[發明專利]半導體器件

有效

• 申請號: 200810212466.2
• 申請日: 2008-08-29
• 公開（公告）號: CN101383348A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 尹海洲;K·L·薩恩格;宋均鏞;修凱
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L29/78
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 屠長存

1.一種半導體結構，包括：

襯底，其包含具有(110)表面取向的第一硅層；

p型場效應晶體管，其位于所述第一硅層上且包含p型場效應晶體管源極區域與p型場效應晶體管漏極區域之間的p型場效應晶體管溝道，其中所述p型場效應晶體管溝道中的電流方向與所述第一硅層中的平面內[1?10]晶向之間的方位角是從25°到55°；

位于所述p型場效應晶體管溝道上方的p型場效應晶體管柵極線；

壓縮應力襯墊，其位于所述p型場效應晶體管柵極線、p型場效應晶體管源極區域、和p型場效應晶體管漏極區域上，其中所述壓縮應力襯墊產生所述p型場效應晶體管溝道內的壓縮的縱向應變；

具有(001)表面取向的第二硅層；

n型場效應晶體管，其位于所述第二硅層上且包含n型場效應晶體管溝道、n型場效應晶體管源極區域、和n型場效應晶體管漏極區域；

位于所述n型場效應晶體管溝道上方的n型場效應晶體管柵極線；以及

拉伸應力襯墊，其位于所述n型場效應晶體管柵極線、所述n型場效應晶體管源極區域、和所述n型場效應晶體管漏極區域上，其中所述拉伸應力襯墊產生所述n型場效應晶體管溝道內的拉伸縱向應變和所述p型場效應晶體管溝道內的二級拉伸橫向應力。

2.權利要求1的半導體結構，其中所述p型場效應晶體管柵極線和所述n型場效應晶體管柵極線具有相同的長度方向。

3.權利要求2的半導體結構，其中所述n型場效應晶體管柵極線與所述第二硅層中平面內[110]晶向對準。

4.權利要求1的半導體結構，其中所述方位角是在從25°到所述[110]晶向與所述第一硅層中平面內[111]晶向之間的角度的范圍內。

5.權利要求1的半導體結構，其中所述方位角是在從所述[110]晶向與平面內[111]晶向之間的角度到55°的范圍內。

6.權利要求5的半導體結構，其中所述p型場效應晶體管溝道中的所述電流方向沿著[11]晶向并且所述方位角是45°。

7.權利要求1的半導體結構，其中所述襯底是包含體部分和絕緣體上半導體部分的混合取向襯底。

8.權利要求7的半導體結構，其中所述體部分包含所述第一硅層且所述絕緣體上半導體部分包含所述第二硅層。

9.權利要求7的半導體結構，其中所述體部分包含所述第二硅層且所述絕緣體上半導體部分包含所述第一硅層。

10.權利要求1的半導體結構，其中所述襯底是包含體部分和直接硅鍵合部分的混合取向襯底。

11.權利要求1的半導體結構，進一步包括所述拉伸應力襯墊與所述壓縮應力襯墊之間的邊界，所述邊界與所述p型場效應晶體管源極區域和所述p型場效應晶體管漏極區域的邊緣橫向隔開小于0.3μm，并且與沿著所述p型場效應晶體管柵極線的長度方向的中心線縱向隔開至少0.3μm。

12.權利要求1的半導體結構，進一步包括：

至少另一個n型場效應晶體管，其位于所述第二硅層上并且包含至少另一個n型場效應晶體管溝道、至少另一個n型場效應晶體管源極區域、和至少另一個n型場效應晶體管漏極區域；

位于所述至少另一個n型場效應晶體管溝道中的每一個上方的至少另一個n型場效應晶體管柵極線，其中所述拉伸應力襯墊位于所述至少另一個n型場效應晶體管柵極線、所述至少另一個n型場效應晶體管源極區域、和所述至少另一個n型場效應晶體管漏極區域之上，并且其中所述拉伸應力襯墊在所述至少另一個n型場效應晶體管溝道中的每一個內產生拉伸縱向應變。