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局部化混合晶向应变硅CMOS结构及其制备方法
随着半导体制造技术的不断进步，局部化混合晶向应变硅CMOS结构作为一种高性能的器件结构，已经得到了广泛的应用。本文将从结构原理、制备方法、优势等几个方面进行介绍和分析。
一、结构原理
局部化混合晶向应变硅CMOS结构是将传统的晶向应变硅结构（strained-Si）和垂直位移（embeddedSiGe）晶体生长技术相结合形成的一种结构。通过在硅基底上沉积一层含有锗的硅层，然后在锗层上再沉积一层晶向应变硅层，此时在两层之间就形成了一个紧张应变的区域。由于晶向应变硅层的应变状态与锗层不同，所以在两者的交界处就会形成一个位错带，通过控制此带的宽度和位置，可以实现对有效载流子的运动和浓度进行精准控制。这种结构的关键在于制备过程中锗层和硅层之间的晶体生长质量，因为任何不良的影响都会对整个结构的性能产生负面影响。
二、制备方法
局部化混合晶向应变硅CMOS结构的制备方法要求高度精密，主要分为以下几个步骤：
1.清洗硅基底表面，去除表面附着物和杂质。
2.在硅基底表面沉积一层薄的二氧化硅（SiO2）层，目的是为了保护硅基底表面免受后续制备过程中的损伤。
3.在SiO2层上制备一层厚约50nm的锗层。这一步骤的关键在于要选择一种高质量的锗气源，以及优化锗的生长温度和时间，从而获得高质量的锗层。
4.在锗层上再制备一层晶向应变硅层。晶向应变硅层的生长通常采用气相外延（CVD）技术。这一步骤的关键在于要控制晶向应变硅层的厚度和应变状态，以及锗层和晶向应变硅层之间位错带的宽度和位置。
5.利用光刻技术，将晶向应变硅层刻蚀成所需要的图案形状。这一步骤的重点在于控制刻蚀的深度和精度，以及防止图案形状的失真。
6.在图案形状上进行掺杂、沉积等工艺，完成器件的结构组成和制备。
三、优势
局部化混合晶向应变硅CMOS结构相对于传统的晶向应变硅结构，在以下方面具有优势：
1.提高了载流子迁移率。由于局部化混合晶向应变硅CMOS结构中有更多的锗和晶向应变硅的交界区域，所以有效载流子在交界处受到更强的约束，从而提高了迁移率。这对于提升芯片的综合性能是非常有利的。
2.提高了器件的可靠性。局部化混合晶向应变硅CMOS结构中的位错带可以降低失效机制的影响，从而提高了器件的可靠性和寿命。
3.适合高速，低功耗应用。局部化混合晶向应变硅CMOS结构相对于传统的晶向应变硅结构，有更高的迁移率和更低的晶体缺陷密度，因此适合用于高速，低功耗应用。
四、结论
局部化混合晶向应变硅CMOS结构在半导体制造领域拥有广泛的应用前景，其结构优势和制备难度对于半导体制造企业来说都是个大挑战。要想生产大规模的局部化混合晶向应变硅CMOS器件，需要不断探索新的技术和方法。