在微电子器件中形成低带隙源极和漏极结构的方法_2

文档序号:9732209阅读:来源:国知局
有技术器件变得没有用处。
[0019]另一方面,至低带隙锗锡合金源极/漏极区108的接触部106显示出很少或没有传导势皇。相反,将势皇112移动到异质沟道界面处,可以通过交叠的栅极场来调节该界面。图le描绘了处于导通状态(Vgs = Vds = -0.5V)的器件100,其中Ec 113与Εν 115之间的带隙117、119在接触金属106与源极/漏极区108的界面处包括大体上零电子伏特114。带隙112大得多,并且位于沟道区110与源极/漏极区108的界面处。
[0020]图1f描绘了根据本文的实施例的诸如PM0S器件等器件100的漏极电流行为,其中源极/漏极区与将带隙减小到大体上零的材料形成合金。示出了 Ids 124与Vgs 126的行为,其中观察到健康的驱动电流和五个数量级的1n/1ff比。例如,第一Vds 130被描绘为包括-0.5V,并且第二Vds 132被描绘为包括-50mV。在另一个实施例中,由于没有像在常规(金属氧化物半导体场效应晶体管)M0SFET器件中那样确定优选载流子类型的源极/漏极区掺杂,实施例还可以包括能够用于两种载流子类型的双极器件。然而,异质(沟道-源极/漏极)界面处的Εν和Ec能带偏移可以确定哪种器件类型可以拥有有利的驱动电流和1n/1ff比。针对图1f中的参数所示的较小的Εν能带偏移指示PM0S器件相对于匪0S器件可以具有更好的性能。然而,特定的器件选择将取决于特定器件的选定参数和特定的设计要求。
[0021]能带结构的另一个调整因素是小膜厚度下的量子约束效应,其还可以用于设计和优化本文各种器件实施例的性能。图lg示出了针对以nm 136为单位的不同膜厚度的锗(Ge)和GeQ.7SnQ.3的以电子伏特134为单位的能带特性。还描绘了锗140和GeQ.7SnQ.3142的Ec、以及锗146和GeQ.7SnQ.3148的Εν。图lg还揭示出即使对于源极/漏极合金结构中的高锡浓度,在低于5nm的厚度也形成了相对较大的带隙。因此,另一个器件选项是在源极/漏极区中使用非常高的锡浓度(或甚至纯锡),以及在接触金属处包括小带隙的厚(不受限制的)源极/漏极结构。此外,可以另外采用具有大带隙的薄(受限制的)沟道。在实施例中(图lh),GeQ.7Sn0.3材料可以用于器件150中的源极/漏极108和沟道110材料,并且受限制的沟道110包括小于大约5nm的厚度,以形成超过大约0.5eV的沟道带隙,并且厚的源极/漏极区108具有小的或零源极/漏极带隙。
[0022]在实施例中,本文中的器件可以包括诸如晶体管结构(包括平面、三栅极和纳米线晶体管结构)等电路元件、以及任何其它适当的电路元件。电路元件可以包括例如用于处理器管芯中的逻辑电路。金属化层和绝缘材料可以包括在本文中的源极/漏极合金结构、以及可以将金属层/互连件耦合到外部器件的导电接触部/凸点中。根据特定应用,本文中的器件中所包括的元件的类型可以包括任何适当类型的电路元件。
[0023]图2描绘了根据实施例的方法的流程图。在步骤200,可以在器件衬底中形成源极/漏极区,其中器件衬底还包括沟道结构。在步骤202,源极/漏极区可以与足够的合金材料形成合金,以将带隙减小到接近零。在实施例中,合金材料可以包括锡。在步骤204,半导体合金的小带隙减小了金属接触电阻,并产生小的金属接触电阻。
[0024]在实施例中,实施例的器件可以与任何适当类型的封装结构耦合,所述封装结构能够在诸如管芯等微电子器件与可以与封装结构耦合的下一级部件(例如,电路板)之间提供电连通。在另一个实施例中,器件可以与可以包括任何适当类型的封装结构的封装结构耦合,所述任何适当类型的封装结构能够在管芯和与器件层耦合的上层集成电路(1C)封装之间提供电连通。
[0025]例如,本文各图中描述的器件可以包括硅逻辑管芯或存储器管芯、或任何类型的适当微电子器件/管芯的一部分。在一些实施例中,实施例的器件还可以包括多个管芯,根据特定实施例,它们可以彼此堆叠。在一些情况下,器件可以位于/附着于/嵌入于封装结构的前侧、后侧上或前侧和后侧的某种组合上/中。在实施例中,(多个)器件可以部分地或完全嵌入在封装结构中。
[0026]本文中的器件的各实施例能够通过形成具有小或零带隙Eg的源极/漏极区来减小寄生电阻,在金属接触处产生很小或没有势皇。小的Eg还导致较高的能态密度,这降低了本文中实施例的源极/漏极结构的电阻率。实施例使得能够形成互补器件而无需掺杂,其中,源极/漏极区是无掺杂的。可以通过适当设计源极/漏极功函数来选择电子或空穴传导,从而为η型器件实现小的导带Ec偏移,或为p型器件实现小的价带Εν偏移。
[0027]现在参考图3,示出了计算系统300的实施例。系统300包括设置于主板310或其它电路板上的若干部件。主板310包括第一侧312和相反的第二侧314,并且可以在第一侧312和第二侧314的任一个或两个上设置各种部件。在图示的实施例中,计算系统300包括设置于主板的第一侧312上的封装结构340,其中封装结构340可以包括任何器件结构,例如本文所述的实施例的晶体管器件结构。
[0028]系统300可以包括任何类型的计算系统,例如,手持式或移动计算设备(例如蜂窝电话、智能电话、移动因特网设备、音乐播放器、平板计算机、膝上型计算机、上网计算机等)。然而,公开的实施例不限于手持式和其它移动计算设备,并且这些实施例可以应用于其它类型的计算系统,例如台式计算机和服务器。
[0029]主板310可以包括任何适当类型的电路板或能够在设置于板上的各个部件中的一个或多个部件之间提供电连通的其它基板。例如,在一个实施例中,主板310包括印刷电路板(PCB),其包括被一层电介质材料彼此分开并通过导电通孔而互连的多个金属层。金属层中的任何一层或多层可以形成期望的电路图案,以在与板310耦合的部件之间引导一一可能与其它金属层结合一一电信号。然而,应当理解,公开的实施例不限于上述PCB,并且此夕卜,主板310可以包括任何其它适当的基板。
[0030]除了封装结构340之外,可以在主板310的任一侧或两侧312、314上设置一个或多个附加的部件。例如,如附图所示,部件301a可以设置于主板310的第一侧312上,并且部件301b可以设置于主板的相反侧314上。可以设置于主板310上的附加的部件包括其它1C器件(例如,处理器件、存储器件、信号处理器件、无线通信器件、图形控制器和/或驱动器、音频处理器和/或控制器等)、功率供应部件(例如,电压调节器和/或其它功率管理器件、诸如电池等电源、和/或诸如电容器等无源器件)、以及一种或多种用户接口设备(例如,音频输入设备、音频输出设备、小键盘或诸如触摸屏显示器等其它数据录入设备、和/或图形显示器等)、以及这些和/或其它设备的任意组合。
[0031 ]在一个实施例中,计算系统300包括辐射屏蔽,在另一实施例中,计算系统300包括冷却溶液。在又一实施例中,计算系统300包括天线。在又一实施例中,组件300可以设置于外壳或壳体之内。在主板310设置于外壳之内时,计算机系统300的一些部件——例如诸如显示器或小键盘等用户接口设备、和/或诸如电池等电源一一可以与主板310(和/或设置于这个主板上的部件)电耦合,但可以与外壳机械耦合。
[0032]图4是根据实施例的计算机系统的示意图。如图所示的计算机系统400(也被称为电子系统400)可以包含/包括封装结构,封装结构包括本公开内容中阐述的几个公开的器件实施例及其等价物中的任一种。计算机系统400可以是诸如上网本计算机等移动设备。计算机系统400可以是诸如无线智能电话的移动设备。计算机系统400可以是台式计算机。计算机系统400可以是手持式读卡机。计算机系统400可以集成到汽车。计算机系统400可以集成到电视。
[0033]在实施例中,电子系统400是包括系统总线420的计算机系统,系统总线420用于电耦合电子系统400的各个部件。系统总线420是单根总线或根据各实施例的总线的任意组合。电子系统400包括向集成电路410供电的电压源430。在一
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1