[發明專利]具有自對準損傷層的器件結構以及該器件結構的形成方法

有效

• 申請號: 200910160144.2
• 申請日: 2009-07-24
• 公開（公告）號: CN101635312A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 伊桑·H·坎農;陳奮
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/32;H01L29/06;H01L29/08;H01L27/092;H01L21/336;H01L21/265;H01L21/324;H01L21/266;H01L21/8238
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 邱 軍

1.一種在具有頂表面的半導體材料的襯底中形成的器件結構，所述器 件結構包括：

在所述襯底的半導體材料中界定的第一導電類型的第一摻雜區；

在所述襯底的半導體材料中界定的第一導電類型的第二摻雜區；

橫向設置于在所述第一摻雜區和第二摻雜區之間并在所述第一摻雜區 和所述第二摻雜區下面連續橫向延伸的所述襯底的半導體材料中的第三摻 雜區，所述第三摻雜區的半導體材料具有與所述第一導電類型相反的第二導 電類型；

所述襯底的頂表面上的柵極結構，所述柵極結構具有與所述第三摻雜區 垂直堆疊的關系；

所述襯底的第一摻雜區和第二摻雜區內的第一晶體損傷層，所述第一晶 體損傷層包括被所述襯底的半導體材料所包圍的第一多個空腔；和

所述襯底的第三摻雜區內的第三晶體損傷層，所述第三晶體損傷層包括 被所述襯底的半導體材料所包圍的第三多個空腔，

其中至少部分所述第一摻雜區垂直設置于所述第一晶體損傷層和所述 襯底的頂表面之間，并且所述第一晶體損傷層不在所述柵極結構下面橫向延 伸顯著的距離；

至少部分所述第三摻雜區垂直設置于所述第三晶體損傷層和所述第一 摻雜區的界面的水平邊之間，并且所述第三晶體損傷層不在所述柵極結構下 面橫向延伸顯著的距離。

2.根據權利要求1的器件結構，其中至少一部分所述第一多個空腔包 含惰性氣體原子。

3.根據權利要求1的器件結構，其中所述第二導電類型是p型導電類 型，使得在所述第三摻雜區中的半導體材料具有p型導電類型，并且所述第 一晶體損傷層對于傳遞壓應力至所述第三摻雜區是有效的。

4.根據權利要求1的器件結構，其中所述第三摻雜區與所述第一摻雜 區并置，以便沿界面交叉所述第一摻雜區，并且所述第一晶體損傷層終止于 與所述界面的垂直部分具有近似垂直對準關系的端部。

5.根據權利要求1的器件結構，其中所述第一摻雜區是場效應晶體管 的漏極，所述第二摻雜區是所述場效應晶體管的源極，并且所述柵極結構包 括柵極和將柵極與所述襯底的頂表面分離的柵極電介質層。

6.根據權利要求1的器件結構，其中所述第一晶體損傷層設置于包含 在所述第一摻雜區的邊界內的深度，并且還包括：

所述襯底的半導體材料內的第二晶體損傷層，所述第二晶體損傷層包括 被所述襯底的半導體材料所包圍的第二多個空腔，并且所述第一摻雜區被垂 直設置于所述第二晶體損傷層和所述頂表面之間。

7.根據權利要求6的器件結構，其中所述第二晶體損傷層不在所述柵 極結構下面橫向延伸顯著的距離。

8.根據權利要求1的器件結構，其中所述第一摻雜區垂直設置于所述 第一晶體損傷層和所述頂表面之間。

9.根據權利要求1的器件結構，還包括：

所述襯底的半導體材料內的第二晶體損傷層，所述第二晶體損傷層包括 被所述襯底的半導體材料所包圍的第二多個空腔，

其中至少部分所述第二摻雜區垂直設置于所述第二晶體損傷層和所述 襯底的頂表面之間。

10.根據權利要求9的器件結構，其中所述第二晶體損傷層通過部分所 述第三摻雜區與所述第一晶體損傷層分離，使得所述第一和第二晶體損傷層 是不連續的。

11.根據權利要求9的器件結構，其中所述第二晶體損傷層不在所述柵 極結構下面橫向延伸顯著的距離。

12.根據權利要求1的器件結構，其中所述第一晶體損傷層包含對于收 集由穿過所述襯底的離子化輻射所產生的電荷載流子有效的復合中心，并且 由此避免所述電荷載流子輸運至所述第一摻雜區。

13.根據權利要求1的器件結構，其中所述柵極結構包括第一側壁，并 且所述第一晶體損傷層在與所述柵極結構的第一側壁近似垂直對準設置的 端部終止。