[发明专利]由杂质离子植入调整的通道半导体合金层成长

权利要求书

1.一种形成晶体管结构的方法，包括：

提供其上定义具有第一有源区域和第二有源区域的半导体层，其中，该第一有源区域的尺寸小于该第二有源区域的尺寸；

植入杂质离子到该半导体层中存在有掩模屏蔽该半导体层的该第二有源区域的该第一有源区域，其中，该植入的杂质离子的物种包含中性物种或能够影响该晶体管结构的阈值电压电平的物种；以及

在实行该杂质离子植入之后，形成半导体合金层在该半导体层的表面上。

2.如权利要求1所述的方法，还包括在植入该杂质离子之后并在形成该半导体合金层之前，对该晶体管结构进行退火。

3.如权利要求2所述的方法，其中，该退火是在650–1050℃的温度范围内实行。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

在该半导体层中定义有源区域；以及

形成阱结构在每一该半导体层的该第一有源区域和第二有源区域中。

5.如权利要求1所述的方法，还包含在沉积该半导体合金层之后，清洁该晶体管结构的表面。

6.如权利要求5所述的方法，其中，该清洁包含湿式蚀刻。

7.如权利要求5所述的方法，其中，该清洁包含干式蚀刻。

8.如权利要求5所述的方法，还包含在该清洁之后，形成栅极电极结构在该半导体合金层上。

9.如权利要求8所述的方法，其中，该栅极电极结构是根据先栅极的高k/金属栅方法来形成。

10.如权利要求4所述的方法，还包含形成漏极和源极区域在该阱结构中，从而定义在该漏极区域和该源极区域之间的晶体管通道区域。

11.如权利要求10所述的方法，其中，该晶体管的该通道区域包含一部分的该半导体合金层。

12.如权利要求1所述的方法，其中，该半导体层包含结晶硅。

13.如权利要求1所述的方法，其中，该半导体合金层包含硅锗合金。

14.如权利要求1所述的方法，其中，该半导体合金层具有4-10nm范围内的厚度。

15.如权利要求1所述的方法，其中，该半导体合金层是由外延沉积到该半导体层的该表面上的方式来形成。

16.如权利要求1所述的方法，其中，该中性物种包含氖、氩和锗中的至少一个。

17.如权利要求1所述的方法，其中，能够影响该晶体管结构的阈值电压电平的该物种包含氟和氮的至少一个。

18.如权利要求1所述的方法，其中，该杂质离子是在5-10keV范围内的能量下植入。

19.如权利要求1所述的方法，其中，在植入该杂质离子时，植入剂量是在10¹⁵到3x 10¹⁵cm^-2的范围内。

20.一种半导体结构，包括：

半导体层；

至少一第一和一第二有源区域，形成在该半导体层中并适用于分别形成第一装置和第二装置的一部分，该第一有源区域的尺寸小于该第二有源区域的尺寸，该第一有源区域包含植入杂质，其中，该植入的杂质的物种包含中性物种或能够影响晶体管结构的阈值电压电平的物种；以及

半导体合金层，外延形成在该半导体层上，该半导体合金层形成在该第一有源区域上的部分具有和该半导体合金层形成在该第二有源区域上的部分实质上相同的厚度。

21.如权利要求20所述的半导体结构，其中，该中性物种包含氖、氩和锗的至少一个，或能够影响该晶体管结构的阈值电压电平的该物种包含氟和氮中的至少一个。

22.如权利要求20所述的半导体结构，还包括：

第一晶体管，部分形成在该第一有源区域中且部分形成在该第一有源区域上，该半导体合金层的第一部分被包含在该第一晶体管的通道区域中；以及

第二晶体管，部分形成在该第二有源区域中且部分形成在该第二有源区域上，该半导体合金层的第二部分被包含在该第二晶体管的通道区域中。