RU2804442C1 - Semiconductor device and method for its manufacture - Google Patents
Semiconductor device and method for its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2804442C1 RU2804442C1 RU2022126813A RU2022126813A RU2804442C1 RU 2804442 C1 RU2804442 C1 RU 2804442C1 RU 2022126813 A RU2022126813 A RU 2022126813A RU 2022126813 A RU2022126813 A RU 2022126813A RU 2804442 C1 RU2804442 C1 RU 2804442C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- region
- sub
- source
- section
- drain
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION
[0001] Данная заявка представлена на основании заявки на патент Китая № 202110610067.7 и испрашивает приоритет по этой заявке, поданной 1 июня 2021, раскрытие которой посредством ссылки полностью включено в настоящий документ.[0001] This application is made based on Chinese Patent Application No. 202110610067.7 and claims the benefit of that application filed June 1, 2021, the disclosure of which is incorporated by reference in its entirety herein.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ TECHNICAL FIELD
[0002] Настоящее раскрытие относится, но не ограничивается этим, к полупроводниковому устройству и способу его изготовления.[0002] The present disclosure relates to, but is not limited to, a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND OF THE ART
[0003] С непрерывным уменьшением размера микроэлектронных устройств низкая подвижность кремниевого материала стала основным фактором, который ограничивает рабочие характеристики микроэлектронных устройств.[0003] With the continuous reduction in the size of microelectronic devices, low mobility of silicon material has become a major factor that limits the performance of microelectronic devices.
[0004] Было выяснено, что подвижность носителей может быть улучшена путем размещения напряженных слоев в полупроводниковых подложках. Однако если местоположение напряженного слоя является различным, подвижность носителей является различной. Следовательно, способ расположения напряженного слоя для получения более высокой подвижности носителей становится предметом исследований для изготовителей полупроводниковых устройств.[0004] It has been discovered that carrier mobility can be improved by placing stressed layers in semiconductor substrates. However, if the location of the stressed layer is different, the carrier mobility is different. Consequently, the method of arranging the stressed layer to obtain higher carrier mobility is becoming a research topic for semiconductor device manufacturers.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ DISCLOSURE OF THE INVENTION
[0005] Варианты реализации настоящего раскрытия обеспечивают полупроводниковое устройство, содержащее: активную область, первый напряженный слой и затвор.[0005] Embodiments of the present disclosure provide a semiconductor device comprising: an active region, a first stressed layer, and a gate.
[0006] Активная область расположена в полупроводниковой подложке и включает в себя центральную область и периферийную область, окружающую центральную область.[0006] The active region is located in the semiconductor substrate and includes a central region and a peripheral region surrounding the central region.
[0007] Первый напряженный слой образован в периферийной области методом внедрения, при этом первый напряженный слой включает в себя по меньшей мере первый подучасток, второй подучасток, третий подучасток и четвертый подучасток. Первый подучасток и третий подучасток отдельно расположены на двух сторонах центральной области в первом направлении, а второй подучасток и четвертый подучасток отдельно расположены на других двух сторонах центральной области во втором направлении. Первое направление отличается от второго направления.[0007] The first stress layer is formed in the peripheral region by an insertion method, wherein the first stress layer includes at least a first sub-section, a second sub-section, a third sub-section and a fourth sub-section. The first sub-region and the third sub-region are separately located on two sides of the central region in the first direction, and the second sub-region and the fourth sub-region are separately located on the other two sides of the central region in the second direction. The first direction is different from the second direction.
[0008] Затвор расположен на активной области, проходит в первом направлении и покрывает по меньшей мере часть центральной области, по меньшей мере часть первого подучастка и по меньшей мере часть третьего подучастка.[0008] The gate is located on the active region, extends in a first direction, and covers at least a portion of the central region, at least a portion of the first subregion, and at least a portion of the third subregion.
[0009] Варианты реализации настоящего раскрытия дополнительно обеспечивают способ изготовления полупроводникового устройства, включающий следующие операции.[0009] Embodiments of the present disclosure further provide a method for manufacturing a semiconductor device, including the following steps.
[0010] Обеспечение полупроводниковой подложки и образование в полупроводниковой подложке активной области, включающей в себя центральную область и периферийную область, окружающую центральную область.[0010] Providing a semiconductor substrate and forming in the semiconductor substrate an active region including a central region and a peripheral region surrounding the central region.
[0011] Образование первого напряженного слоя в периферийной области методом внедрения, при этом первый напряженный слой включает в себя по меньшей мере первый подучасток, второй подучасток, третий подучасток и четвертый подучасток. Первый подучасток и третий подучасток отдельно расположены на двух сторонах центральной области в первом направлении, а второй подучасток и четвертый подучасток отдельно расположены на других двух сторонах центральной области во втором направлении. Первое направление отличается от второго направления.[0011] Forming a first stressed layer in a peripheral region by an insertion method, wherein the first stressed layer includes at least a first sub-section, a second sub-section, a third sub-section and a fourth sub-section. The first sub-region and the third sub-region are separately located on two sides of the central region in the first direction, and the second sub-region and the fourth sub-region are separately located on the other two sides of the central region in the second direction. The first direction is different from the second direction.
[0012] Образование на активной области затвора, проходящего в первом направлении и покрывающего по меньшей мере часть центральной области, по меньшей мере часть первого подучастка и по меньшей мере часть третьего подучастка.[0012] Forming on the active region a gate extending in a first direction and covering at least a portion of the central region, at least a portion of the first subregion, and at least a portion of the third subregion.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0013] На ФИГ. 1A и 1B представлены принципиальные схемы известного полупроводникового устройства.[0013] In FIG. 1A and 1B are schematic diagrams of a known semiconductor device.
[0014] На ФИГ. 2A-2C представлены принципиальные схемы полупроводникового устройства согласно одному варианту реализации настоящего раскрытия.[0014] In FIG. 2A-2C are schematic diagrams of a semiconductor device according to one embodiment of the present disclosure.
[0015] На ФИГ. 3 принципиальная схема центральной области и периферийной области согласно одному варианту реализации настоящего раскрытия.[0015] In FIG. 3 is a schematic diagram of a central region and a peripheral region according to one embodiment of the present disclosure.
[0016] На ФИГ. 4 представлена принципиальная схема полупроводникового устройства, имеющего кольцеобразный первый напряженный слой, согласно одному варианту реализации настоящего раскрытия.[0016] In FIG. 4 is a schematic diagram of a semiconductor device having an annular first stressed layer, according to one embodiment of the present disclosure.
[0017] На ФИГ. 5A-5B представлены принципиальные схемы полупроводникового устройства, имеющего второй напряженный слой, согласно одному варианту реализации настоящего раскрытия.[0017] In FIG. 5A-5B are schematic diagrams of a semiconductor device having a second stressed layer, according to one embodiment of the present disclosure.
[0018] На ФИГ. 6 представлена принципиальная схема полупроводникового устройства, имеющего первую область расширения истока/стока и вторую область расширения истока/стока, согласно одному варианту реализации настоящего раскрытия.[0018] In FIG. 6 is a schematic diagram of a semiconductor device having a first source/drain expansion region and a second source/drain expansion region, according to one embodiment of the present disclosure.
[0019] На ФИГ. 7 представлена блок-схема способа изготовления полупроводникового устройства согласно одному варианту реализации настоящего раскрытия.[0019] In FIG. 7 is a flow diagram of a method for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present disclosure.
[0020] На ФИГ. 8A-8E представлены принципиальные схемы, показывающие способ изготовления полупроводникового устройства согласно одному варианту реализации настоящего раскрытия.[0020] In FIG. 8A-8E are schematic diagrams showing a method for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present disclosure.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
[0021] Приведенные для примера варианты реализации, представленные в настоящем раскрытии, будут описаны более подробно ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи. Несмотря на то, что приведенные для примера варианты реализации настоящего раскрытия показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что настоящее раскрытие может быть осуществлено в различных видах, не ограничиваясь конкретными вариантами реализации, сформулированными в настоящем документе. Скорее эти варианты реализации приведены для способствования более полному пониманию настоящего раскрытия и обеспечения полного объема охраны настоящего изобретения для специалистов в данной области техники.[0021] The exemplary embodiments presented in the present disclosure will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Although exemplary embodiments of the present disclosure are shown in the accompanying drawings, it should be understood that the present disclosure may be embodied in various forms without being limited to the specific embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided to facilitate a more complete understanding of the present disclosure and to provide the full scope of protection of the present invention to those skilled in the art.
[0022] В следующем описании множество конкретных подробностей приведены для обеспечения более полного понимания настоящего раскрытия. Однако для специалистов в данной области техники будет очевидно, что настоящее раскрытие может быть осуществлено без одной или более этих подробностей. В других примерах некоторые технические признаки, известные в уровне техники, не описаны, чтобы избежать путаницы с настоящим раскрытием, т.е. не все признаки фактических вариантов реализации описаны в настоящем документе, и известные функции и структуры не описаны подробно.[0022] In the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a more complete understanding of the present disclosure. However, it will be apparent to those skilled in the art that the present disclosure can be made without one or more of these details. In other examples, certain technical features known in the art are not described to avoid confusion with the present disclosure, i.e. not all features of the actual embodiments are described herein, and known functions and structures are not described in detail.
[0023] На сопроводительных чертежах размеры слоев, областей, элементов и их относительные размеры могут быть увеличены для ясности. Одинаковые ссылочные обозначения обозначают одинаковые элементы по всему описанию.[0023] In the accompanying drawings, the dimensions of layers, regions, elements and their relative sizes may be enlarged for clarity. Like reference numerals denote like elements throughout the specification.
[0024] Разумеется, когда элемент или слой упоминаются как расположенный "на", "рядом с", "соединенный с" или "присоединенный к" другим элементам или слоям, он может быть непосредственно размещен на других элементах или слоях, расположен рядом с ними, соединен с ними или присоединен к другим элементам или слоям, или могут присутствовать промежуточные элементы или слои. Напротив, когда элемент упоминается как расположенный "непосредственно на", "непосредственно рядом с", "непосредственно соединен с" или "непосредственно присоединен к" другим элементам или слоям, это означает, что нет никаких промежуточных элементов или слоев. Разумеется, что хотя термины "первый", "второй", "третий" и т. п. могут быть использованы для описания различных элементов, компонентов, областей, слоев и/или частей, эти элементы, компоненты, области, слои и/или части не должны ограничиваться в соответствии с этими терминами. Эти термины используются только для того, чтобы отличать один элемент, компонент, область, слой или часть от другого элемента, компонента, области, слоя или части. Таким образом, без отступления от описаний настоящего раскрытия, первый элемент, компонент, область, слой или часть, обсуждаемые ниже, могут быть представлены как второй элемент, компонент, область, слой или часть. Когда обсуждаются второй элемент, компонент, область, слой или часть, это не означает, что первый элемент, компонент, область, слой или часть обязательно присутствуют в настоящем раскрытии.[0024] Of course, when an element or layer is referred to as being "on", "adjacent to", "connected to" or "attached to" other elements or layers, it may be directly placed on or adjacent to other elements or layers , connected to or attached to other elements or layers, or intermediate elements or layers may be present. In contrast, when an element is referred to as being "directly on", "directly adjacent to", "directly connected to" or "directly attached to" other elements or layers, it means that there are no intermediate elements or layers. It will be appreciated that while the terms "first", "second", "third" and the like may be used to describe various elements, components, regions, layers and/or parts, these elements, components, regions, layers and/or parts shall not be limited by these terms. These terms are used only to distinguish one element, component, area, layer or part from another element, component, area, layer or part. Thus, without departing from the descriptions of the present disclosure, the first element, component, region, layer or portion discussed below may be represented as a second element, component, region, layer or portion. When a second element, component, region, layer, or portion is discussed, it does not mean that the first element, component, region, layer, or portion is necessarily present in the present disclosure.
[0025] Термины пространственных отношений, такие как, например, "ниже...", "под...", "нижний", " внизу...", "выше...", "верхний" и т. п., могут использоваться в настоящем документе для простоты описания, чтобы описать зависимость между одним элементом или признаком, показанным на чертежах, и другими элементами или признаками. Разумеется, в дополнение к ориентациям, показанным на чертежах, термины пространственных отношений предназначены для включения различных ориентаций устройств в использование и работу. Например, если устройство на чертежах перевернуто, элементы или признаки, описанные как "ниже" или "под", или "внизу" относительно других элементов, будет расположено "выше" других элементов или признаков. Таким образом, приведенные для примера термины "ниже" и "под" могут включать в себя обе ориентации, т.е. "выше" и "ниже". Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90° или в другие ориентации), а пространственные описатели, используемые в настоящем документе, интерпретируются соответствующим образом.[0025] Spatial relationship terms such as, for example, “below...”, “under...”, “lower,” “below...”, “above...”, “upper,” etc. may be used herein for ease of description to describe the relationship between one element or feature shown in the drawings and other elements or features. Of course, in addition to the orientations shown in the drawings, spatial relationship terms are intended to include various orientations of devices in use and operation. For example, if the device in the drawings is inverted, elements or features described as "below" or "under" or "down" relative to other elements will be located "above" the other elements or features. Thus, the exemplary terms "below" and "under" may include both orientations, i.e. "above" and "below". The device may be oriented in other ways (rotated 90° or other orientations), and spatial descriptors used herein are interpreted accordingly.
[0026] Термин, используемый в настоящем документе, предназначен только для описания конкретных вариантов реализации и не предназначен для использования в качестве ограничения настоящего раскрытия. Используемые в настоящем документе указатели единственного числа, такие как "a/an", "один" и "указанный", в исключительном виде также предназначены для включения множественного числа, если в контексте явно не указано иное. Также следует понимать, что термины "состоит из" и/или "включает в себя", используемые в настоящей спецификации, определяют наличие описанных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и/или групп. Используемый в настоящем документе термин "и/или" включает в себя любое и все сочетания соответствующих перечисленных пунктов.[0026] The term used herein is intended to describe specific embodiments only and is not intended to be used as a limitation of the present disclosure. When used herein, singular indicators such as “a/an,” “one,” and “said” are exclusively intended to include the plural unless the context clearly indicates otherwise. It should also be understood that the terms “consists of” and/or “includes” as used in this specification define the presence of the described features, integers, steps, operations, elements, components and/or groups. As used herein, the term “and/or” includes any and all combinations of the respective items listed.
[0027] Известно, что ввод растягивающего усилия в канале электронного транзистора с полевым эффектом на основе структуры метал-окисел-полупроводник (n-МОП) может улучшить подвижность электронов в канале, а ввод сжимающего усилия в канале транзистора р-типа с полевым эффектом на основе структуры метал-окисел-полупроводник (p-МОП) может улучшить подвижность дырок в канале.[0027] It is known that introducing a tensile force into the channel of an electronic field-effect transistor based on a metal-oxide-semiconductor (n-MOS) structure can improve the mobility of electrons in the channel, and introducing a compressive force into the channel of a p-type field-effect transistor can improve based metal-oxide-semiconductor (p-MOS) structure can improve hole mobility in the channel.
[0028] На ФИГ. 1A и 1B схематически представлены схемы известного полупроводникового устройства, обеспеченного в соответствующем уровне техники. На ФИГ. 1B показан вид в разрезе устройства, показанного на ФИГ. 1А, взятый по пунктирной линии А-А’. Как показано на ФИГ. 1A-1B, полупроводниковое устройство включает в себя полупроводниковую подложку 1, которая включает в себя активную область 11. В активной области 11 образованы диэлектрический слой 16 затвора, затвор 12 и боковые стенки 17. Активная область 11 включает в себя области 131 и 132 истока/стока. Затвор 12, диэлектрический слой 16 затвора, боковые стенки 17 и области истока/стока 131 и 132 составляют МОП-транзистор.[0028] In FIG. 1A and 1B are schematic diagrams of a known semiconductor device provided in the prior art. In FIG. 1B is a cross-sectional view of the device shown in FIG. 1A, taken along the dotted line A-A’. As shown in FIG. 1A-1B, the semiconductor device includes a
[0029] В активной области 11 дополнительно образованы напряженные участки 141, 142, которые расположены по обеим сторонам затвора 12, для приложения напряжения к каналу под затвором 12 для увеличения подвижности носителей в канале.[0029] In the
[0030] Однако подвижность носителей в канале известного полупроводникового устройства не может удовлетворить потребности развития современной технологии интегральных схем.[0030] However, the carrier mobility in the channel of a known semiconductor device cannot meet the development needs of modern integrated circuit technology.
[0031] В соответствии с этим предложены следующие технические решения в вариантах реализации настоящего раскрытия.[0031] Accordingly, the following technical solutions are proposed in embodiments of the present disclosure.
[0032] Варианты реализации настоящего раскрытия обеспечивают полупроводниковое устройство, включающее в себя активную область, первый напряженный слой и затвор. Активная область расположена в полупроводниковой подложке и включает в себя центральную область и периферийную область, окружающую центральную область. Первый напряженный слой образован в периферийной области методом внедрения, причем первый напряженный слой включает в себя по меньшей мере первый подучасток, второй подучасток, третий подучасток и четвертый подучасток. Первый подучасток и третий подучасток отдельно расположены на двух сторонах центральной области в первом направлении, а второй подучасток и четвертый подучасток отдельно расположены на других двух сторонах центральной области во втором направлении. Первое направление отличается от второго направления. Затвор расположен на активной области, проходит в первом направлении и покрывает по меньшей мере часть центральной области, по меньшей мере часть первого подучастка и по меньшей мере часть третьего подучастка.[0032] Embodiments of the present disclosure provide a semiconductor device including an active region, a first stressed layer, and a gate. The active region is located in the semiconductor substrate and includes a central region and a peripheral region surrounding the central region. The first stressed layer is formed in the peripheral region by an insertion method, the first stressed layer including at least a first sub-section, a second sub-section, a third sub-section and a fourth sub-section. The first sub-region and the third sub-region are separately located on two sides of the central region in the first direction, and the second sub-region and the fourth sub-region are separately located on the other two sides of the central region in the second direction. The first direction is different from the second direction. The gate is located on the active region, extends in a first direction, and covers at least a portion of the central region, at least a portion of the first subregion, and at least a portion of the third subregion.
[0033] Первый напряженный слой, обеспеченный вариантами реализации настоящего раскрытия, создает напряжение в обоих направлениях, т.е. в первом направлении и втором направлении соответственно на канале ниже затвора. Таким образом, с первым напряженным слоем, обеспеченным вариантами реализации настоящего раскрытия, подвижность носителей в канале может быть дополнительно улучшена по сравнению со структурой, в которой напряжение генерируется только в одном направлении согласно уровню техники.[0033] The first stress layer provided by embodiments of the present disclosure creates stress in both directions, i.e. in the first direction and the second direction, respectively, on the channel below the gate. Thus, with the first stressed layer provided by embodiments of the present disclosure, the mobility of carriers in the channel can be further improved compared to a structure in which stress is generated in only one direction according to the prior art.
[0034] В свете решения вышеуказанных задач, и чтобы сделать признаки и преимущества настоящего раскрытия более очевидными и понятными, конкретные способы создания настоящего раскрытия подробно описаны ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи. При подробном описании вариантов реализации настоящего раскрытия принципиальная схема частично не увеличена в соответствии с общим масштабом для удобства описания, а является простым примером и предназначена для ограничения объема охраны настоящего раскрытия.[0034] In light of the above objectives, and to make the features and advantages of the present disclosure more obvious and understandable, specific methods for making the present disclosure are described in detail below with reference to the accompanying drawings. While embodiments of the present disclosure are described in detail, the schematic diagram in part is not enlarged to overall scale for convenience of description, but is a simple example and is intended to limit the scope of protection of the present disclosure.
[0035] На ФИГ. 2A-2C представлены принципиальные схемы полупроводникового устройства согласно одному варианту реализации настоящего раскрытия. На ФИГ. 2A представлен вид сверху полупроводникового устройства, на ФИГ. 2B показан вид в разрезе устройства по ФИГ. 2A, взятый вдоль пунктирной линии А-А’, а на ФИГ. 2C показан вид в разрезе устройства по ФИГ. 2A вдоль пунктирной линии B-B’. Как показано на ФИГ. 2A-2C, полупроводниковое устройство включает в себя активную область 21, расположенную в полупроводниковой подложке, в которой активная область 21 включает в себя центральную область 211 и периферийную область 212, окружающую центральную область 211. Первый напряженный слой 24 образован в периферийной области 212 методом внедрения. Первый напряженный слой 24 включает в себя по меньшей мере первый подучасток 241, второй подучасток 242, третий подучасток 243 и четвертый подучасток 244. Первый подучасток 241 и третий подучасток 243 расположены отдельно на двух сторонах центральной области 211 в первом направлении, а второй подучасток 242 и четвертый подучасток 244 расположены отдельно на других двух сторонах центральной области 211 во втором направлении. Первое направление отличается от второго направления.[0035] In FIG. 2A-2C are schematic diagrams of a semiconductor device according to one embodiment of the present disclosure. In FIG. 2A is a top view of a semiconductor device, FIG. 2B is a cross-sectional view of the device of FIG. 2A taken along the dotted line A-A', and in FIG. 2C is a cross-sectional view of the device of FIG. 2A along the dotted line B-B'. As shown in FIG. 2A-2C, the semiconductor device includes an
[0036] Полупроводниковое устройство дополнительно включает в себя затвор 22, расположенный на активной области 21. Затвор 22 проходит в первом направлении и покрывает по меньшей мере часть центральной области 211, по меньшей мере часть первого подучастка 241 и по меньшей мере часть третьего подучастка 243.[0036] The semiconductor device further includes a
[0037] Следует понимать, что части первого подучастка 241 и третьего подучастка 243, покрытые затвором 22, составляют часть канала; при этом первый подучасток 241 и третий подучасток 243 прикладывают напряжение к области канала в первом направлении. Согласно одному варианту реализации первое направление параллельно направлению ширины канала (направление B-B’).[0037] It should be understood that the portions of the
[0038] Второй подучасток 242 и четвертый подучасток 244 прикладывают напряжение к области канала во втором направлении. Согласно одному варианту реализации, второе направление параллельно направлению длины канала (направление А-А’).[0038] The
[0039] В некоторых вариантах реализации второй подучасток 242 и четвертый подучасток 244 симметрично расположены с обеих сторон затвора 22.[0039] In some embodiments, the
[0040] Материалом полупроводниковой подложки может быть монокристаллический кремний (Si), кремний на диэлектрике (SOI), или могут быть использованы другие материалы, такие как соединения III-V группы, такие как арсенид галлия.[0040] The semiconductor substrate material may be single crystal silicon (Si), silicon on dielectric (SOI), or other materials such as Group III-V compounds such as gallium arsenide may be used.
[0041] Полупроводниковая подложка дополнительно включает в себя структуру узкощелевой изоляции (не показана), которая может быть множественной. Множество структур узкощелевой изоляции образуют активную область 21 в полупроводниковой подложке.[0041] The semiconductor substrate further includes a narrow gap insulation structure (not shown), which may be multiple. A plurality of narrow gap insulation structures form an
[0042] Диэлектрический слой 26 затвора включен между затвором 22 и полупроводниковой подложкой. Материалом диэлектрического слоя 26 затвора может быть, например, диоксид кремния, но не ограничивается им. Любой материал, который может быть использован в качестве диэлектрического слоя затвора, может быть применен к вариантам реализации настоящего раскрытия.[0042] A
[0043] В некоторых вариантах реализации затвор 22 включает в себя боковые стенки 27 с его обеих сторон, материалом которых могут быть диоксид кремния, нитрид кремния, но не ограничивается этим. Любой материал, который может быть использован в качестве диэлектрического слоя затвора, может быть применен к вариантам реализации настоящего раскрытия.[0043] In some embodiments, the
[0044] В некоторых вариантах реализации центральная область 211 является прямоугольной. На ФИГ. 3 показана принципиальная схема центральной области и периферийной области согласно одному варианту реализации настоящего раскрытия. Как показано на чертеже, центральная область 211 включает в себя первый набор параллельных боковых кромок 211_1, параллельных первому направлению, и второй набор параллельных боковых кромок 211_2, параллельных второму направлению. Следует отметить, что в некоторых других вариантах реализации центральная область 211 также может иметь другие формы, например круглую, эллиптическую или другие многоугольные формы помимо прямоугольной.[0044] In some embodiments, the
[0045] В некоторых конкретных вариантах реализации первый подучасток 241 и третий подучасток 243 симметричны вдоль центральной линии первого набора параллельных боковых кромок 211_1, а второй подучасток 242 и четвертый подучасток 244 симметричны вдоль центральной линии второго набора параллельных боковых кромок 211_2.[0045] In some specific embodiments, the
[0046] В некоторых вариантах реализации первый подучасток 241, второй подучасток 242, третий подучасток 243 и четвертый подучасток 244 последовательно соединены для образования кольцевой структуры, окружающей центральную область 211, как показано на ФИГ. 4.[0046] In some embodiments, the
[0047] В частности, оба конца первого подучастка 241 находятся соответственно в контакте с одним концом второго подучастка 242 и одним концом четвертого подучастка 244 и соединены с ними, а оба конца третьего подучастка 243 находятся соответственно в контакте с другим концом второго подучастка 242 и другим концом четвертого подучастка 244 и соединены с ними. Первый напряженный слой 24, имеющий кольцевую структуру, может прикладывать напряжение в обоих направлениях ко всей области канала, что может дополнительно оптимизировать рабочие характеристики полупроводникового устройства по сравнению с первым напряженным слоем, имеющим некольцевую структуру.[0047] Specifically, both ends of the
[0048] Согласно одному варианту реализации, первый напряженный слой 24 включает в себя кремний-германиевый слой. В этом случае напряжение, генерируемое, первым напряженным слоем 24, приложенное к каналу, является сжимающим напряжением, при этом полупроводниковая подложка представляет собой подложку n-типа, а полупроводниковое устройство представляет собой p-МОП-транзистор. Следует понимать, что первый напряженный слой 24 также может быть выполнен из других напряженных материалов, таких как карбид кремния и т.п.[0048] According to one embodiment, the first stressed
[0049] Согласно одному варианту реализации первый напряженный слой 24 образован с использованием, но не ограничиваясь этим, процесса эпитаксиального выращивания. Первый напряженный слой 24 также может быть образован с использованием других процессов, таких как легирование полупроводниковой подложки.[0049] In one embodiment, the first stressed
[0050] В некоторых вариантах реализации полупроводниковое устройство дополнительно включает в себя второй напряженный слой 29, расположенный в центральной области 211. На ФИГ. 5А-5В показаны принципиальные схемы полупроводникового устройства, имеющего второй напряженный слой согласно одному варианту реализации настоящего раскрытия. На ФИГ. 5В показан вид в разрезе по ФИГ. 5А, взятый вдоль пунктирной линии А-А’. Как показано на ФИГ. 5А-5В, второй напряженный слой 29 образован в центральной области 211. Второй напряженный слой 29 дополнительно увеличивает подвижность носителей в канале и, таким образом, улучшает рабочие характеристики полупроводникового устройства.[0050] In some embodiments, the semiconductor device further includes a
[0051] В конкретном варианте реализации толщина первого напряженного слоя 24 больше, чем толщина второго напряженного слоя 29. В более конкретном варианте реализации толщина первого напряженного слоя в 5-10 раз, например, восемь раз больше толщины второго напряженного слоя.[0051] In a specific embodiment, the thickness of the
[0052] Согласно одному варианту реализации второй напряженный слой 29 и первый напряженный слой 24 образованы на одном и том же этапе обработки.[0052] In one embodiment, the
[0053] В некоторых вариантах реализации по меньшей мере часть кромок второго напряженного слоя 29 соединена с кромками первого напряженного слоя 24. В более конкретном варианте реализации все кромки второго напряженного слоя 29 соединены с первым напряженным слоем 24.[0053] In some embodiments, at least a portion of the edges of the
[0054] Согласно одному варианту реализации материал второго напряженного слоя 29 является тем же самым, что и материал первого напряженного слоя 24, но не ограничивается этим. Материал второго напряженного слоя 29 также может отличаться от материала первого напряженного слоя 24.[0054] In one embodiment, the material of the
[0055] Согласно одному варианту реализации второй напряженный слой 29 включает в себя кремний-германиевый слой. В этом случае напряжение, генерируемое вторым напряженным слоем, приложенное к каналу, является сжимающим напряжением, при этом полупроводниковая подложка представляет собой подложку n-типа, а полупроводниковое устройство представляет собой p-МОП-транзистор.[0055] In one embodiment, the second stressed
[0056] Согласно одному варианту реализации второй напряженный слой 29 образован с использованием, но не ограничивается этим, процесса эпитаксиального выращивания. Второй напряженный слой 29 также может быть образован с использованием других процессов, таких как легирование полупроводниковой подложки.[0056] In one embodiment, the second stressed
[0057] Снова как показано на ФИГ. 2В, полупроводниковое устройство дополнительно включает в себя первую область 231 истока/стока и вторую область 232 истока/стока, которые могут быть образованы в активной области 21 легированием.[0057] Again as shown in FIG. 2B, the semiconductor device further includes a first source/
[0058] В некоторых вариантах реализации первая область 231 истока/стока по меньшей мере частично совпадает с четвертым подучастком 244, а вторая область 232 истока/стока по меньшей мере частично совпадает со вторым подучастком 242. В конкретном варианте реализации первая область 231 истока/стока полностью совпадает с четвертым подучастком 244, а вторая область 232 истока/стока полностью совпадает со вторым подучастком 242.[0058] In some embodiments, the first source/
[0059] В некоторых вариантах реализации полупроводниковое устройство дополнительно включает в себя первую область 281 расширения истока/стока, имеющую глубину легирования меньше, чем глубина легирования первой области 231 истока/стока, как показано на ФИГ. 6. Первая область 281 расширения истока/стока расположена между каналом ниже затвора 22 и первой областью 231 истока/стока и по меньшей мере частично совпадает с четвертым подучастком 244. Первая область 281 расширения истока/стока может уменьшать контактную площадь между первой областью 231 истока/стока и каналом для уменьшения тока утечки в канале.[0059] In some embodiments, the semiconductor device further includes a first source/
[0060] В некоторых вариантах реализации полупроводниковое устройство дополнительно включает в себя вторую область 282 расширения истока/стока, имеющую глубину легирования меньше, чем глубина легирования второй области 232 истока/стока, как показано на ФИГ. 6. Вторая область 282 расширения истока/стока расположена между каналом ниже затвора 22 и второй областью 232 истока/стока и по меньшей мере частично совпадает со вторым подучастком 242. Вторая область 282 расширения истока/стока может уменьшать контактную площадь между второй областью 232 истока/стока и каналом для уменьшения тока утечки в канале.[0060] In some embodiments, the semiconductor device further includes a second source/
[0061] Варианты реализации настоящего раскрытия дополнительно обеспечивают способ изготовления полупроводникового устройства. Как показано на ФИГ. 7, способ включает следующие этапы.[0061] Embodiments of the present disclosure further provide a method for manufacturing a semiconductor device. As shown in FIG. 7, the method includes the following steps.
[0062] На этапе 701 обеспечивают полупроводниковую подложку, и в полупроводниковой подложке образуют активную область, включающую в себя центральную область и периферийную область, окружающую центральную область.[0062] At
[0063] На этапе 702 в периферийной области методом внедрения образуют первый напряженный слой, который включает в себя по меньшей мере первый подучасток, второй подучасток, третий подучасток и четвертый подучасток. Первый подучасток и третий подучасток отдельно расположены на двух сторонах центральной области в первом направлении, а второй подучасток и четвертый подучасток отдельно расположены на других двух сторонах центральной области во втором направлении. Первое направление отличается от второго направления.[0063] At
[0064] На этапе 703 на активной области образуют затвор, который проходит в первом направлении и покрывает по меньшей мере часть центральной области, по меньшей мере часть первого подучастка и по меньшей мере часть третьего подучастка.[0064] At
[0065] Способ изготовления полупроводникового устройства согласно вариантам реализации настоящего раскрытия будет описан более подробно ниже со ссылкой на ФИГ. 8А-8Е.[0065] A method for manufacturing a semiconductor device according to embodiments of the present disclosure will be described in more detail below with reference to FIG. 8A-8E.
[0066] Во-первых, как показано на ФИГ. 8А, этап 701 выполняют для обеспечения полупроводниковой подложки и образования активной области 21, включающей в себя центральную область 211 и периферийную область 212, окружающую центральную область 211 в полупроводниковой подложке.[0066] First, as shown in FIG. 8A,
[0067] Согласно одному варианту реализации образование активной области 21 в полупроводниковой подложке включает в себя следующий этап.[0067] According to one embodiment, formation of the
[0068] В полупроводниковой подложке образуют структуру узкощелевой изоляции (не показана) для создания активной области 21.[0068] A narrow gap insulation structure (not shown) is formed in the semiconductor substrate to create an
[0069] Материалом полупроводниковой подложки может быть монокристаллический кремний (Si), кремний на диэлектрике (SOI), или могут быть использованы другие материалы, такие как соединения III-V группы, такие как арсенид галлия.[0069] The semiconductor substrate material may be single crystal silicon (Si), silicon on dielectric (SOI), or other materials such as Group III-V compounds such as gallium arsenide may be used.
[0070] В некоторых вариантах реализации центральная область 211 является прямоугольной. Как показано на ФИГ. 8А, центральная область 211 включает в себя первый набор параллельных боковых кромок 211_1, параллельных первому направлению, и второй набор параллельных боковых кромок 211_2, параллельных второму направлению. Следует отметить, что в некоторых других вариантах реализации центральная область 211 также может иметь другие формы, например круглую, эллиптическую или другие многоугольные формы помимо прямоугольной.[0070] In some embodiments, the
[0071] Затем, как показано на ФИГ. 8В, выполняют этап 702 для образования первого напряженного слоя 24 методом внедрения в периферийной области 212.[0071] Then, as shown in FIG. 8B,
[0072] Согласно одному варианту реализации образование первого напряженного слоя 24 включает в себя следующий этап.[0072] In one embodiment, formation of the
[0073] В периферийной области 212 образуют первую канавку, а в первой канавке образуют первый напряженный слой с использованием процесса эпитаксиального выращивания.[0073] A first groove is formed in the
[0074] Следует понимать, что первый напряженный слой 24 также может быть образован другим способом, например легированием полупроводниковой подложки.[0074] It should be understood that the first stressed
[0075] Согласно одному варианту реализации первый напряженный слой 24 включает в себя по меньшей мере первый подучасток 241, второй подучасток 242, третий подучасток 243 и четвертый подучасток 244. Первый подучасток 241 и третий подучасток 243 расположены отдельно на двух сторонах центральной области в первом направлении, а второй подучасток 242 и четвертый подучасток 244 расположены отдельно на других двух сторонах центральной области во втором направлении. Первое направление отличается от второго направления.[0075] In one embodiment, the
[0076] Согласно одному варианту реализации первый подучасток 241 и третий подучасток 243 симметричны вдоль центральной линии первого набора параллельных боковых кромок 211_1, а второй подучасток 242 и четвертый подучасток 244 симметричны вдоль центральной линии второго набора параллельных боковых кромок 211_2.[0076] In one embodiment, the
[0077] В некоторых вариантах реализации первый подучасток 241, второй подучасток 242, третий подучасток 243 и четвертый подучасток 244 последовательно соединяют для образования кольцевой структуры, окружающей центральную область 211. В частности, оба конца первого подучастка 241 находятся соответственно в контакте с одним концом второго подучастка 242 и одним концом четвертого подучастка 244 и соединены с ними, а оба конца третьего подучастка 243 находятся соответственно в контакте с другим концом второго подучастка 242 и другим концом четвертого подучастка 244 и соединены с ними. Первый напряженный слой 24, имеющий кольцевую структуру, может прикладывать напряжение в обоих направлениях ко всей области канала, что может дополнительно оптимизировать рабочие характеристики полупроводникового устройства по сравнению с первым напряженным слоем, имеющим некольцевую структуру.[0077] In some embodiments, the
[0078] Согласно одному варианту реализации способ изготовления полупроводникового устройства дополнительно включает в себя образование второго напряженного слоя 29 в центральной области 211, как показано на ФИГ. 8С.[0078] According to one embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device further includes forming a second stressed
[0079] Согласно одному варианту реализации образование второго напряженного слоя 29 включает в себя следующий этап.[0079] According to one embodiment, the formation of the second stressed
[0080] В центральной области образуют вторую канавку, а во второй канавке процессом эпитаксиального выращивания образуют второй напряженный слой.[0080] A second groove is formed in the central region, and a second stressed layer is formed in the second groove by an epitaxial growth process.
[0081] Следует понимать, что второй напряженный слой 29 также может быть образован другим способом, например легированием полупроводниковой подложки.[0081] It should be understood that the second stressed
[0082] Затем, как показано на ФИГ. 8D, выполняют этап 703 для образования на активной области 21 затвора 22, который проходит в первом направлении и покрывает по меньшей мере часть центральной области 211, по меньшей мере часть первого подучастка 241 и по меньшей мере часть третьего подучастка 243.[0082] Then, as shown in FIG. 8D,
[0083] Согласно одному варианту реализации затвор 22 также покрывает по меньшей мере часть второго напряженного слоя 29.[0083] In one embodiment, the
[0084] Способ изготовления полупроводникового устройства дополнительно включает в себя следующий этап: после образования затвора 22 выполняют легирование активной области 21 с обеих сторон затвора 22 для образования первой области 231 истока/стока, первой области 281 расширения истока/стока, второй области 232 истока/стока и второй области 282 расширения истока/стока, как показано на ФИГ. 8Е.[0084] The method for manufacturing a semiconductor device further includes the following step: after forming the
[0085] Согласно одному варианту реализации первая область 231 истока/стока и первая область 28 расширения истока/стока по меньшей мере частично совпадают с четвертым подучастком 244, а вторая область 232 истока/стока и вторая область 282 расширения истока/стока по меньшей мере частично совпадают со вторым подучастком 242.[0085] In one embodiment, the first source/
[0086] Согласно одному варианту реализации способ изготовления полупроводникового устройства дополнительно включает в себя этап образования боковых стенок с обеих сторон затвора 22, как показано на ФИГ. 8Е.[0086] According to one embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device further includes the step of forming side walls on both sides of the
[0087] Представленные выше описания являются просто предпочтительными вариантами реализации настоящего раскрытия и не предназначены для ограничения объема охраны настоящего раскрытия. Любые изменения, эквивалентные замены и усовершенствования, выполненные в пределах идеи и принципов настоящего раскрытия, должны быть включены в объем охраны настоящего раскрытия.[0087] The above descriptions are merely preferred embodiments of the present disclosure and are not intended to limit the scope of protection of the present disclosure. Any modifications, equivalent substitutions, and improvements made within the spirit and principles of this disclosure shall be included within the scope of protection of this disclosure.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110610067.7 | 2021-06-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2804442C1 true RU2804442C1 (en) | 2023-09-29 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1956221A (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-02 | 国际商业机器公司 | Transistor with dielectric stress generating region and manufacturing method thereof |
RU2308121C1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-10-10 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" | Semiconductor power device |
RU2528338C1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) | Nanostructured thermoelectric material |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1956221A (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-02 | 国际商业机器公司 | Transistor with dielectric stress generating region and manufacturing method thereof |
RU2308121C1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-10-10 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" | Semiconductor power device |
RU2528338C1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) | Nanostructured thermoelectric material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6955969B2 (en) | Method of growing as a channel region to reduce source/drain junction capacitance | |
KR101115091B1 (en) | Semiconductor structure with different lattice constant materials and method for forming the same | |
US7687339B1 (en) | Methods for fabricating FinFET structures having different channel lengths | |
US20170178964A1 (en) | Gate device over strained fin structure | |
US9064799B2 (en) | Method of forming edge devices for improved performance | |
US20060033155A1 (en) | Method of making and structure for LDMOS transistor | |
KR101405310B1 (en) | Semiconductor integrated circuit device and fabrication method for the same | |
US20110272743A1 (en) | High Electron Mobility Transistors Including Lightly Doped Drain Regions And Methods Of Manufacturing The Same | |
US20200266295A1 (en) | High voltage ldmos transistor and methods for manufacturing the same | |
KR102273365B1 (en) | Vertical metal oxide semiconductor field effect transistor and method of forming same | |
US20060170011A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
RU2804442C1 (en) | Semiconductor device and method for its manufacture | |
US20230326962A1 (en) | Super junction power device | |
US6339243B1 (en) | High voltage device and method for fabricating the same | |
TWI694600B (en) | Transistor device | |
US20210391416A1 (en) | Super junction power device and method of making the same | |
EP4120365A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method therefor | |
KR20050078145A (en) | Semiconductor device comprising field effect transistors having vertical channel | |
US20210126126A1 (en) | Semiconductor device with doped region adjacent isolation structure in extension region | |
US8803225B2 (en) | Tunneling field effect transistor having a lightly doped buried layer | |
US20190172920A1 (en) | Junctionless transistor device and method for preparing the same | |
KR100640969B1 (en) | Semiconductor Device and Method for Manufacturing the Same | |
KR20120044800A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2007053336A (en) | Semiconductor device and manufacturing method therefor | |
JP4822857B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof |