[發(fā)明專利]具有背側(cè)應(yīng)變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的絕緣體上覆半導(dǎo)體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580061764.4
• 申請(qǐng)日: 2015-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107112329B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·A·尼高;S·B·莫林;M·A·斯塔博;M·奧班
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/12
• 分類號(hào): H01L27/12;H01L21/84
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 楊麗;李小芳

1.一種絕緣體上覆半導(dǎo)體(SOI)結(jié)構(gòu)，包括：

經(jīng)圖案化層，形成在SOI結(jié)構(gòu)的絕緣材料中，所述經(jīng)圖案化層包括挖出區(qū)域和圖案區(qū)域；

應(yīng)變層，位于所述經(jīng)圖案化層之下以及所述挖出區(qū)域中以及所述圖案區(qū)域上；

有源層，位于所述應(yīng)變層和所述經(jīng)圖案化層之上；

場(chǎng)效應(yīng)晶體管，形成在所述有源層中，其中所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括源極、漏極和溝道；以及

操作柄層，位于所述有源層之上；

其中所述溝道完全位于所述圖案區(qū)域的橫向范圍內(nèi)；

其中所述源極和所述漏極各自僅部分地位于所述圖案區(qū)域的橫向范圍內(nèi)，其中所述圖案化層延伸超過(guò)所述溝道長(zhǎng)度的距離被設(shè)置為非零；以及

其中所述應(yīng)變層更改所述溝道的載流子遷移率。

2.如權(quán)利要求1所述的絕緣體上覆半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

所述經(jīng)圖案化層具有等于所述挖出區(qū)域的深度的高度；所述應(yīng)變層具有與所述經(jīng)圖案化層相接觸的前表面、以及背表面；

所述應(yīng)變層具有等于所述背表面與所述前表面之間的距離的厚度；以及

所述經(jīng)圖案化層的高度與所述應(yīng)變層的厚度之比在0.75到1.5的范圍內(nèi)。

3.如權(quán)利要求2所述的絕緣體上覆半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)一步包括：

所述絕緣體上覆半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的與所述經(jīng)圖案化層和所述有源層兩者相接觸的埋藏絕緣體；

其中所述埋藏絕緣體的厚度小于1微米；以及

其中所述經(jīng)圖案化層被形成在所述埋藏絕緣體上。

4.如權(quán)利要求1所述的絕緣體上覆半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)一步包括：

所述挖出區(qū)域的從所述源極以下橫向延伸超過(guò)所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的周界的一部分；

其中所述挖出區(qū)域的該部分在遠(yuǎn)離所述溝道的方向上的橫向尺寸大于所述溝道的長(zhǎng)度達(dá)10倍因子。

5.如權(quán)利要求4所述的絕緣體上覆半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的溝道的長(zhǎng)度小于1微米；以及

所述挖出區(qū)域的該部分的橫向尺寸大于10微米。

6.如權(quán)利要求1所述的絕緣體上覆半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)一步包括：

所述絕緣體上覆半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的埋藏絕緣體，其中所述埋藏絕緣體是所述經(jīng)圖案化層。

7.如權(quán)利要求6所述的絕緣體上覆半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)一步包括：

形成在所述應(yīng)變層的背側(cè)上的對(duì)抗應(yīng)變層；

其中所述對(duì)抗應(yīng)變層對(duì)所述有源層施加與所述應(yīng)變層相比相反的應(yīng)力。

8.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：

有源層，接合到操作柄層，其中所述操作柄層在所述有源層的第一側(cè)上；

由絕緣材料組成的經(jīng)圖案化層，在所述有源層的第二側(cè)上，其中所述經(jīng)圖案化層包括挖出區(qū)域和圖案區(qū)域；以及

應(yīng)變層，位于所述圖案區(qū)域上以及所述挖出區(qū)域中，其中所述應(yīng)變層在所述有源層中的器件上展現(xiàn)應(yīng)變；

其中所述器件是具有源極、漏極和溝道的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述溝道在所述源極和所述漏極之間；以及

其中所述圖案區(qū)域在橫向上至少完全涵蓋所述溝道并且僅部分涵蓋所述源極和所述漏極，其中所述圖案化層延伸超過(guò)所述溝道長(zhǎng)度的距離被設(shè)置為非零。

9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

所述經(jīng)圖案化層具有等于所述挖出區(qū)域的深度的高度；

所述應(yīng)變層具有與所述經(jīng)圖案化層相接觸的前表面、以及背表面；所述應(yīng)變層具有等于所述背表面與所述前表面之間的距離的厚度；以及

所述經(jīng)圖案化層的高度與所述應(yīng)變層的厚度之比在0.75到1.5的范圍內(nèi)。

10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述比為1。