[發明專利]在薄SOI晶體管中嵌入的應變層以及其形成方法

有效

• 申請號: 200680040444.1
• 申請日: 2006-10-23
• 公開（公告）號: CN101300670A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: J·亨奇爾;A·魏;M·霍斯特曼;T·卡姆勒
• 申請（專利權）人: 先進微裝置公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/786;H01L29/04;H01L21/84;H01L27/12
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 戈泊

1.一種半導體器件，包括：

襯底(101，201)，所述的襯底具有形成于其上的第一結晶半導體層(102，202)；

絕緣埋層(103，203)，形成于所述的第一結晶半導體層(102，202)上；

第二結晶半導體層(104，204)，形成于所述的絕緣埋層(103，203)上，其中，所述的第一結晶半導體層(102，202)與所述的第二結晶半導體層(104，204)的差別為結晶取向不同；以及

第一晶體管(100，200P)，包含形成于所述的第二結晶半導體層(104，204)上方的第一柵極電極(105，205)，以及包括應變的半導體材料(112，212)的第一漏極及源極區(118，218)，所述的應變的半導體材料(112，212)包括硅與含鍺材料以及硅與含碳材料中的至少一者，且在所述的第一晶體管的溝道區內產生應變，所述的應變的半導體材料(112，212)延伸至所述的第一結晶半導體層(102，202)內。

2.如權利要求1所述的器件，其中，所述的第一結晶半導體層(102，202)與所述的第二結晶半導體層(104，204)的差別為材料組成。

3.如權利要求1所述的器件，其中，所述的應變的半導體材料(112，212)經選定以在所述的第二結晶半導體層(104，204)中產生壓縮應變，且所述的第一結晶半導體層(102，202)包括具有<110>取向的硅。

4.如權利要求1所述的器件，其中，所述的應變的半導體材料(112，212)經選定以在所述的第二結晶半導體層(104，204)中產生拉伸應變，且所述的第一結晶半導體層(102，202)包括具有<100>取向的硅。

5.如權利要求1所述的器件，其中，所述的漏極及源極區(118，218)為提高的漏極與源極區。

6.如權利要求1所述的器件，進一步包括第二晶體管(200N)，具有形成于所述的第二結晶半導體層(104，204)內未延伸至所述的第一結晶半導體層(102，202)內的第一漏極及源極區(218)。

7.如權利要求6所述的器件，其中，所述的第一晶體管(100，200P)為P型溝道晶體管(200P)而且所述的第一結晶半導體層(202)具有<110>取向，且所述的第二晶體管為N型溝道晶體管(200N)而且所述的第二結晶半導體層(204)具有<100>取向。

8.如權利要求6所述的器件，其中，所述的第一晶體管(100，200)為N型溝道晶體管而且所述的第一結晶半導體層具有<100>取向，且其中所述的第二晶體管為P型溝道晶體管而且所述的第二結晶半導體層具有<110>取向。

9.一種方法，包括：

在鄰近第一晶體管(100，200P)的第一柵極電極(105，205)處形成凹處(111，211)，所述的第一柵極電極(105，205)形成于襯底(101，201)上方，所述的襯底(101，201)包括：第一結晶半導體層(102，202)、形成于所述的第一結晶半導體層(102，202)上的絕緣埋層(103，203)、以及形成于所述的絕緣埋層(103，203)上的第二結晶半導體層(104，204)，所述的凹處(111，211)延伸至所述的第一結晶半導體層(102，202)內，其中，所述的第一結晶半導體層(102，202)與所述的第二結晶半導體層(104，204)的差別為結晶取向不同；以及

在所述的凹處(111，211)中外延生長應變的半導體材料(112，212)，所述的應變的半導體材料(112，212)被配置用來在晶體管的溝道區內產生應變，且包括硅與含鍺材料以及硅與含碳材料中的至少一者。

10.如權利要求9所述的方法，進一步包括：通過注入摻雜物種于所述應變的半導體材料(112，212)內以在所述應變的半導體材料(112，212)中形成漏極及源極區(118，218)。