[发明专利]超结沟槽器件及方法

权利要求书

1.一种用于形成采用超结结构的沟槽型半导体器件的方法，包 括以下步骤：

以任意顺序，

形成具有第一导电类型和第一晶格常数的第一半导体材料 的第一间隔区域；

形成与第一间隔区域交错的并且具有不同的第二导电类型 和不同的第二晶格常数的第二半导体材料的第二间隔区域，使得第二 区域中的第二半导体材料相对于第一区域中的第一半导体材料是应 变的并且其间存在一个或多个PN结；以及

设置基本弛豫的半导体材料的另一区域，该另一区域与交错的第 一和第二间隔区域接触并具有外表面；

在该另一区域中形成从所述外表面延伸基本到交错的第一和第 二间隔区域的沟槽；

至少在所述沟槽的侧壁上设置应变半导体材料；

在所述应变半导体材料上方形成栅极电介质；

设置栅极，该栅极与所述栅极电介质接触，由此与所述应变半导 体材料分开；以及

设置一个或多个源极区域，所述源极区域与所述应变半导体材料 连通并通过所述应变半导体材料的一部分而与交错的第一和第二间 隔区域分开。

2.如权利要求1所述的方法，还包括在形成步骤之前的以下步 骤：

设置具有主表面的预定晶格常数的衬底；以及

在该主表面上形成具有紧靠该主表面的内表面和远离该内表面 的外表面的渐变半导体层，该渐变半导体层被配置为接受第一间隔区 域并在所述外表面处具有与第一晶格常数基本匹配的晶格常数，使得 形成在外表面的第一部分上的第一区域的第一半导体材料基本是弛 豫的。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述外表面处的晶格常数与 第二晶格常数不同，使得形成在所述外表面的第二部分上的第二区域 的第二材料是应变的。

4.如权利要求1所述的方法，其中第一半导体材料包括SiGe 而第二半导体材料包括Si以及低于5％的Ge。

5.如权利要求4所述的方法，其中第一半导体材料包括的Si:Ge 的比例在约60:40至95:05的范围内。

6.如权利要求5所述的方法，其中第一半导体材料包括的Si:Ge 的比例在约70:30至90:10的范围内。

7.如权利要求6所述的方法，其中第一半导体材料包括的Si:Ge 的比例在约80:20至85:15的范围内。

8.一种用于形成半导体器件的方法，包括以下步骤：

设置具有外表面的衬底；

在所述外表面上形成具有第一导电类型和第一迁移率的第一间 隔半导体区域；

在所述外表面上形成具有第二相反导电类型和更高的第二迁移 率的第二半导体区域，该第二半导体区域与第一间隔半导体区域交错 从而形成超结结构；

在该超结结构上方形成具有第三迁移率的第三半导体的第一导 电类型体区，该第一导电类型体区与所述超结结构连通并具有外表 面；

设置从该外表面延伸通过体区从而与所述超结结构连通的沟槽； 以及

至少在沟槽侧壁上形成具有比第三迁移率更高的第四迁移率的 第四半导体区域。

9.如权利要求8所述的方法，还包括形成与第四半导体区域接 触的栅极电介质的步骤。

10.如权利要求9所述的方法，还包括在所述沟槽内形成通过所 述栅极电介质与第四半导体材料分开的栅极的步骤。

11.如权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：在形成所述 体区后的任何时间，在所述体区内设置一个或多个源极区域，该源极 区域与第四半导体区域接触并且通过第四半导体区域的一部分而与 所述超结结构分开。