[发明专利]非平面SiGe沟道PFET

权利要求书

1.一种半导体器件结构，包括：

沟道层，由锗化合物形成，所述沟道层具有锗浓度B且形成在具有锗浓度A的半导体衬底上，所述衬底的锗浓度A小于所述沟道层的锗浓度B；

覆盖层，形成为使得所述沟道层与金属栅极分隔，所述覆盖层具有锗浓度C，所述沟道层的锗浓度B大于所述覆盖层的锗浓度C；

其中，所述金属栅极包括底面并且所述沟道层包括底面和顶面，所述金属栅极的底面低于所述沟道层的顶面、且位于所述沟道层的底面的相对两侧，所述沟道层的底面从所述金属栅极的底面垂直地偏移。

2.根据权利要求1所述的半导体器件结构，还包括：

单轴应力诱导部分化合物，具有锗浓度D且在所述半导体衬底之上且邻近所述沟道层形成，所述单轴应力诱导部分的锗浓度D大于或等于所述沟道层的锗浓度B，并且所述单轴应力诱导部分的锗浓度D大于所述衬底的锗浓度A。

3.根据权利要求2所述的半导体器件结构，其中，所述单轴应力诱导部分配置为用作场效应晶体管的源极或漏极，并且其中所述金属栅极配置为用作所述场效应晶体管的栅极。

4.根据权利要求3所述的半导体器件结构，其中，所述场效应晶体管配置为使用V_DD＞0.6V运行。

5.根据权利要求3所述的半导体器件结构，还包括第二单轴应力诱导部分，所述第二单轴应力诱导部分具有锗浓度E且在所述半导体衬底之上且邻近所述沟道层处形成，所述第二单轴应力诱导部分的锗浓度E大于或等于所述沟道层的锗浓度B，并且所述第二单轴应力诱导部分的锗浓度E大于所述衬底的锗浓度A。

6.根据权利要求5所述的半导体器件结构，其中，所述单轴应力诱导部分配置为用作场效应晶体管的源极，并且其中所述第二单轴应力诱导部分配置为用作所述场效应晶体管的漏极。

7.根据权利要求2所述的半导体器件结构，其中，所述单轴应力诱导部分的锗浓度D是渐变的，以使所述单轴应力诱导部分的顶部处的锗浓度D₁大于所述单轴应力诱导部分的底部处的锗浓度D₂。

8.根据权利要求7所述的半导体器件结构，其中，当以百分比表示时，所述单轴应力诱导部分的底部处的锗浓度D₂减去所述衬底的锗浓度A小于50％。

9.根据权利要求2所述的半导体器件结构，其中，所述衬底的锗浓度A为30％，所述沟道层的锗浓度B为60％，所述覆盖层的锗浓度C为0％，以及所述单轴应力诱导部分的锗浓度大于或等于60％。

10.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其中，所述半导体衬底由硅形成，并具有为零的锗浓度A。

11.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其中，所述覆盖层由硅形成，并具有基本上为零的锗浓度C。

12.根据权利要求1所述的半导体器件结构，还包括：

形成为使得所述覆盖层与所述金属栅极进一步分隔的氧化物介电层。

13.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其中，当以百分比表示时，所述沟道层的锗浓度B减去所述衬底的锗浓度A小于50％。

14.根据权利要求13所述的半导体器件结构，其中，所述沟道层的底面比所述金属栅极的底面离所述半导体器件结构的基底更远。

15.根据权利要求14所述的半导体器件结构，其中，所述沟道层的底面离所述半导体器件结构的基底比所述金属栅极的底面远1nm至5nm。

16.一种制造半导体器件结构的方法，包括：

在具有锗浓度A的半导体衬底上形成具有锗浓度B的锗化合物的沟道层，所述衬底的锗浓度A小于所述沟道层的锗浓度B；

形成覆盖层以使所述沟道层与金属栅极分隔，所述覆盖层具有锗浓度C，所述沟道层的锗浓度B大于所述覆盖层的锗浓度C；

其中，所述金属栅极包括底面并且所述沟道层包括底面和顶面，所述金属栅极的底面低于所述沟道层的顶面、且位于所述沟道层的底面的相对两侧，所述沟道层的底面从所述金属栅极的底面垂直地偏移。