[发明专利]具有核-壳结构的半导体器件

权利要求书

1.一种半导体器件结构，包括：

核结构，形成在支撑件上；以及

壳材料，形成在所述核结构上并且围绕所述核结构的至少一部分，所述壳材料和所述核结构配置为在所述壳材料中形成量子阱沟道；

其中，所述核结构具有在第一范围内的第一厚度，所述壳材料具有在第二范围内的第二厚度，至少基于与所述核结构的所述第一厚度相关联的信息来确定与所述壳材料相关联的所述第二范围，其中，所述核结构对量子沟道具有厚度下限，并且为了减小由所述核结构和所述壳材料之间的晶格失配产生的位错而具有厚度上限，并且，所述壳材料对传导电流具有厚度下限，并且为了减小由所述核结构和所述壳材料之间的晶格失配产生的位错而具有厚度上限。

2.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述核结构和所述壳材料包括在纳米线结构中；以及

所述纳米线结构平行于所述支撑件。

3.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述核结构和所述壳材料包括在纳米线结构中；以及

所述纳米线结构垂直于所述支撑件。

4.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述壳材料与第一能带隙相关联；

所述核结构与第二能带隙相关联；以及

所述第一能带隙小于所述第二能带隙。

5.根据权利要求4所述的结构，其中，形成在所述壳材料和所述核结构之间的界面处的势垒层与介于0.3eV至0.5eV之间的势垒高度相关联。

6.根据权利要求1所述的结构，还包括：

包装材料，形成在所述壳材料上并且围绕所述壳材料的至少一部分；

其中：

所述壳材料与第一能带隙相关联；

所述包装材料与第二能带隙相关联；以及

所述第一能带隙小于所述第二能带隙。

7.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述壳材料与第一晶格常数相关联；

所述核结构与第二晶格常数相关联；以及

所述第一晶格常数大于所述第二晶格常数。

8.根据权利要求7所述的结构，其中，所述第一晶格常数比所述第二晶格常数高出1％至8％。

9.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述第一范围对应于3nm至15nm；以及

所述第二范围对应于2nm至15nm。

10.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述壳材料包括硅、硅锗、锗、和III-V材料中的至少一种；以及

所述核结构包括硅、硅锗和锗中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的结构，其中：

所述核结构与第一导电类型相关联；以及

所述壳材料与不同于所述第一导电类型的第二导电类型相关联。

12.一种形成半导体器件的方法，包括：

在支撑件上形成核结构；以及

在所述核结构上形成壳材料，以围绕所述核结构的至少一部分，所述壳材料包括量子阱沟道；

其中，所述核结构具有在第一范围内的第一厚度，所述壳材料具有在第二范围内的第二厚度，至少基于与所述核结构的所述第一厚度相关联的信息来确定与所述壳材料相关联的所述第二范围，其中，所述核结构对量子沟道具有厚度下限，并且为了减小由所述核结构和所述壳材料之间的晶格失配产生的位错而具有厚度上限，并且，所述壳材料对传导电流具有厚度下限，并且为了减小由所述核结构和所述壳材料之间的晶格失配产生的位错而具有厚度上限。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

在所述壳材料上形成包装材料，以围绕所述壳材料的至少一部分，从而在所述壳材料中形成所述量子阱沟道。