[发明专利]用于非平面半导体器件鳍下中的III-V族半导体合金及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

衬底，所述衬底包括由至少两个沟槽侧壁限定的沟槽；

第一III-V族半导体合金，所述第一III-V族半导体合金位于所述衬底上和所述沟槽之内，其中所述第一III-V族半导体合金是四元III-V族半导体合金；

第二III-V族半导体合金，所述第二III-V族半导体合金位于所述第一III-V族半导体合金上；

其中：在所述第一III-V族半导体合金上外延生长所述第二III-V族半导体合金；并且

所述第一III-V族半导体合金和所述第二III-V族半导体合金之间的导带偏移大于或等于0.3电子伏，并且

其中所述四元III-V族半导体合金是从铝、镓、铟和砷的合金(AlGalnAs)，铝、镓、砷和锑的合金(AlGaAsSb)及其组合选择的。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述沟槽侧壁包括电介质氧化物。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中：

所述四元III-V族半导体合金是化学式为Al_xGa_0.48-xIn_0.52As_y的AlGalnAs合金；

至少一部分Al、Ga和In存在于所述四元III-V族半导体合金的III族子晶格中；

x是Al的摩尔分数并且其范围从大于0到小于0.48；

至少一部分As存在于所述四元III-V族半导体合金的V族子晶格中；并且

y是As的摩尔分数且等于1。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中所述第二III-V族半导体合金包括铟、镓和砷的三元III-V族半导体合金(InGaAs)。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中：

所述四元III-V族半导体合金是化学式为Al_xGa_1-xAs_ySb_1-y的AlGaAsSb合金；

至少一部分Al和Ga存在于所述四元III-V族半导体合金的III族子晶格中；

x是Al的摩尔分数并且其范围从大于0到小于0.5；

至少一部分As和Sb存在于所述四元III-V族半导体合金的V族子晶格中；并且

y是As的摩尔分数且小于或等于0.5。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中所述第二III-V族半导体合金包括铟、镓和砷的三元III-V族半导体合金(InGaAs)。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中：

所述第二III-V族半导体合金形成为所述半导体器件的沟道的至少一部分；并且

所述器件还包括形成于所述第二III-V族半导体合金上的栅极叠置体，所述栅极叠置体包括栅极电极。

8.根据权利要求7所述的半导体器件，其中所述器件是基于鳍的晶体管。

9.一种制造半导体器件的方法，包括：

在衬底上和由至少两个沟槽侧壁限定的沟槽之内形成第一III-V族半导体合金的层；

在所述第一III-V族半导体合金上外延形成第二III-V族半导体合金的层；

其中所述第一III-V族半导体合金是四元III-V族半导体合金，并且

其中所述第一III-V族半导体合金和所述第二III-V族半导体合金之间的导带偏移大于或等于0.3电子伏，并且

其中所述四元III-V族半导体合金是从铝、镓、铟和砷的合金(AlGalnAs)，铝、镓、砷和锑的合金(AlGaAsSb)及其组合选择的。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述沟槽侧壁包括电介质氧化物。