[发明专利]非平面器件和应变产生沟道电介质

说明书

本发明提供了一种具有设置在沟道区下面的应变产生结构的非平面电路器件。在示例性实施例中，集成电路器件包括衬底，第一鳍结构和第二鳍结构设置在衬底上。隔离部件沟槽限定在第一鳍结构和第二鳍结构之间。该电路器件还包括设置在隔离部件沟槽内的衬底的水平面上的应变部件。应变部件可以配置成对在第一鳍结构上形成的晶体管的沟道区产生应变。电路器件还包括设置在隔离部件沟槽内的应变部件上的填充电介质。在一些这种实施例中，应变部件还设置在第一鳍结构的垂直面上以及第二鳍结构的垂直面上。本发明还涉及非平面器件和应变产生沟道电介质。

技术领域

本发明涉及非平面器件和应变产生沟道电介质。

背景技术

在追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本中半导体产业已经发展进入纳米技术工艺节点。尽管材料和制造中的突破性进步，按比例缩放诸如传统的MOSFET的平面器件已证实具有挑战性。为了克服这些挑战，电路设计者们寻求新颖的结构以实现改进的性能。探究的一个途径是诸如鳍式场效应晶体管(FinFET)的三维设计的发展。FinFET可以认为是一种从衬底突出并且伸入栅极内的典型平面器件。利用从衬底向上延伸的薄“鳍”(或鳍结构)制造典型的FinFET。在该垂直鳍中形成FET的沟道，并且在鳍的沟道区的上方(例如，包裹)提供栅极。用栅极包裹鳍增加了沟道区和栅极之间的接触面积并且允许栅极从多侧控制沟道。这可以以多种途径平衡，并且在一些应用中，FinFET提供降低的短沟道效应，降低的泄露以及更高的电流。换句话说，它们可以比平面器件更快、更小和更有效。

然而，FinFET和其他非平面器件是发展中的技术，意味着在许多方面，还未实现它们的全部潜力。仅作为一个实例，已经在平面器件中使用沟道应变(内在化沟道区内的压力)以改进电荷载流子流动穿过沟道区。然而，在非平面器件中，已经证实产生沟道应变困难得多，并且当产生沟道应变时，已经证实很难获得期望的改进的载流子迁移率。因此，虽然用于在非平面器件内形成应变的沟道的传统技术在一些方面已经足够，但是它们在其他方面不令人满意。为了继续满足不断增加的设计需求，在该领域及其他领域需要进一步的进步。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种集成电路器件，包括：衬底；第一鳍结构和第二鳍结构，所述第一鳍结构和所述第二鳍结构均设置在所述衬底上并且具有限定在所述第一鳍结构和所述第二鳍结构之间的隔离部件沟槽；应变部件，设置在所述隔离部件沟槽内的所述衬底的水平面上；以及填充电介质，设置在所述隔离部件沟槽内的所述应变部件上。

在上述集成电路器件中，其中，所述应变部件还设置在所述第一鳍结构的垂直面上以及所述第二鳍结构的垂直面上。

在上述集成电路器件中，其中，所述应变部件配置为在所述第一鳍结构上形成的晶体管的沟道区上产生应变。

在上述集成电路器件中，还包括设置在所述应变部件和所述填充电介质之间的衬垫。

在上述集成电路器件中，还包括设置在所述应变部件和所述填充电介质之间的衬垫；其中，所述衬垫与所述填充电介质的最顶面间隔开。

在上述集成电路器件中，还包括设置在所述应变部件和所述填充电介质之间的衬垫；其中，所述隔离部件沟槽内的隔离部件包括位于所述隔离部件的最顶面和所述衬垫的最顶面之间的介电材料。

在上述集成电路器件中，还包括第三鳍结构，所述第三鳍结构设置在所述衬底上并且具有设置在所述第三鳍结构上的p-沟道器件，其中，所述第三鳍结构具有设置在所述衬底上的第一层、设置在所述第一层上的第二层以及设置在所述第二层的至少三个表面上的第三层。

在上述集成电路器件中，还包括第三鳍结构，所述第三鳍结构设置在所述衬底上并且具有设置在所述第三鳍结构上的p-沟道器件，其中，所述第三鳍结构具有设置在所述衬底上的第一层、设置在所述第一层上的第二层以及设置在所述第二层的至少三个表面上的第三层；其中，所述第一层包括SiGe，其中，所述第二层包括元素Si，并且其中，所述第三层包括SiGe。