公开(公告)号：WO2011133339A3

公开(公告)日：2012-03-08

申请号：PCT/US2011031693

申请日：2011-04-08

Applicant: IBM ,  CHAN KEVIN K ,  DUBE ABHISHEK ,  HOLT JUDSON R ,  LI JINGHONG ,  NEWBURY JOSEPH S ,  ONTALUS VIOREL ,  PARK DAE-GYU ,  ZHU ZHENGMAO

Inventor： CHAN KEVIN K ,  DUBE ABHISHEK ,  HOLT JUDSON R ,  LI JINGHONG ,  NEWBURY JOSEPH S ,  ONTALUS VIOREL ,  PARK DAE-GYU ,  ZHU ZHENGMAO

IPC: H01L29/78 ,  H01L21/336 ,  H01L21/8228 ,  H01L27/092

CPC classification number: H01L29/7848 ,  H01L21/823807 ,  H01L21/823814 ,  H01L29/165 ,  H01L29/6656 ,  H01L29/66636 ,  H01L29/7834

Abstract: Semiconductor structures are disclosed that have embedded stressor elements therein. The disclosed structures include an FET gate stack 18 located on an upper surface of a semiconductor substrate 12. The FET gate stack includes source and drain extension regions 28 located within the semiconductor substrate at a footprint of the FET gate stack. A device channel 40 is also present between the source and drain extension regions and beneath the gate stack. The structure further includes embedded stressor elements 34 located on opposite sides of the FET gate stack and within the semiconductor substrate. Each of the embedded stressor elements includes a lower layer of a first epitaxy 36 doped semiconductor material having a lattice constant that is different from a lattice constant of the semiconductor substrate and imparts a strain in the device channel, and an upper layer of a second epitaxy 38 doped semiconductor material located atop the lower layer. The lower layer of the first epitaxy doped semiconductor material has a lower content of dopant as compared to the upper layer of the second epitaxy doped semiconductor material. The structure further includes a monolayer of dopant located within the upper layer of each of the embedded stressor elements. The monolayer of dopant is in direct contact with an edge of either the source extension region or the drain extension region.

Abstract translation: 公开了在其中具有嵌入的应力元件的半导体结构。 所公开的结构包括位于半导体衬底12的上表面上的FET栅极堆叠18. FET栅极堆叠包括在FET栅极堆叠的覆盖区处位于半导体衬底内的源极和漏极延伸区域28。 器件沟道40也存在于源极延伸区域和漏极延伸区域之间以及栅极堆叠层下方。 该结构还包括位于FET栅极堆叠的相对侧并且位于半导体衬底内的嵌入式应力元件34。 每个嵌入的应力元件包括第一外延36掺杂半导体材料的下层，其具有不同于半导体衬底的晶格常数的晶格常数并且在器件沟道中施加应变，并且第二外延的上层 38掺杂的半导体材料位于下层的顶部。 与第二外延掺杂半导体材料的上层相比，第一外延掺杂半导体材料的下层具有较低的掺杂剂含量。 该结构还包括位于每个嵌入的应力元件的上层内的掺杂剂单层。 掺杂剂的单层与源极延伸区域或漏极延伸区域的边缘直接接触。

公开(公告)号：DE112011101433T5

公开(公告)日：2013-03-28

申请号：DE112011101433

申请日：2011-04-08

Applicant: IBM

Inventor： CHAN KEVIN K ,  DUBE ABHISHEK ,  HOLT JUDSON R ,  LI JINGHONG ,  NEWBURY JOSEPH S ,  ONTALUS VIOREL ,  PARK DAE-GYU ,  ZHU ZHENGMAO

IPC: H01L29/78 ,  H01L21/336 ,  H01L21/8228 ,  H01L27/092

Abstract: Es werden Halbleiterstrukturen mit eingebetteten Stressorelementen offenbart. Die offenbarten Strukturen umfassen einen FET-Gate-Stapel 18, der sich auf einer oberen Oberfläche eines Halbleitersubstrats 12 befindet. Der FET-Gate-Stapel umfasst den Source- und den Drain-Erweiterungsbereich 28, die sich in dem Halbleitersubstrat an einer Auflagefläche des FET-Gate-Stapels befinden. Zwischen dem Source- und dem Drain-Erweiterungsbereich und unterhalb des Gate-Stapels ist außerdem ein Bauelementkanal 40 vorhanden. Die Struktur umfasst weiter eingebettete Stressorelemente 34, die sich auf entgegengesetzten Seiten des FET-Gate-Stapels und in dem Halbleitersubstrat befinden. Jedes der eingebetteten Stressorelemente enthält eine untere Schicht eines ersten dotierten Epitaxie-Halbleitermaterials 36 mit einer Gitterkonstante, die sich von einer Gitterkonstante des Halbleitersubstrats unterscheidet und eine Verspannung in den Bauelementkanal überträgt, und eine obere Schicht eines zweiten dotierten Epitaxie-Halbleitermaterials 38, die sich auf der unteren Schicht befindet. Die untere Schicht des ersten dotierten Epitaxie-Halbleitermaterials weist im Vergleich mit der oberen Schicht des zweiten dotierten Epitaxie-Halbleitermaterials einen geringeren Dotierstoffgehalt auf. Die Struktur umfasst weiter eine Dotierstoff-Monoschicht, die sich in der oberen Schicht jedes der eingebetteten Stressorelemente befindet. Die Dotierstoff-Monoschicht steht mit einem Rand entweder des Source-Erweiterungsbereichs oder des Drain-Erweiterungsbereichs in direktem Kontakt.