提高雙極器件中電荷載流子遷移率的方法以及雙極器件的製作方法
2023-04-28 17:41:31
專利名稱：提高雙極器件中電荷載流子遷移率的方法以及雙極器件的製作方法
技術領域：
本發明涉及到半導體器件的製造，更確切地說是涉及到提高雙極器件性能的技術。
背景技術：
雙極器件是一種半導體器件，其工作基於使用多數載流子和少數載流子(也稱為「電荷載流子」)二者。依賴於器件的極性，多數載流子和少數載流子是電子或是空穴。
雙極器件的一個例子是雙極結型電晶體(BJT)，這是一種具有3個稱為發射極、基極、收集極的半導體區的電晶體。發射極是電導率非常高的區域，用作注入到相鄰基極區的自由載流子的源。收集極是從基極收集載流子的區域。基極區被夾在發射極與收集極之間，且通常控制著自由載流子在發射極與收集極之間的流動。極性與從發射極流到收集極的載流子相反的較少的載流子，從基極流到發射極。
用具有不同摻雜區的一種半導體材料(矽)來製造常規的BJT。異質結雙極電晶體(HBT)採用一種以上的半導體材料，利用了不同材料例如與矽組合的SiGe的不同性質(例如帶隙)。典型地用MBE(分子束外延)、RTCVD(快速熱化學氣相澱積)、或LPCVD(低壓化學氣相澱積)技術，將(矽之外的)其它材料形成為外延層。
雙極電晶體包含含有第一導電類型雜質的發射極層(或區)、含有第二導電類型雜質的基極層(或區)、以及含有第一導電類型雜質的收集極層(或區)。
雙極電晶體典型地是二種不同類型或極性的，即n-p-n(具有n型發射極和收集極以及p型基極)或p-n-p(具有p型基極和收集極以及n型基極)。
此「類型」(p或n)由外延過程中注入或澱積到半導體材料中的雜質來決定。p型的雜質是硼(B)，而n型的雜質是磷(P)、砷(As)、銻(Sb)。
對於n-p-n雙極電晶體，從發射極注入的自由載流子是電子，且從基極流到發射極的載流子是空穴。對於p-n-p雙極電晶體，載流子的類型相反。通常，由於載流子遷移率(μ)μn＞μp，且飽和速度(v)vn＞vp，故作為多數電荷載流子，電子比空穴更優選。因此，若有可能，則典型地優選n型雙極器件。
圖1一般地示出了現有技術的n-p-n型BJT，它包含中性的發射極、中性的收集極、以及排列在中性發射極與中性收集極之間的中性基極，示出了電子經由基極從中性發射極到中性收集極的路徑，並示出了空穴從中性基極到中性發射極的路徑。發射極-基極空間電荷層(區)被形成在中性發射極與中性基極之間。基極-收集極空間電荷層(區)被形成在中性基極與中性收集極之間。(對於p-n-p極性BJT，空穴在中性發射極與中性收集極之間橫越，而電子在中性基極與中性發射極之間橫越)。
眾所周知晶格應變對載流子遷移率和飽和速度有影響。已經指出了各種方法來引起場效應電晶體(FET)中的應變。例如，沿電流流動方向(有時沿垂直於電流流動的方向)引起張應變的薄膜能夠改善FET中的電子遷移率和飽和速度。應該理解的是，FET的工作與BJT的工作有根本的不同。其中之一是電荷僅僅沿平行於晶片表面的一個方向流動。此外，FET具有單一的載流子(NFET是電子，而PFET是空穴)，故晶格應變的作用對於單一載流子類型是直接產生沿基本上一個方向的應變。
在下列文章中，能夠找到在FET中採用應變技術的一些例子「A 90nm High Volume Manufacturing Logic TechnologyFeaturing Novel 45nm Gate Length Strained Silicon CMOSTransistors」，T.Ghani et al.，Portland Techology Development，IntelCorp.，Hillsboro，OR，0-7803-7873 3/03(c)2003，IEEE描述了組合到300mm晶片上90nm邏輯技術中的應變電晶體結構的細節。
此應變PMOS電晶體結構的特點是埋置在源漏區中的外延生長的應變SiGe膜。報導了相對於非應變器件的巨大性能提高。Ghani的圖1示出了具有埋置到源漏區中以便在溝道區中誘發壓應變的應變外延SiGe膜的一種PMOS電晶體。
「Enhanced Hole Mobilities in Surface-channel Strained-Sip-MOSFETs」，K.Rim et al.，Solid State Electronics Laboratory，Stanford University，Stanford，CA 94305，0-7803-2700-4，(c)1995，IEEE描述了採用贗晶生長應變矽層的表面溝道p-MOSFET中空穴遷移率的應變依賴關係。觀察到當弛豫Si1-xGex緩衝層中的Ge含量增大時，空穴遷移率的提高大致隨應變而線性地增大。
「Fabrication and Mobility Characteristics of Ultra-thin StrainedSi Directly on Insulator(SSDOI)MOSFETs」，K.Rim et al.，T.J.Waston Resrarch Center，Yorktown Heights，NY 10598，0-7803-7873 3/03，IEEE公開了一種被轉移的張應變的矽層來形成直接在絕緣體結構上的超薄(＜20nm)應變矽(SSDOI)。製造了MOSFET，並在應變矽溝道下方沒有SiGe層的直接在絕緣體結構上的應變矽上驗證了電子和空穴遷移率的提高。
發明內容
電路從電晶體性能的提高而受益。如上所述，MOSFET器件從應變矽晶格得到了提高的性能，這改善了低場載流子遷移率，從而驅動了這些器件中的電流。但根據本發明人的理解，應變尚未使雙極器件的性能得到提高。其中，迄今描述了許多方法來將應變賦予到MOSFET器件中，對於雙極器件，則尚未在很大程度上涉及到此領域。
雙極器件(BJT)的性能部分地受到載流子通過空間電荷區和通過中性基極的渡越時間的限制。低場遷移率和飽和速度的提高將使這一渡越時間受益。性能還受到基極區、發射極區、以及收集極區中的非本徵電阻的限制。這些電阻值由低場電子和空穴遷移率所支配，並將受到器件中的應變的影響。壓應變使空穴遷移率受益，而張應變使電子遷移率受益。施加到器件中正確位置處的應變顯著地改善性能。
參照圖1，n-p-n電晶體的性能可以受益於改善空穴沿橫向的遷移率以及改善電子沿垂直方向的遷移率。在極性相反的情況下，p-n-p電晶體可以受益於改善電子沿橫向的遷移率以及改善空穴沿垂直方向的遷移率。
根據本發明，通常，對於n-p-n BJT，藉助於產生橫向壓應變來改善空穴沿橫向的遷移率，而藉助於產生垂直張應變來改善電子沿垂直方向的遷移率。對於p-n-p BJT，藉助於產生橫向張應變來改善電子沿橫向的遷移率，而藉助於產生垂直壓應變來改善空穴沿垂直方向的遷移率。
以下主要來描述是為BJT的n型(n-p-n)雙極器件。
根據本發明，通常，張應變沿電子流動的方向(圖中的垂直方向)被施加到器件的本徵部分(包括發射極、基極、以及收集極)，而壓應變沿空穴流動的方向(圖中的橫向)被施加，因為空穴主要沿這一方向在基極層內流動，且由壓應變改善的空穴遷移率有利地影響基極端子的電阻。
根據本發明，通常，形成一種結構，其中，張應變通過覆蓋的壓應力氮化物膜被施加在器件的本徵基極。通過如上所述提高空穴遷移率，這改善了本徵基極電阻。這也引起器件發射極下方沿電子流動方向的垂直張應變，增強了器件的電子流並改善了電子渡越時間以及發射極和收集極入口電阻。
根據本發明，提高雙極器件中電荷載流子遷移率的方法包含下列步驟在器件中產生張應變，以便提高器件中電子的遷移率，以及在器件中產生壓應變，以便提高器件中空穴的遷移率。此器件可以是BJT。對於是為n-p-n電晶體的BJT，空穴沿橫向的遷移率被提高，而電子沿垂直方向的遷移率被提高。對於是為p-n-p電晶體的BJT，電子沿橫向的遷移率被提高，而空穴沿垂直方向的遷移率被提高。
利用鄰近器件發射極結構和器件基極膜頂部的應力膜，來產生壓應變和張應變。以這種方式，壓應變和張應變位於器件本徵部分緊鄰。應變膜被排列在器件本徵部分緊鄰。應變膜的適當材料是氮化物。
根據本發明，雙極器件包含收集極區、排列在收集極區頂部上的基極膜、形成在基極層頂部上的發射極結構、以及排列在發射極結構附近和基極膜頂部上的應力膜。依賴於雙極器件的極性，此應力膜可以是張應變膜或壓應變膜。
發射極結構可以是「T形」的，它具有直立部分頂部上的橫向部分，直立部分的底部與基極膜形成接觸，且橫向部分在基極膜之上突出(overhang)。
根據參照附圖進行的下列描述，本發明的結構、工作、以及優點將變得更為明顯。這些附圖是說明性的，而不是限制性的。
為了說明的簡潔，一些附圖中的某些元件可以被省略或不按比例繪製。為了說明的簡潔，剖面圖可以是「切片」形式或「近視」剖面圖，省略了「真實」剖面圖中可以看到的某些背景線條。
在下述的附圖中，參考號和圖例(標籤，文字描述)二者常常可以被用來指明元件。若提供了圖例，則這些圖例僅僅被認為為對讀者的幫助，而決不應該被解釋為限制。
通常，各個圖中相似的元件可以用相似的參考號來表示，在此情況下，典型地至少二個重要數字可以是相同的，最重要的數字是附圖的編號。
圖1是現有技術BJT的示意圖，示出了一般化的雙極電晶體結構及其工作的一些基本原理，特別是電荷的流動。
圖2是BJT的簡化剖面圖，示出了根據現有技術的發射極結構的具體類型。
圖3是根據本發明技術製造的BJT的簡化剖面圖。
圖4和4A-4F是根據本發明的用來製造BJT的一系列步驟的剖面圖。
圖5是根據本發明的圖4和4A-4F所示步驟製作的成品BJT的剖面圖。
圖6曲線示出了根據本發明的BJT中的橫向應力。
圖7曲線示出了根據本發明的圖6的BJT中的垂直應力。
圖8曲線示出了根據本發明的圖6的BJT中的應力。
具體實施例方式
在下面的描述中，為了提供對本發明的透徹理解，提出了大量細節。本技術領域熟練人員要理解的是，在仍然達到本發明的結果的同時，這些具體細節的各種變化是可能的。但為了避免不必要地使本發明的描述難以理解，可以不詳細地描述那些眾所周知的加工步驟。
各種材料(例如二氧化矽)可以用它們的正式名稱和/或通用名稱以及它們的化學式來表示。數目可以存在於正常格式中而不是作為下標。例如，二氧化矽可以被簡稱為「氧化物」，化學式為SiO2。例如，氮化矽(化學比為Si3N4，常常縮寫為「SiN」)可以被簡稱為「氮化物」。
在下面的描述中，可以為本發明的說明性實施方案提供示例性尺寸。此尺寸不應該被解釋為限制。它們可以被用來提供一種比例的了解。一般地說，重要的是各種元件之間的關係、它們所處的地點、它們的對比組成、以及有時它們的相對尺寸。
圖2示出了製作在半導體襯底(未具體示出)中的現有技術的BJT 200。此BJT包含收集極區202、排列在收集極區202頂部上的基極膜204、以及形成在基極層208頂部上的發射極結構206。這種發射極結構被稱為「T形」發射極，它具有其頂部上是一個水平(橫向)部分的垂直(直立)部分。發射極結構206典型地由多晶矽組成。發射極結構206的直立部分的底部形成到基極膜204的接觸，並在環繞此接觸的區域內，發射極多晶矽由典型為二氧化矽的絕緣體208在基極膜204之上突出。用本技術領域熟練人員眾所周知的步驟(例如接觸形成等)來完成器件200。例如在美國專利No.5117271和6667489中，可以找到這種BJT的例子，因此不再贅述。在本例子中，絕緣體208鄰近發射極結構206的直立部分，並在基極膜204的(頂部)表面上。
圖3示出了一般是圖2所示類型但根據本發明的技術製造的BJT300。BJT 300包含收集極區302、排列在收集極區302頂部上的基極膜304、以及形成在基極層304頂部上的發射極結構306。通常，藉助於清除絕緣體層208並代之以(塗敷)在器件本徵區內產生應變的膜308，來產生器件中的應變。「應力」膜308優選在此區域內產生壓應變和張應變二者。在本例子中，膜308鄰近發射極結構306的直立部分，並在基極膜304的頂部上。由於膜308緊鄰器件的本徵部分，故被排列在此區域內。(器件的本徵區是直接在發射極多晶矽的垂直部分下方，致使包圍載流子從中性發射極到中性收集極中的流動的區域。提供連接的部分即發射極多晶矽、不在發射極多晶矽下方的基極層部分、以及大部分收集極層，被認為是非本徵的)。
對於n型(n-p-n)BJT，膜308是壓應變膜。由於發射極的T形結構和膜308的位置，即鄰近發射極結構和基極膜頂部上，故膜308沿垂直(如所見)方向施加張應變，而沿水平方向施加壓應變。(對於p型(p-n-p)器件，此膜可能是張應變膜，導致沿垂直方向的壓應變和沿水平方向的張應變)。
藉助於清除先前的氧化物膜，並代之以故意的應力膜，應變可以被置於(位於)緊鄰器件本徵區處。載流子遷移率和飽和速度得到的提高具有提供更高的電流驅動和更短的渡越時間以改善RF器件性能的效果。
通常，在工藝後期來清除氧化物208，並在工藝中儘可能晚澱積膜308，以便保留應變。至少具有0.5GPa本徵應力的應力氮化物膜適合於用作膜308。
示例性實施方案圖4以及4A-4F示出了用來形成根據本發明的BJT實施方案的一系列步驟。圖5示出了根據圖4以及4A-4F所示步驟製作的成品BJT。
如圖4所示，多個分隔開的淺溝槽406a、406b、406c被形成在已經被澱積在重摻雜(n+)的單晶矽半導體子收集極或襯底402上的輕摻雜(n-)的矽半導體材料外延層404中。淺溝槽406a、406b、406c被隔離氧化物408填充。用眾所周知的共形氧化物澱積和氧化物拋光步驟或使氧化物408的表面達到與外延層404的表面相同的水平的其它方法，來適當地形成隔離氧化物408。此時，對層404最右邊的溝槽406b與406c之間的直立部分即臺面410執行離子注入步驟，使之重摻雜到與襯底402相同的濃度和導電類型。用眾所周知的光刻和離子注入步驟來適當地進行離子注入。層404的直立部分即臺面410將最終形成貫通襯底402的子收集極，這是圖4J器件的子收集極。層404最左邊的溝槽406a與406b之間的直立部分即臺面402，最終將形成成品BJT的收集極。
可以可選地形成深溝槽(未示出)。可以可選地形成CMOS層(未示出)。(見例如美國專利No.6448124)。
在臺面410/412的離子注入之後，腐蝕停止材料層(優選為二氧化矽)416和多晶矽薄層418被澱積在臺面410和412的表面上以及隔離氧化物408上。這一組層提供了使臺面410免受稍後加工影響的保護，還提供了促進下一步驟外延生長的初始層。對應於區域412並重疊區域406a和406b的區域通過光刻被確定，且薄的多晶矽層418被腐蝕，停止於薄的腐蝕停止層416上。然後，優選採用諸如稀釋HF之類的溼法腐蝕工藝，來腐蝕層416，暴露臺面412的表面。
接著，如圖4A所示，用非選擇性的外延澱積技術，矽半導體材料的層420被澱積在臺面412的表面上以及隔離氧化物408上。層420澱積成氧化物408上的多晶材料、臺面412表面上的單晶材料、以及保留在416上的薄多晶矽層上的多晶矽。層420未被摻雜。層420中包括的是被摻雜成具有p導電類型的一個薄的部分。層420將形成BJT的基極。層420也可以包括矽鍺合金(SiGe)，以便形成異質結雙極電晶體(HBT)。此層420在臺面412上(窗口中)以及在層416和418上的厚度約為10-50nm。
可以用分別在氧化物區408以及臺面410和412上提供所需多晶區和單晶區的眾所周知的外延澱積技術，來澱積層420。
優選的方法是用低溫外延(LTE)技術來澱積層420。硼可以被用作p導電類型摻雜劑，並可以具有每立方釐米5×1018-5×1019的摻雜濃度。用這種方式，藉助於以眾所周知的方式在澱積步驟中簡單地引入適當的組分，澱積的層420就由硼摻雜的矽或矽/鍺組成。
半導體襯底402、層404、418、以及420優選都由矽半導體材料組成。但應該理解的是，也可以採用砷化鎵那樣的其它半導體材料。而且，在圖4A中，諸如襯底402以及臺面410和412之類的摻雜的半導體區都是n導電類型的，但這些區域也可以是p導電類型的而不偏離本發明的構思。典型的n導電類型摻雜劑是磷、砷、和銻。
接著，如圖4B所示，在澱積層420之後，澱積氧化物層422和氮化物層424。可以以半導體製造技術領域的熟練人員眾所周知的方式來澱積這些層。或者，倘若在不導致本徵基極摻雜劑在層420中過量擴散的條件下發生氧化，則可以用眾所周知的現有技術來熱生長氧化物層422。
接著，用常規光刻技術，對氮化物層424開窗口，以便具有其中要形成發射極的窗口426。用下方氧化物422作為腐蝕停止層，氮化物424被適當地腐蝕。最後，(如圖4C所示)，氧化物422被腐蝕，以便在窗口426中暴露基極層420。
接著，如圖4C所示，藉助於澱積並圖形化多晶矽，來形成發射極430。為了對多晶矽進行圖形化，首先在多晶矽上澱積一個硬掩模(例如氧化物)432，進行光刻圖形化，並腐蝕，在窗口426上留下比窗口426更寬的多晶矽。這就導致所示的「T形」發射極結構。最後，澱積並腐蝕氧化物側壁隔墊434。注意，發射極的底部與基極層420相接觸。
接著，如圖4D所示，整個清除氮化矽膜424。可以用諸如熱磷酸腐蝕之類的溼法腐蝕工藝來完成這一步，從而導致「T形」發射極的垂直部分和水平部分的下側被暴露。最後，氧化矽422以及下方的基極多晶矽420和矽418被圖形化和腐蝕(在此圖及隨後各圖中分別被標為422』和420』)。多晶矽膜420和418的腐蝕採用層416作為腐蝕停止層，致使貫通臺面區不受此腐蝕影響。
接著，如圖4E所示，氧化物膜416被腐蝕掉，以便暴露層420』和貫通區域410。可以用較低的腐蝕速率或較大的厚度來建造氧化物層434和432，使之在清除416之後仍然保留。例如，可以通過臭氧TEOS工藝來澱積層416導致高腐蝕速率，並可以用CVD工藝來澱積層434和432導致較低腐蝕速率。也如圖4E所示，通過金屬濺射澱積、反應、以及轉換的眾所周知的工藝來形成矽化物層440a、440b、以及440c。由於矽化物僅僅形成在暴露的矽層上，故不形成在氧化物層上。由於金屬通過濺射工藝被澱積，故不澱積在層430的突出區域下方，使區域420」沒有矽化物。
接著，如圖4F所示，共形應力膜450(與308比較)被澱積，覆蓋所有暴露的表面。典型地用PECVD或RTCVD工藝來澱積此膜。在PECVD工藝的情況下，通過對澱積條件的RF功率的修正而施加應力，而在RTCVD的情況下，通過修正前體來施加應力。為了使之有相當比例，示例性的大致尺寸為-臺面412的寬度(橫向尺寸)300-1000nm-臺面410的寬度200-700nm-氧化物406a、406b、406c的厚度(垂直尺寸)200-400nm-發射極的總高度100-200nm-發射極在「T」頂部處的寬度150-800nm-「T」頂部的厚度50-100nm-發射極垂直部分的寬度50-200nm-發射極垂直部分的高度50-100nm-基極膜420(420』，420」)的厚度10-50nm-下方膜422的厚度20-100nm-矽化物440的厚度20-60nm
-應力膜450的厚度10-50nm。
在圖5所示的最後一組步驟中，藉助於製造線條中間(MOL)的氧化物介質452和電極454a、b、c、d，而完成BJT器件400的加工。電極454a延伸到矽化物440a。硬掩模432被開窗口，使電極454b能夠延伸到發射極430。電極454c延伸到矽化物440b。電極454d沿伸到臺面410上的矽化物440c。
如上所述，對於n-p-n電晶體，藉助於產生橫向壓應變，應力膜450改善了空穴沿橫向的遷移率，並藉助於產生垂直張應變而改善了電子沿垂直方向的遷移率。對於p-n-p電晶體，藉助於產生橫向壓應變，應力膜450改善了電子沿橫向的遷移率，並藉助於產生垂直張應變而改善了空穴沿垂直方向的遷移率。
如圖4F所示，應力膜被「開槽口」，沒有填充「T形」發射極430水平頂部下方的整個空間。這無關緊要，此空間也可以被填充。
但應該理解的是，本發明同樣可應用於簡單矩形(剖面)而非T形的發射極結構的情況。(關於形態表示，假定你願意，發射極結構沒有突出的垂直部分)。通常重要的是-應力膜(450)被排列成鄰近發射極並在基極層上。
-應力膜橫向延伸到基極接觸電極454a和454c(圖5)。
-應力膜包含大於0.5GPa的本徵應力。
模擬結果圖6-8示出了應力膜的模擬效應。
圖6示出了感興趣的半個器件區的剖面圖。二個軸都是距離，單位是微米。為了模擬效果僅僅示出了半個器件。受壓應力的氮化物膜處於基極膜的頂部。表示橫向應力的等應力線被示於結構中。在發射極層垂直部分下方，橫向應力是壓應力，基極膜與發射極膜之間界面附近的應力最大。在壓縮的氮化物膜下方，基極層處於伸張狀態，也是表面附近幅度最大。
圖7示出了與圖6相同的結構，也具有表示垂直應力的等應力線。二個軸都是距離，以微米表示。此處，發射極膜下方的基極膜處於垂直伸張狀態，表面附近的幅度最大。圖7還示出了一個水平「分割線」，它表示圖8中曲線的應力定量的位置。
圖8示出了分割線位置處的應力曲線。水平軸是距離，以微米表示，垂直軸是以應力單位表示。正值(水平線以上)表示受張應力的膜。負值(水平線以下)表示受壓應力的膜。本徵器件的邊沿(其中電子垂直通過此分割線流動)位於尺度0.10微米處。
此二組數據表示橫向應力(SXX)和垂直應力(SYY)，且能夠看到在器件的本徵部分內存在著垂直張應力和橫向壓應力。
這顯示出壓縮的氮化矽膜具有在這種器件的本徵部分內產生垂直張應力和橫向壓應力的所希望的性質。
雖然就一些優選實施方案而論已經描述了本發明，但對於本技術領域的其他熟練人員來說，閱讀和理解本說明書和附圖時，將出現一些等效的改變和修正。特別是關於上述各個組成部分(裝配件、器件、電路等)執行的各種功能，除非另有說明，否則，雖然結構上不等效於執行此處公開的所述本發明示例性實施方案中的功能的結構，用來描述這種組成部分的術語(包括「裝置」)也被認為對應於執行所述組成部分的特定功能的任何組成部分(亦即功能上等效)。此外，雖然僅僅就幾個實施方案之一而言已經公開了本發明的一個具體特點，但當可能需要以及對任何給定或特殊的應用有利時，這一特點可以與其它實施方案的一個或多個特點進行組合。
權利要求
1.一種提高雙極器件中電荷載流子的遷移率的方法，它包含下列步驟在器件中產生壓應變，以便提高器件中空穴的遷移率；以及在器件中產生張應變，以便提高器件中電子的遷移率。
2.權利要求1的方法，其中雙極器件是n-p-n電晶體；且空穴遷移率沿橫向被提高，而電子遷移率沿垂直方向被提高。
3.權利要求1的方法，其中雙極器件是p-n-n電晶體；且電子遷移率沿橫向被提高，而空穴遷移率沿垂直方向被提高。
4.權利要求1的方法，它包括通過將應力膜塗敷到器件的發射極結構鄰近以及器件的基極膜頂部上而產生壓應變和張應變的步驟。
5.權利要求1的方法，它包括將壓應變和張應變定位在器件的本徵部分的緊鄰處的步驟。
6.權利要求1的方法，它包括通過將應力膜塗敷到器件的本徵部分的緊鄰處而產生壓應變和張應變的步驟。
7.權利要求1的方法，其中，應力膜包含氮化物。
8.權利要求1的方法，其中，應力膜的本徵應力至少為0.5GPa。
9.一種雙極器件，它包含收集極區；設置在收集極區頂部上的基極膜；形成在基極層頂部上的發射極結構；以及設置在發射極結構鄰近以及基極膜頂部上的應力膜。
10.權利要求9的雙極器件，其中，應力膜被設置在器件本徵部分的緊鄰處。
11.權利要求9的雙極器件，其中發射極結構是「T形的」，在直立部分的頂部上具有一個橫向部分；直立部分的底部與基極膜形成接觸；且橫向部分在基極膜之上突出。
12.權利要求9的雙極器件，其中，應力膜是壓縮膜。
13.權利要求9的雙極器件，其中，應力膜是伸張膜。
14.權利要求9的雙極器件，其中，應力膜包含氮化物。
15.權利要求9的雙極器件，其中，應力膜的本徵應力至少為0.5GPa。
16.一種雙極器件，它包含用來在器件中產生壓應變以便提高器件中電子的遷移率的裝置；以及用來在器件中產生張應變以便提高器件中空穴的遷移率的裝置。
17.權利要求16的雙極器件，其中，壓應變和張應變被定位在器件的本徵部分的緊鄰處。
18.權利要求16的雙極器件，其中，用來產生壓應變和張應變的裝置是設置在器件本徵部分的緊鄰處的應力膜。
19.權利要求18的雙極器件，其中，應力膜包含氮化物。
20.權利要求18的雙極器件，其中，應力膜的本徵應力至少為0.5GPa。
全文摘要
通過在器件中產生壓應變以提高電子在器件中的遷移率以及在器件中產生張應變以提高空穴在器件中的遷移率，提高了電荷載流子在雙極(BJT)器件中的遷移率。藉助於將應力膜塗敷在器件的發射極結構鄰近以及器件的基極膜頂部上，來產生壓應變和張應變。以這種方式，壓應變和張應變被定位在器件本徵部分的緊鄰處。應力膜的適當材料是氮化物。發射極結構可以是「T形的」，它具有直立部分頂部上的橫向部分，直立部分的底部與基極膜形成接觸，且橫向部分懸掛在基極膜之上。
文檔編號H01L29/73GK1725453SQ20051008325
公開日2006年1月25日 申請日期2005年7月7日 優先權日2004年7月20日
發明者杜雷塞蒂·齊達姆巴勞, 格裡戈裡·G.·弗裡曼, 馬爾萬·哈特 申請人:國際商業機器公司