のそれぞれはソース領域とドレイン領域に物理的に接触し、
    少なくとも2つのフィン構造(I、II)のそれぞれは、基板の上にあってこれと接触する歪緩和バッファ層(SRB)を含み、SRBは少なくとも2つの層を含み、SRB1(202、302)は基板の上にあってこれと接触し、SRB2(203、303)はSRB1の上にあってこれと接触し、
    第1フィン構造はさらにSRB2(203)の上にあってこれと接触する第1上部層(210)を含み、第1上部層は基板から突出して、p型またはn型のチャネルを形成するのに適し、第1上部層(210)とSRB2の組成は、第1フィン構造の上部層が、アズグロウン状態で、第1移動度増強歪を受けるように選択され、第1移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられ、
    第2フィン構造のSRB(212”、312”)の上部部分は歪緩和されて、第2フィン構造はさらにSRB2(212”、312”)の歪緩和された上部部分の上にあってこれと接触した上部層(213、313”)を含み、上部層(213、313”)は基板から突出し、n型またはp型のチャネルを形成するのに適し、
    上部層(213、313”)の組成は、アズグロウン状態で、上部層が第2移動度増強歪を受けるように選択され、第2移動度増強歪は、ソース領域からドレイン領域に向かう長手方向に与えられるデバイス。
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