发明名称 具有应变增进迁移率之整块非平面电晶体及其制造方法
摘要 一种具有应变增进迁移率之整块三闸极电晶体及其制造方法。本发明系一种具有应变增进迁移率之非平面电晶体及其制造方法。电晶体具有一形成于一半导体基底上之半导体本体,其中半导体本体具有一顶部表面及横向相对的侧壁。一半导体盖层被形成于半导体本体之顶部表面上及侧壁上。一闸极介电层被形成于一半导体本体之顶部表面上的半导体盖层上以及被形成于半导体本体之侧壁上的盖层上。一具有一对横向相对侧壁之闸极电极被形成于闸极介电层上及其周围。一对源极/汲极区被形成于闸极电极之相对侧上的半导体本体中。
申请公布号 TWI269358 申请公布日期 2006.12.21
申请号 TW094110070 申请日期 2005.03.30
申请人 英特尔股份有限公司 发明人 尼克 林德;史蒂芬 赛亚
分类号 H01L21/02(2006.01) 主分类号 H01L21/02(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种半导体装置,包含:一半导体基底上之一半导体本体,该半导体本体具有一顶部表面及横向相对的侧壁;一半导体盖层,其系形成于该半导体本体之顶部表面上及侧壁上;一闸极介电层,其系形成于该半导体本体之该顶部表面上及该侧壁上的该半导体盖层上;一闸极电极,其具有一对形成于该闸极介电层上及其周围之横向相对的侧壁;及一对源极/汲极区,其系形成于该闸极电极之相对侧上的该半导体本体中。2.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该半导体盖层具有一拉伸应力。3.如申请专利范围第2项之半导体装置,其中该半导体盖层具有较大的拉伸应力于该半导体本体之侧壁上,相较于该半导体本体之顶部表面上的拉伸应力。4.如申请专利范围第2项之半导体装置,其中该源极/汲极区为n型导电性。5.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该半导体基底为一矽基底,其中该半导体本体为一矽锗合金及其中该半导体盖层为一矽膜。6.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该半导体盖层具有一压缩应力。7.如申请专利范围第6项之半导体装置,其中该半导体盖层具有较该半导体本体之顶部表面上更大的压缩应力于侧壁上。8.如申请专利范围第6项之半导体装置,其中该半导体基底为一单晶矽基底,其中该半导体本体包含一矽碳合金及其中该半导体盖层为一矽膜。9.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该半导体基底为一矽基底,其中该半导体本体为一矽本体,及其中该半导体盖层为一矽盖层。10.一种半导体装置,包含:一形成于单晶矽基底上之矽锗本体,该矽锗本体具有一顶部表面及一对横向相对的侧壁;一矽膜,其系形成于该矽锗本体之该顶部表面上及该侧壁上;一闸极介电层,其系形成于该半导体本体之该顶部表面上及该半导体本体之该侧壁上的该矽膜上;一闸极电极,其具有一对形成于该闸极介电层上及其周围之横向相对的侧壁;及一对源极/汲极区,其系形成于该闸极电极之相对侧上的该半导体本体中。11.如申请专利范围第10项之半导体装置,其中该矽膜被形成为在该半导体本体之顶部表面上比在该半导体本体之侧壁上更厚。12.如申请专利范围第10项之半导体装置,其中该矽膜具有介于50-300埃之厚度。13.如申请专利范围第10项之半导体装置,其中该矽锗合金包含介于5-40%的锗。14.如申请专利范围第13项之半导体装置,其中该矽锗合金包含约15-25%的锗。15.如申请专利范围第10项之半导体装置,其中该源极/汲极区为n型导电性。16.一种半导体装置,包含:一形成于单晶矽基底上之矽碳合金,该矽碳合金具有一顶部表面及一对横向相对的侧壁;一矽膜,其系形成于该矽碳合金本体之该顶部表面上及该侧壁上;一闸极介电层,其系形成于该矽碳合金本体之该顶部表面上及该矽碳合金本体之该侧壁上的该矽膜上;一闸极电极,其具有一对形成于该闸极介电层上及其周围之横向相对的侧壁;及一对源极/汲极区,其系形成于该闸极电极之相对侧上的该半导体本体中。17.如申请专利范围第16项之半导体装置,其中该矽膜被形成至50-300埃之厚度。18.如申请专利范围第17项之半导体装置,其中该矽膜具有介于50-300埃之厚度。19.如申请专利范围第16项之半导体装置,其中该源极/汲极区为p型导电性。20.一种形成半导体装置之方法,包含:形成一对绝缘区于一半导体基底中,该对绝缘区系界定介于其间之该半导体基底中的主动基底区,该绝缘区延伸于该基底之上;形成一半导体膜于该对绝缘区之间的该半导体基底之该主动区上;蚀刻回该绝缘区以从该半导体膜形成一半导体本体,其中该半导体本体具有一顶部表面及一对横向相对的侧壁;形成一半导体盖层于该半导体本体之该顶部表面上及该侧壁上;形成一闸极介电层于该半导体本体之该侧壁及该顶部表面上所形成的该盖层上;形成一闸极电极,其具有一对于该闸极介电层上及其周围之横向相对的侧壁;及形成一对源极/汲极区于该闸极电极之相对侧上的该半导体本体中。21.如申请专利范围第20项之方法,其中该半导体膜被选择性地生长自该半导体基底之该主动区。22.如申请专利范围第20项之方法,其中该盖层被选择性地生长自该半导体本体。23.如申请专利范围第20项之方法,其中该绝缘区系以一湿式蚀刻剂而被蚀刻回。24.如申请专利范围第20项之方法,其中该半导体盖层具有一拉伸应力。25.如申请专利范围第24项之方法,其中该半导体盖层具有较大的拉伸应力于该半导体本体之侧壁上,相较于该半导体本体之顶部表面上的拉伸应力。26.如申请专利范围第24项之方法,其中该源极/汲极区为n型导电性。27.如申请专利范围第20项之方法,其中该半导体基底为一矽基底,其中该半导体本体为一矽锗合金及其中该半导体盖层为矽。28.如申请专利范围第20项之方法,其中该半导体盖层具有一压缩应力。29.如申请专利范围第28项之方法,其中该半导体盖层具有较该半导体本体之顶部表面上更大的压缩应力于侧壁上。30.如申请专利范围第28项之方法,其中该半导体基底为一单晶矽基底,其中该半导体本体包含一矽碳合金及其中该半导体盖层为一磊晶矽。31.如申请专利范围第28项之方法,其中该源极/汲极区为p型导电性。32.一种形成半导体装置之方法,包含:形成一对分离的绝缘区于一半导体基底中,该分离的绝缘区系界定该基底中之一主动基底区,其中该绝缘区延伸于该主动基底区之上;形成一半导体膜于该绝缘区之间的该基底之该主动区上;形成一第一盖层于该绝缘区之间的该半导体膜之该顶部表面上;蚀刻回该绝缘区以形成一半导体本体,该半导体本体具有该第一盖层之一顶部表面及一对横向相对的侧壁;形成一第二盖层于该半导体本体之该顶部表面上及该半导体本体之该侧壁上;形成一闸极介电层于该半导体本体上之该第一盖层上的该第二盖层上及该半导体本体之该侧壁上的该第二盖层上;形成一闸极电极,其具有一对于该闸极介电层上及其周围之横向相对的侧壁;及形成一对源极/汲极区于该闸极电极之相对侧上的该半导体本体中。33.如申请专利范围第32项之方法,其中该第一及第二盖层为磊晶矽,其中该半导体本体为一矽锗合金,及其中该半导体基底为一单晶矽基。34.如申请专利范围第32项之方法,其中该第一及第二盖层为磊晶矽,其中该半导体本体为一矽碳合金,及其中该半导体基底为一单晶矽基。35.如申请专利范围第32项之方法,其中该第一及第二半导体盖层具有一拉伸应力。36.如申请专利范围第32项之方法,其中该第一及第二半导体盖层具有一压缩应力。37.如申请专利范围第32项之方法,其中该半导体膜具有与该半导体基底不同的晶格结构,以致其该半导体膜具有一应力形成于其中。38.一种形成半导体装置之方法,包含:形成一第一半导体本体及一第二半导体本体于一基底上,该第一及该第二半导体本体各具有一顶部表面及一对横向相对的侧壁,该第一半导体本体与该第二半导体本体系分离以一段距离;形成一半导体盖层于该第一及第二半导体本体之该侧壁上及该顶部表面上;形成一闸极介电层于该第一及第二半导体本体之该顶部表面上及该侧壁上;及形成一闸极电极于该第一及第二半导体本体之该顶部表面上,且系邻近于该第一及第二半导体本体之该侧壁上的该闸极介电层。39.如申请专利范围第38项之方法,其中该半导体本体系利用一光微影制程而被界定,及其中分离该第一与第二本体之距离系该光微影制程所能达成之最小尺寸。40.如申请专利范围第39项之方法,其中该第一及第二半导体本体具有一等于该光微影制程所能够界定之最小尺寸的宽度。41.如申请专利范围第38项之方法,其中该半导体本体为一磊晶矽膜及其中该半导体盖层为一磊晶矽膜。42.如申请专利范围第38项之方法,其中该半导体本体为一磊晶矽锗合金膜及其中该半导体盖层为一磊晶矽膜。图式简单说明:图1A显示一标准三闸极电晶体之上方视图。图1B显示一标准三闸极电晶体之横断面视图。图2系一具有应变感应迁移率之整块三闸极电晶体的图示,依据本发明之一实施例。图3A-3I显示一种形成一具有应变增进迁移率之整块三闸极电晶体的方法,依据本发明之一实施例。图4A-4C显示一种形成一具有应变增进迁移率之整块三闸极电晶体的方法,依据本发明之一实施例。图5显示一整块矽之晶格、一应变的矽锗半导体本体及一应变的矽盖层。
地址 美国