发明名称 藉由磊晶成长具高介电常数的应变层使MOSFET具有一机械性应力的通道MOSFET HAVING A CHANNEL MECHANICALLY STRESSED BY AN EPITAXIALLY GROWN, HIGH K STRAIN LAYER
摘要 一电晶体(如金氧半电晶体)具有位在基板通道区之上的磊晶成长应变层,使通道区受应力以增加通道中载子的迁移率。应变层是由一个高介电常数的材质所构成。
申请公布号 TWI294642 申请公布日期 2008.03.11
申请号 TW095101641 申请日期 2006.01.16
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 曹敏
分类号 H01L21/20(2006.01);H01L29/78(2006.01);H01L21/336(2006.01) 主分类号 H01L21/20(2006.01)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种电晶体,其包含: 一半导体基板; 一闸极结构,系位于该基板之上,该闸极结构下之 该基板的区域系作为该电晶体之一通道区;以及 一应变磊晶矽层,系介于该基板之该通道与该闸极 结构之间且位于该通道区之上; 其中该应变磊晶矽层之晶格常数系不同于该基板 之晶格常数,以使该基板之该通道区承受一应力, 且该应变磊晶矽层包含一种具有高介电常数的材 质。 2.如申请专利范围第1项所述之电晶体,其中该电晶 体包含一金氧半电晶体。 3.如申请专利范围第2项所述之电晶体,其中该应力 包含一挤压应力。 4.如申请专利范围第3项所述之电晶体,其中该金氧 半电晶体包含一P型金氧半电晶体。 5.如申请专利范围第2项所述之电晶体,其中该应力 包含一拉伸应力。 6.如申请专利范围第5项所述之电晶体,其中该金氧 半电晶体包含一N型金氧半电晶体。 7.如申请专利范围第1项所述之电晶体,其中该应变 磊晶矽层材质之晶格常数大于该基板之晶格常数 。 8.如申请专利范围第1项所述之电晶体,其中该应变 磊晶矽层材质之晶格常数小于该基板之晶格常数 。 9.如申请专利范围第1项所述之电晶体,其中该材质 包含一矽、锗、锗化矽或绝缘层上覆盖矽。 10.如申请专利范围第1项所述之电晶体,其中该应 变层之材质包含一金属氧化物。 11.如申请专利范围第10项所述之电晶体,其中该金 属氧化物包括氧化铪、氧化锆、氧化钽、氧化钛 或氧化钇。 12.如申请专利范围第1项所述之电晶体,其中该应 变层之材质包含氮化矽。 13.如申请专利范围第1项所述之电晶体,其中该应 变层之材质包含一钛酸盐类。 14.如申请专利范围第13项所述之电晶体,其中该钛 酸盐类包括钛酸锶钡或钛酸锆铅。 15.如申请专利范围第1项所述之电晶体,其中该应 变层之材质包含一单晶体。 16.如申请专利范围第1项所述之电晶体,其中该应 变层是该闸极结构的一部分。 17.如申请专利范围第16项所述之电晶体,其中该闸 极结构更包括一闸绝缘层。 18.如申请专利范围第17项所述之电晶体,其中该闸 绝缘层包含一种氧化物。 19.如申请专利范围第1项所述之电晶体,其中该应 变层是该闸极结构之一部分,作为一闸绝缘层。 20.一种制造电晶体之方法,该方法包含该些步骤: 磊晶成长一应变层于一基板之上,其中该应变层之 晶格常数系不同于该基板之晶格常数,用以使该基 板受一应力,且该应变层包含一种具有一高介电常 数的材质;以及 形成一闸极结构,系位于该基板之上,该闸极结构 下之该基板的区域,系作为该电晶体之一通道区。 21.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该电晶 体包含一金氧半电晶体。 22.如申请专利范围第21项所述之方法,其中该应力 包含一挤压应力。 23.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该金氧 半电晶体包含一P型金氧半电晶体。 24.如申请专利范围第21项所述之方法,其中该应力 包含一拉伸应力。 25.如申请专利范围第24项所述之方法,其中该金氧 半电晶体包含一N型金氧半电晶体。 26.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该应变 磊晶矽层之材质的晶格常数大于该基板的晶格常 数。 27.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该应变 磊晶矽层之之材质的晶格常数大于该基板的晶格 常数。 28.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该基板 包含一种矽、锗、锗化矽或绝缘层上覆盖矽。 29.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该应变 层之材质包含一金属氧化物。 30.如申请专利范围第29项所述之方法,其中该金属 氧化物包括氧化铪、氧化锆、氧化钽、氧化钛或 氧化钇。 31.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该应变 层之材质包含一氮化矽。 32.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该应变 层之材质包含一钛酸盐类。 33.如申请专利范围第32项所述之方法,其中该钛酸 盐类包括钛酸锶钡或钛酸锆铅。 34.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该应变 层之材质包含一单晶体。 35.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该应变 层是该闸极结构的一部分。 36.如申请专利范围第35项所述之方法,其中该闸极 结构更包括一闸绝缘层。 37.如申请专利范围第36项所述之方法,其中该闸绝 缘层包含一种氧化物。 38.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该应变 层是该闸极结构的一部分,作为一种闸绝缘层。 39.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该磊晶 成长技术是分子束磊晶沉积、原子层沉积或化学 气相沉积。 图式简单说明: 第1-4图系绘示依照本发明一较佳实施例之一种 MOSFET结构物描述的剖视图。 第5图系绘示依照本发明另一较佳实施例的一种 MOSFET的剖视图。
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