[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体设计及制造技术领域，特别涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

长期以来，金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的特征尺寸一直遵循着所谓的摩尔定律(Moore’s law)不断按比例缩小，其工作速度越来越快，但是，对于基于Si材料本身的而言，已经接近于物理与技术的双重极限。因而，人们为了不断提升MOSFET器件的性能提出了各种各样的方法，从而MOSFET器件的发展进入了所谓的后摩尔(More-Than-Moore)时代。基于异质结结构尤其是基于Si-Ge和Si-C等材料系统的高迁移率沟道工程是其中的一种卓有成效的技术。

现有技术存在的缺点是，由于Si与Ge、III-V族元素等材料不同，因此会存在两种材料之间的位错，因此会引起比较严重的散射和漏电，从而影响器件性能。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是提出一种半导体结构及其形成方法。

本发明实施例一方面提出了一种半导体结构，包括：第一材料衬底层；形成在所述第一材料衬底层顶部的多孔结构层，所述多孔结构层为第二材料；和形成在所述多孔结构层之上的第三材料半导体层。

在本发明的一个实施例中，所述第一材料衬底层包括Si衬底，所述第二材料包括低Ge组分SiGe，所述第三材料半导体层包括Ge或高Ge组分SiGe。

在本发明的一个实施例中，还包括：形成在所述多孔结构层和所述第三材料半导体层之间的Si薄层或低Ge组分SiGe薄层。

在本发明的一个实施例中，还包括：形成在所述第三材料半导体层之上的锶锗化物薄层、钡锗化物薄层、低Ge组分SiGe钝化薄层或Si钝化薄层。

本发明实施例另一方面还提出了一种半导体结构的形成方法，包括以下步骤：提供第一材料衬底层；在所述第一材料衬底层之上形成多孔结构层，所述多孔结构层为第二材料；和在所述多孔结构层之上形成第三材料半导体层。

在本发明的一个实施例中，所述第一材料衬底层包括Si衬底，所述第二材料包括低Ge组分SiGe，所述第三材料半导体层包括Ge或高Ge组分SiGe。

在本发明的一个实施例中，还包括：在所述多孔结构层之上形成Si薄层或低Ge组分SiGe薄层。

在本发明的一个实施例中，还包括：采用锶Sr或钡Ba对所述第三材料半导体层的上表面进行处理以在所述第三材料半导体层之上形成锶锗化物薄层或钡锗化物薄层。

在本发明的一个实施例中，还包括：在所述第三材料半导体层之上形成低Ge组分SiGe钝化薄层或Si钝化薄层。

本发明另一方面还提出了一种半导体结构，包括：第一材料衬底层；形成在所述第一材料衬底层之上的多个间隔预定距离的隔离块，且所述多个隔离块之间形成有生长区；形成在所述生长区之中的多孔结构层，所述多孔结构层为第二材料；和形成在所述多孔结构层之上的第三材料半导体层。

在本发明的一个实施例中，所述第一材料衬底层包括Si衬底，所述第二材料包括低Ge组分SiGe，所述第三材料半导体层包括Ge或高Ge组分SiGe。

在本发明的一个实施例中，还包括：形成在所述多孔结构层和所述第三材料半导体层之间的Si薄层或低Ge组分SiGe薄层。

在本发明的一个实施例中，还包括：形成在所述第三材料半导体层之上的锶锗化物薄层、钡锗化物薄层、低Ge组分SiGe钝化薄层或Si钝化薄层。

本发明再一方面还提出了一种半导体结构的形成方法，包括以下步骤：提供第一材料衬底层；在所述第一材料衬底层之上形成绝缘层；刻蚀所述绝缘层以形成多个间隔预定距离的隔离块，其中，所述多个隔离块之间形成生长区；在所述生长区之中淀积第二材料层；对所述第二材料层进行阳极氧化以形成多孔结构层；和在所述多孔结构层之上形成第三材料半导体层。

在本发明的一个实施例中，所述第一材料衬底层包括Si衬底，所述第二材料层包括低Ge组分SiGe，所述第三材料半导体层包括Ge或高Ge组分SiGe。

在本发明的一个实施例中，还包括：在所述多孔结构层之上形成Si薄层或低Ge组分SiGe薄层。

在本发明的一个实施例中，还包括：采用锶Sr或钡Ba对所述第三材料半导体层的上表面进行处理以在所述第三材料半导体层之上形成锶锗化物薄层或钡锗化物薄层。

在本发明的一个实施例中，还包括：在所述第三材料半导体层之上形成低Ge组分SiGe钝化薄层或Si钝化薄层。