專利名稱：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，特別涉及受應(yīng)變的半導(dǎo)體元件。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體是一種導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與非導(dǎo)體之間的材料，而所謂半導(dǎo)體元件就是以半導(dǎo)體材料所特有的特性所制造出來的電子元件，因?yàn)榘雽?dǎo)體元件屬于固態(tài)元件(Solid State Device)，其體積可以縮小到很小的尺寸。近來，稱為金屬氧化半導(dǎo)體(Metal-Oxide-Semiconductor；MOS)的晶體管，因?yàn)榫哂泻碾娏可俨⑶疫m合高集成度等優(yōu)點(diǎn)，在半導(dǎo)體元件中具有廣泛的應(yīng)用。MOS晶體管的基本結(jié)構(gòu)除了具備由金屬層、氧化層與半導(dǎo)體層所構(gòu)成的電容器外，還包含兩個(gè)位于MOS電容器兩旁，其電性與硅基材相反的半導(dǎo)體區(qū)源極(Source)與漏極(Drain)。
MOS可分為n型金屬氧化半導(dǎo)體(NMOS)和p型金屬氧化半導(dǎo)體(PMOS)，其中NMOS以電子來傳輸，PMOS以空穴來傳輸，由于電子在電場(chǎng)下的遷移率比空穴高，所以在同樣的設(shè)計(jì)下，NMOS元件的速度將比PMOS的速度快，因此為了提高元件的操作速度，早期的MOS元件都是以NMOS晶體管為主來設(shè)計(jì)。
由于半導(dǎo)體元件尺寸的不斷縮微(Scaled Down)，使得超大規(guī)模集成電路的速度持續(xù)地提升。然而，當(dāng)進(jìn)入次微米世代，半導(dǎo)體元件的縮微由于不同的物理及技術(shù)上限制而變得困難重重。此外，在CMOS電路中，由于空穴遷移率(Hole Mobility)小于電子的遷移率，為了讓CMOS中的PMOS及NMOS的電流驅(qū)動(dòng)能夠匹配，因此通常將PMOS的面積設(shè)計(jì)成NMOS的2～3倍。然而，這樣的設(shè)計(jì)使的元件的整合及速度都受到影響。因此，為了要進(jìn)一步改善集成電路的速度，就必須提出新的元件結(jié)構(gòu)或使用新的材料。

發(fā)明內(nèi)容
為了制造高速度的次微米CMOS元件，因此，本實(shí)用新型的目的為提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，利用具壓縮應(yīng)力與伸張應(yīng)力的半導(dǎo)體材料層的搭配，可應(yīng)用于一般基材或絕緣層上硅晶基材中，借以調(diào)整通道應(yīng)力。
根據(jù)以上所述的目的，本實(shí)用新型的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可包括第一半導(dǎo)體材料層，以及堆棧于第一半導(dǎo)體材料層上的與第一半導(dǎo)體材料層具不同應(yīng)力的第二半導(dǎo)體材料層。此第一半導(dǎo)體材料層與第二半導(dǎo)體材料層分別具有不同晶格常數(shù)，因此會(huì)在第一半導(dǎo)體材料層壓縮且第二半導(dǎo)體材料層伸張或者第一半導(dǎo)體材料層伸張且第二半導(dǎo)體材料層壓縮的情況下，借以互相牽制而調(diào)整應(yīng)力。上述半導(dǎo)體可應(yīng)用于一般無絕緣層的基材或者絕緣層上硅晶基材。
將本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)應(yīng)用在電子元件中，由于可調(diào)整通道應(yīng)力以改善載子遷移率，從而提升現(xiàn)有集成電路技術(shù)。
附圖簡要說明
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
附圖中，

圖1為本實(shí)用新型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于絕緣層上硅基材的剖面示意圖；圖2為本實(shí)用新型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)一實(shí)施例剖面圖；圖3為本實(shí)用新型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另一實(shí)施例剖面圖；以及圖4為本實(shí)用新型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)再一實(shí)施例剖面圖。
具體實(shí)施方式
為了制造高速度次微米CMOS元件，必須增加通道的載子遷移率(Carrier Mobility)并降低源極與漏極的寄生電容(Parasitic Capacitance)。硅材料中的載子遷移率，特別是空穴遷移率，會(huì)因?yàn)榇挝⒚證MOS元件的應(yīng)變速率(Switching Speed)的發(fā)展限制而非常低。為了克服這樣的問題，本實(shí)用新型揭露一種受應(yīng)變的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，利用具有不同應(yīng)力的半導(dǎo)體材料層間的互相影響，以進(jìn)行通道的應(yīng)力調(diào)整。
本實(shí)用新型揭露一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，利用具壓縮應(yīng)力(Compressive Stress)的半導(dǎo)體材料與伸張應(yīng)力(Tensile Stress)的半導(dǎo)體材料相互堆棧而形成一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。其中，由于一半導(dǎo)體材料具有不同應(yīng)力，兩者的晶格常數(shù)并不相同。因此，在一半導(dǎo)體材料壓縮且另一半導(dǎo)體材料伸張的情況下，互相牽制而形成張力通道(Strained-Channel)，從而可增加電子或空穴遷移率。
上述的具壓縮應(yīng)力的半導(dǎo)體材料以及具伸張應(yīng)力的半導(dǎo)體材料都可選自于合金半導(dǎo)體(Alloy Semiconductor)、元素半導(dǎo)體(Element Semiconductor)或是化合物半導(dǎo)體(Compound Semiconductor)材料。一般合金半導(dǎo)體材料例如有鍺化硅(SiGe)、碳鍺硅(SiGeC)或碳化硅(SiC)等；元素半導(dǎo)體材料則有硅和鍺等等；而化合物半導(dǎo)體則例如有砷化鎵(GaAs)、砷鋁化鎵(GaAlAs)或磷化銦(InP)等分別由III V族或II VI族化合物所構(gòu)成的半導(dǎo)體材料等。上述材料可互相搭配利用，本實(shí)用新型不限于此。
本實(shí)用新型的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可先利用具壓縮應(yīng)力或具伸張應(yīng)力的半導(dǎo)體材料為基材，再將另一具相反應(yīng)力的半導(dǎo)體材料沉積于其上?；蛘?，可在一般基材或絕緣層上硅基材(Silicon-On-Insulator；SOI)結(jié)構(gòu)上，形成本實(shí)用新型的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型不限于此。
圖1為本實(shí)用新型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于絕緣層上硅基材結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，絕緣層上硅基材一般由硅基材100以及絕緣層102所構(gòu)成，并且在絕緣層上具有含硅薄膜層(未繪示)。但是，本實(shí)用新型在此利用第一半導(dǎo)體材料層106以及位于第一半導(dǎo)體材料層106上的第二半導(dǎo)體材料層108，來取代一般的含硅薄膜層。其中，第一半導(dǎo)體材料層106具有壓縮應(yīng)力，而第二半導(dǎo)體材料層108具有伸張應(yīng)力，由于第一半導(dǎo)體材料層106與第二半導(dǎo)體材料層108的互相影響，從而可調(diào)整第一半導(dǎo)體材料層106與第二半導(dǎo)體材料層108中的通道應(yīng)力。
在本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中，上述絕緣層102由埋入氧化層所構(gòu)成，一般為二氧化硅材質(zhì)，而第一半導(dǎo)體材料層106由鍺化硅材料所構(gòu)成，第二半導(dǎo)體材料層108則由硅材料所構(gòu)成。并且，第一半導(dǎo)體材料層106與第二半導(dǎo)體材料層108的較佳厚度都小于400。值得注意的是，本實(shí)用新型上述材料與厚度僅為舉例，可根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品與所調(diào)整的應(yīng)力值加以改變，本實(shí)用新型不限于此。
另外，當(dāng)本實(shí)用新型的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)僅使用一般的硅基材100時(shí)，第一半導(dǎo)體材料層106則直接位于硅基材100上方，而第二半導(dǎo)體材料層108再位于第一半導(dǎo)體材料層106上。此時(shí)，第一半導(dǎo)體材料層會(huì)與一主動(dòng)區(qū)域(Active Area)(未繪示)連接，并與硅基材之間，以空氣隧道(Air Tunnel)來進(jìn)行絕緣。
不論上述本實(shí)用新型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、位于絕緣層上硅基材的結(jié)構(gòu)或位于一般硅基材的結(jié)構(gòu)，都可進(jìn)行后續(xù)制造而形成半導(dǎo)體元件。本實(shí)用新型以數(shù)個(gè)實(shí)施例來進(jìn)行說明。
在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中形成數(shù)個(gè)絕緣區(qū)域110，如圖2所示。一般來說，這些絕緣區(qū)域110可為淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)，但這些絕緣區(qū)域110位于第一半導(dǎo)體材料層106或第二半導(dǎo)體材料層108中時(shí)，可選擇讓其帶有不同的應(yīng)力，而分別導(dǎo)致這些半導(dǎo)體材料層具有更多應(yīng)力。例如，當(dāng)絕緣區(qū)域110具有伸張應(yīng)力，則會(huì)導(dǎo)致第一半導(dǎo)體材料層106具有更多的壓縮應(yīng)力；而絕緣區(qū)域110具有壓縮應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致第二半導(dǎo)體材料層108具有更多的伸張應(yīng)力。
或者在本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，還在圖2的結(jié)構(gòu)中形成電性與基材100相反的半導(dǎo)體區(qū)，源極112與漏極114，如圖3所示。并且同樣的，如上述的絕緣區(qū)域100，若源極112與漏極114具有伸張應(yīng)力，則會(huì)導(dǎo)致第一半導(dǎo)體材料層106具有更多的壓縮應(yīng)力；若源極112與漏極114具有壓縮應(yīng)力，則會(huì)導(dǎo)致第二半導(dǎo)體材料層108具有更多的伸張應(yīng)力。
而在本實(shí)用新型再一實(shí)施例中，還在圖3的結(jié)構(gòu)上形成例如為覆蓋層(Cap Layer)的沉積層116等等，如圖4所示，該沉積層116覆蓋于源極112與漏極114上，或僅覆蓋其中之一。若沉積層116具有壓縮應(yīng)力，則會(huì)導(dǎo)致第一半導(dǎo)體材料層106具有更多的壓縮應(yīng)力；若沉積層116具有伸張應(yīng)力，則會(huì)導(dǎo)致第二半導(dǎo)體材料層106具有更多的伸張應(yīng)力。
或者，如圖3所示，更可形成硅化合物(圖未示)，此硅化合物可位于源極112或漏極114上。而當(dāng)此硅化合物具有伸張應(yīng)力，則會(huì)導(dǎo)致第一半導(dǎo)體材料層106具有更多的壓縮應(yīng)力；若硅化合物具有壓縮應(yīng)力，則會(huì)導(dǎo)致第二半導(dǎo)體材料層106具有更多的伸張應(yīng)力。
值得注意的是，上述第一半導(dǎo)體材料層具有壓縮應(yīng)力，而第二半導(dǎo)體材料層108具有伸張應(yīng)力僅為舉例，在其他實(shí)施例中，也可讓第一半導(dǎo)體材料層具有伸張應(yīng)力，并在其上形成具有壓縮應(yīng)力的第二半導(dǎo)體材料層。并且，上述本實(shí)用新型的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)并非僅限于單一第一半導(dǎo)體材料層與單一第二半導(dǎo)體材料層的相互堆棧，可根據(jù)產(chǎn)品或工藝需要而以更多數(shù)量相互堆棧而成，本實(shí)用新型不限于此。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于，以具有壓縮應(yīng)力的材料與具有伸張應(yīng)力的材料的互相搭配，因此可根據(jù)需要而調(diào)節(jié)所制造的半導(dǎo)體元件的通道應(yīng)力，從而形成受應(yīng)變的通道。由于本實(shí)用新型的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可增加電子或空穴的遷移率，因此不論在NMOS或PMOS晶體管中，都可具有較現(xiàn)有半導(dǎo)體元件高的操作速度。而這些優(yōu)點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有半導(dǎo)體技術(shù)來說，實(shí)為一大進(jìn)步。
可以理解的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少包括至少一第一半導(dǎo)體材料層；以及至少一第二半導(dǎo)體材料層位于該第一半導(dǎo)體材料層上，其中該第一半導(dǎo)體材料層與該第二半導(dǎo)體材料層具有不同性質(zhì)的應(yīng)力，并且該第一半導(dǎo)體材料層與該第二半導(dǎo)體材料層相互堆棧，借以在該第一半導(dǎo)體材料層與該第二半導(dǎo)體材料層分別壓縮與伸張或伸張與壓縮的情況下，互相牽制造成應(yīng)變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第一半導(dǎo)體材料層由合金半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第一半導(dǎo)體材料層的材料選自于由鍺化硅、碳鍺化硅與碳化硅所組成的一族群。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第二半導(dǎo)體材料層由合金半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第二半導(dǎo)體材料層的材料選自于由鍺化硅、碳鍺化硅與碳化硅所組成的一族群。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第一半導(dǎo)體材料層由元素半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第一半導(dǎo)體材料層的材料選自于由硅與鍺所組成的一族群。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第二半導(dǎo)體材料層由元素半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第二半導(dǎo)體材料層的材料選自于由硅與鍺所組成的一族群。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第一半導(dǎo)體材料層由化合物半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第一半導(dǎo)體材料層的材料選自于由砷化鎵、砷鋁化鎵與磷化銦等IIIV族與IIVI族化合物所組成的一族群。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第二半導(dǎo)體材料層由化合物半導(dǎo)體所構(gòu)成，且該第二半導(dǎo)體材料層的材選自于由砷化鎵、砷鋁化鎵與磷化銦等IIIV族與IIVI族化合物所組成的一族群。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括數(shù)個(gè)絕緣區(qū)域，該絕緣區(qū)域具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的絕緣區(qū)域具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括至少一源極區(qū)域與至少一漏極區(qū)域，上述的源極區(qū)域或漏極區(qū)域具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的源極區(qū)域或漏極區(qū)域具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一沉積層位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該沉積層具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一沉積層位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該沉積層具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一硅化合物位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該硅化合物具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一硅化合物位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該硅化合物具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述至少一第一半導(dǎo)體材料層的厚度小于400。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述至少一第二半導(dǎo)體材料層的厚度小于400。
18.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少包括一基材；一絕緣層位于該基材上；至少一第一半導(dǎo)體材料層位于該絕緣層上；以及至少一第二半導(dǎo)體材料層位于該第一半導(dǎo)體材料層上，其中該第一半導(dǎo)體材料層與該第二半導(dǎo)體材料層具有不同性質(zhì)的應(yīng)力，并且該第一半導(dǎo)體材料層與該第二半導(dǎo)體材料層相互堆棧，借以在該第一半導(dǎo)體材料層與該第二半導(dǎo)體材料層分別壓縮與伸張或伸張與壓縮的情況下，互相牽制造成應(yīng)變。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第一半導(dǎo)體材料層由合金半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第一半導(dǎo)體材料層的材料選自于由鍺化硅、碳鍺化硅與碳化硅所組成的一族群。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第二半導(dǎo)體材料層由合金半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第二半導(dǎo)體材料層的材料選自于由鍺化硅、碳鍺化硅與碳化硅所組成的一族群。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第一半導(dǎo)體材料層由元素半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第一半導(dǎo)體材料層的材料選自于由硅與鍺所組成的一族群。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第二半導(dǎo)體材料層由元素半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第二半導(dǎo)體材料層的材料選自于由硅與鍺所組成的一族群。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第一半導(dǎo)體材料層由化合物半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第一半導(dǎo)體材料層的材料選自于由砷化鎵、砷鋁化鎵與磷化銦等IIIV族與IIVI族化合物所組成的一族群。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第二半導(dǎo)體材料層由化合物半導(dǎo)體所構(gòu)成，且該第二半導(dǎo)體材料層的材選自于由砷化鎵、砷鋁化鎵與磷化銦等IIIV族與IIVI族化合物所組成的一族群。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的絕緣層由一埋入氧化層所構(gòu)成。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括數(shù)個(gè)絕緣區(qū)域，該絕緣區(qū)域具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的絕緣區(qū)域具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
28.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括至少一源極區(qū)域與至少一漏極區(qū)域，上述的源極區(qū)域或漏極區(qū)域具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的源極區(qū)域或漏極區(qū)域具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一沉積層位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該沉積層具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一沉積層位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該沉積層具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一硅化合物位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該硅化合物具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一硅化合物位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該硅化合物具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
34.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述至少一第一半導(dǎo)體材料層的厚度小于400。
35.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述至少一第二半導(dǎo)體材料層的厚度小于400。
36.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少包括一基材；至少一第一半導(dǎo)體材料層，其中該第一半導(dǎo)體材料層與該基材之間以空氣隧道作為絕緣；以及至少一第二半導(dǎo)體材料層位于該第一半導(dǎo)體材料層上，其中該第一半導(dǎo)體材料層與該第二半導(dǎo)體材料層具有不同性質(zhì)的應(yīng)力，并且該第一半導(dǎo)體材料層與該第二半導(dǎo)體材料層相互堆棧，借以在該第一半導(dǎo)體材料層與該第二半導(dǎo)體材料層分別壓縮與伸張或伸張與壓縮的情況下，互相牽制造成應(yīng)變。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第一半導(dǎo)體材料層由合金半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第一半導(dǎo)體材料層的材料選自于由鍺化硅、碳鍺化硅與碳化硅所組成的一族群。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第二半導(dǎo)體材料層由合金半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第二半導(dǎo)體材料層的材料選自于由鍺化硅、碳鍺化硅與碳化硅所組成的一族群。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第一半導(dǎo)體材料層由元素半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第一半導(dǎo)體材料層的材料選自于由硅與鍺所組成的一族群。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第二半導(dǎo)體材料層由元素半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第二半導(dǎo)體材料層的材料選自于由硅與鍺所組成的一族群。
41.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第一半導(dǎo)體材料層由化合物半導(dǎo)體所構(gòu)成，并且該第一半導(dǎo)體材料層的材料選自于由砷化鎵、砷鋁化鎵與磷化銦等IIIV族與IIVI族化合物所組成的一族群。
42.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的第二半導(dǎo)體材料層由化合物半導(dǎo)體所構(gòu)成，且該第二半導(dǎo)體材料層的材選自于由砷化鎵、砷鋁化鎵與磷化銦等IIIV族與IIVI族化合物所組成的一族群。
43.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括數(shù)個(gè)絕緣區(qū)域，該絕緣區(qū)域具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的絕緣區(qū)域具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
45.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括至少一源極區(qū)域與至少一漏極區(qū)域，上述的源極區(qū)域或漏極區(qū)域具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述的源極區(qū)域或漏極區(qū)域具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一沉積層位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該沉積層具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
48.根據(jù)權(quán)利要求45所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一沉積層位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該沉積層具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
49.根據(jù)權(quán)利要求45所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一硅化合物位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該硅化合物具有伸張應(yīng)力，并導(dǎo)致該第一半導(dǎo)體材料層具有更多壓縮應(yīng)力。
50.根據(jù)權(quán)利要求45所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一硅化合物位于該源極區(qū)域或該漏極區(qū)域上，其中該硅化合物具有壓縮應(yīng)力，并導(dǎo)致該第二半導(dǎo)體材料層具有更多伸張應(yīng)力。
51.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述至少一第一半導(dǎo)體材料層的厚度小于400。
52.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述至少一第二半導(dǎo)體材料層的厚度小于400。
專利摘要一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包含具有不同應(yīng)力的第一半導(dǎo)體材料層與第二半導(dǎo)體材料層。利用第一半導(dǎo)體材料層與第二半導(dǎo)體材料層的堆棧搭配，在第一半導(dǎo)體材料層與第二半導(dǎo)體材料層分別壓縮與伸張或伸張與壓縮下，用來調(diào)節(jié)半導(dǎo)體元件中的通道應(yīng)力，從而形成受應(yīng)變的通道。
文檔編號(hào)H01L21/00GK2779620SQ20042008413
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者葛崇祜, 王昭雄, 黃健朝, 李文欽, 胡正明 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司