[发明专利]压缩SiGe〈110〉生长的MOSFET器件

权利要求书

1.一种用于传导载流子的结构，包括：

Si或SiGe的单晶衬底，具有<110>的上表面，以及

SiGe伪晶层，在所述衬底上形成，具有的Ge浓度高于所述衬底的Ge浓度，从而所述伪晶层处于压缩应变。

2.根据权利要求1的结构，还包括在所述伪晶层上的栅极介质。

3.根据权利要求2的结构，还包括在所述栅极介质上的栅极电极。

4.根据权利要求3的结构，还包括在所述伪晶层中在所述栅极介质的任一侧上形成的源极和漏极区域，以在其之间形成沟道。

5.根据权利要求2的结构，还包括在所述栅极介质上的多晶硅栅极电极以形成MOSFET。

6.根据权利要求2的结构，还包括在所述栅极介质上的多晶硅锗栅极电极。

7.根据权利要求2的结构，还包括在所述栅极介质上的金属和金属硅化物栅极电极中的一个。

8.根据权利要求2的结构，其中所述栅极介质具有大于3.9的介电常数。

9.根据权利要求1的结构，其中所述衬底表面具有约0.1nm的RMS。

10.根据权利要求1的结构，其中所述SiGe伪晶层具有小于20nm的厚度。

11.一种用于形成用于传导载流子的结构的方法，包括如下步骤：

选择具有<110>的上表面的Si或SiGe的单晶衬底，以及

在所述衬底上形成SiGe伪晶层，其具有的Ge浓度高于所述衬底的Ge浓度，从而所述伪晶层处于压缩应变。

12.根据权利要求11的方法，还包括在所述伪晶层上形成栅极介质的步骤。

13.根据权利要求12的方法，还包括在所述栅极介质上形成栅极电极的步骤。

14.根据权利要求13的方法，还包括在所述伪晶层中在所述栅极介质的任一侧上形成源极和漏极区域以在其之间形成沟道的步骤。

15.根据权利要求12的方法，还包括在所述栅极介质上形成多晶硅栅极电极以形成MOSFET的步骤。

16.根据权利要求12的方法，还包括在所述栅极介质上形成多晶硅锗栅极电极的步骤。

17.根据权利要求12的方法，还包括在所述栅极介质上形成金属和金属硅化物栅极电极中的一个的步骤。

18.根据权利要求12的方法，还包括选择介电常数大于3.9的所述栅极介质的步骤。

19.根据权利要求11的方法，还包括化学处理所述衬底表面到低于约0.1nm的RMS的步骤。

20.根据权利要求11的方法，还包括形成厚度小于20nm的所述SiGe伪晶层的步骤。

21.一种用于形成半导体外延层的方法，包括如下步骤：

选择具有<110>的上表面的Si或SiGe的单晶衬底，

将所述单晶衬底载入快速热化学气相沉积工具中，降低所述工具中的气压到低于0.2Torr，

升高所述工具中的温度到约600℃，以及

引入含Si气体和含Ge气体，从而在所述衬底上形成SiGe伪晶层，其具有的Ge浓度不同于所述衬底的Ge浓度，从而所述伪晶层处于应变。

22.根据权利要求21的方法，还包括化学处理所述衬底表面到低于约0.1nm的RMS粗糙度的步骤。

23.根据权利要求21的方法，还包括在一段时间内降低所述工具中的温度到低于400℃从而停止外延生长的步骤。

24.一种用于外延沉积化学处理衬底的方法，包括如下步骤：

选择具有小于0.2nm的表面粗糙度的Si或SiGe衬底，

将所述衬底浸入在23℃下的去离子水中的10PPM臭氧的第一浴中，

将所述衬底浸入稀HF 100∶1的第二浴中至少1分钟，

将所述衬底浸入去离子水的第三浴中至少5分钟，

将所述衬底浸入在23℃下的HCl酸和去离子水至少1∶100的第四浴中，

将所述衬底浸入去离子水的第五浴中至少5分钟，以及

从所述第五浴移出所述衬底，以在包括如氮气的气氛中在至少30℃的温度下干燥所述衬底。