[发明专利]半导体元件

说明书

一种半导体元件，包括从基材突出的半导体鳍、在半导体鳍上方的栅电极、在半导体鳍与栅电极之间的栅极绝缘层、设置在半导体鳍的相对侧面上的源极及漏极区域、在源极及漏极区域之间的区域中形成的第一应力物。第一应力物是包括于渐变深度形成的多个渐变部分的渐变的应变应力物。第一应力物经配置以产生渐变的压缩应力或渐变的拉伸应力之一。

技术领域

本揭露一般是关于一种用于形成应力物的方法、一种具有应力物的半导体、以及其形成方法，特别是关于一种使用牺牲层通过离子束直接形成纳米应力物的方法、一种具有通过离子束形成的纳米应力物的半导体、以及其形成方法。

背景技术

在半导体元件中，已经应用工程应变来改良电子/空穴迁移率。

用于在半导体材料内部形成应力物的现代方法通常需要离子植入遮罩，这进一步需要光微影制程，用以控制待形成的应力物的横向位置。在此方法中，因为应力物通过相同植入同时形成，独立地单独控制应力物(包括其相对位置、深度、大小、及掺杂浓度)是不可实现的。目前通过改变用以形成应变器的离子束的加速电压来进行应力物距表面(例如，基材的顶表面)的深度的控制。改变离子束的加速电压的问题是产出量可由于机械稳定时间而延迟。

发明内容

根据本揭露的一些态样，在一或多个应力物经植入晶体管中的情形中，晶体管的通道区域可通过压缩应力或拉伸应力偏置，并且由此，可改良电子迁移率或空穴迁移率。晶体管可因此在相对较低的功率消耗的情况下于相对高的频率操作。根据本揭露的一些态样，一种半导体元件包括从基材突出的半导体鳍。半导体元件进一步包括设置在半导体鳍上方的栅电极。栅极绝缘层经设置在半导体鳍与栅电极之间。源极及漏极区域经设置在半导体鳍的相对侧面上，并且第一应力物在基材在源极与漏极区域之间的区域中或在半导体鳍在源极与漏极区域之间的区域中形成。第一应力物是包括于渐变的深度形成的多个渐变的部分的渐变的应变应力物，并且第一应力物经配置以产生渐变的压缩应力或渐变的拉伸应力之一。

附图说明

当结合随附附图阅读时，自以下详细描述将很好地理解本揭露的态样。应注意，根据工业中的标准实务，各特征并非按比例绘制。事实上，出于论述清晰的目的，可任意增加或减小各特征的尺寸。

图1是根据本揭露的实施方式的应变的通道晶体管的示意性横截面图；

图2是根据本揭露的实施方式的应变的通道晶体管的示意性横截面图；

图3A、图3B及图3C是根据本揭露的实施方式的于基材中至所关注区域中的所要深度处植入掺杂剂或杂质的概念图；

图4是通过根据本揭露的实施方式的方法制造的应力物的结构以及例示性结构的尺寸；

图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F、图5G、图5H、图5I及图5J是根据本揭露的实施方式的示出用于制造图1所示的应变的通道晶体管的制程流的制程阶段；

图6A、图6B、图6C、图6D、图6E及图6F是根据本揭露的实施方式的示出用于制造图2所示的应变的通道晶体管的制程流的制程阶段；

图7A、图7B、图7C、图7D、图7E及图7F是根据本揭露的实施方式的示出用于制造多个半导体纳米线(NW)的制程流的制程阶段；

图8A是在具有嵌入其中的氦应力物的硅(111)基材上形成的砷化铟纳米线的穿透式电子显微镜(TEM)影像；

图8B是图8A的区域R1的穿透式电子显微镜(TEM)影像及绕射影像；以及

图8C是图8A的区域R2的穿透式电子显微镜(TEM)影像及绕射影像。

具体实施方式