Р-мон-транзистор

1. р-МОН-транзистор, що складається з монокристалічної напівпровідникової підкладинки nтипу, каналу у вигляді епітаксійної монокристалічної напівпровідникової плівки р-типу, деформуючої монокристалічної епитаксійної плівки, плівки діе 3 36772 стискується в напрямку {111}. Деформація каналу в напрямку {111}, яка викликає поздовжній і ензорезистивний ефект, дозволяє збільшити рухливість дірок в каналі на 35-40%, і, таким чином, збільшити, також на 35-40%, крутизну ВАХ та граничну частої у переключення. Задачею корисної моделі є підвищення робочої частоти та крутизни ВАХ транзисторів за рахунок підвищення рухливості дірок в р-каналі транзистора, не збільшуючи де формації каналу. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в р-МОН транзисторі, який складається з монокристалічної напівпровідникової підкладинки nтипу, каналу у вигляді епітаксійної напівпровідникової монокристалічної плівки р-типу, монокристалічної деформуючої епітаксійної плівки, плівки діелектрика і металічного затвору, а підкладинка, епітаксійна плівка для каналу і деформуюча плівка виконані в кристалографічному напрямку {100}. р-МОН транзистор відрізняється також тим, що деформуюча епітаксіна плівка виконана з Si1xGe x. р-МОН транзистор відрізняється також тим., що деформуюча спитаксійна плівка з Si1-xGex нанесена суцільною між підкладинкою і каналом. р-МОН транзистор відрізняється також тим, що деформуюча епітаксійна плівка з Si1-xGex нанесена по обидві сторони каналу. р-МОН транзистор відрізняється також тим, що деформуюча епітаксійна плівка виконана з сіліциду нікелю і нанесена поверх затвора транзистора. Авторами виявлено, то при виконанні підкладинки, епітаксійної плівки для каналу і деформуючої епітаксійної плівки в кристалографічному напрямку {100}, тобі о при створенні деформації каналу в напрямку {010}, рухливість дірок в рканалі напівпровідникового транзистора порівняно з прототипом збільшується на 35-40% при деформації, яка в 1,2 рази є меншою за деформацію рканалу, деформованого в напрямку {111} [3]. Це дає можливість збільшити робочу частоту і крутизну ВАХ приладів також на 35-40% при менших в ~1,2 рази деформаціях кремнієвого каналу і в 1,3 рази менших деформаціях германієвого каналу в порівнянні з прототипом. При виконанні деформуючої епітаксійної плівки з Si1-xGex суцільною між підкладинкою і каналом (Фіг.1) відбувається деформація р-каналу на розтяг в напрямку {010}. При нанесенні деформуючої епітаксійної плівки з Si1-xGex, по обидві сторони каналу (Фіг.2) відбувається стискування р-каналу в напрямку {010}. При нанесенні деформуючої епітаксійної плівки з сіліциду нікелю поверх затвора (Фіг.3) також відбувається розтяг каналу в напрямку {010}. В усіх цих випадках відбувається збільшення рухливості дірок в р-каналі транзистора порівняно з прототипом. Крім того, одновісна деформація як стискування, так і розтягу в напрямку {010} на відміну від прототипу викликає крім поздовжнього також і поперечний тензоефект, які приводять майже до однакового збільшення рухливості дірок в каналі. Це дозволяє більш економне розміщувати розводку мікросхем з врахуванням конкретної їх топології, що при нанорозмірах тран 4 зисторів буде визначати (поряд з іншими факторами) щільність розміщення транзисторів на одній і тій же площі чіпа. 1. На підкладинку з монокристалічного nкремнію (1) Фіг.1 кристалографічного напрямку {100} (товщиною 100-200 мікрон) наноситься суцільна деформуюча епітаксійна плівка Si1-xGex в напрямку {100} (товщиною 15-20 нанометрів) (2), на яку наноситься канал з епітаксійного р-кремнію (3) з кристалографічним напрямком {100} (товщиною 5-10 нанометрів). На неї нанесено тонкий шар діелектрика з SіО2 (товщиною 2-5 нанометрів) (4), Далі наноситься металічний затвор (товщиною ~50 нанометрів) (5). Оскільки канал одержує деформацію розтягу в площині каналу в напрямку {100} (вздовж каналу), то це і приводить до підвищення рухливості дірок в каналі транзистора, як для поздовжнього, так і для поперечного ТР ефекту. Таким чином, одержуємо підвищення рухливості в каналі р-МОН-транзистора на 35-40%, що обумовлює підвищення робочої частоти також на 35-40% при деформаціях в 1.2 рази менших ніж в прототипі - Фіг.1. 2. На підкладинку з монокристалічного nкремнію (1), орієнтовану в напрямку {100} (товщиною 100-200 мікрон), безпосередньо наноситься рканал (3) Фіг.2 (у вигляді епітаксійної плівки ркремнію також орієнтований в напрямку {100} і в витравлені заглиблення з обох сторін каналу наноситься деформуюча (на стискування каналу) епітаксійна плівка S1-xGex орієнтована також в напрямку {100} (товщиною 25-35нанометрів) (2). Нанесена безпосередньо на підкладинку епітаксійна плівка кремнію р-типу з орієнтацією {100} буде піддаватися, в даному випадку,, деформації стискування вздовж каналу. В якості Ізолюючого шару використовується шар діелектрика з оксиду кремнію (товщиною 2-5 манометрів) або з епітаксійної плівки НfO2 (товщиною до 5 нанометрів) (4). Зверху наноситься металічний затвор (5) - Фіг.2. Зростання рухливості в каналах р-МОН транзисторів на 35-40% відбувається відповідно при деформаціях в 1,2 рази менших в Si і в 1,3 рази менших в кристалах германію в порівнянні з прототипом [3]. 3. На підкладинку (1) з монокристалічного пгерманію Фіг.2, орієнтовану в напрямку {100} (товщиною 100-200 мікрон) наноситься епітаксією безпосередньо канал Із плівки германію р-типу (3) (товщиною 5-10 нанометрів), який буде орієнтовано також в напрямку {100}, а в витравлені заглиблення з обох боків каналу наноситься також епітаксією деформуюча плівка Si1-xGe x (товщиною 2535нм) (2). Канал буде піддаватися деформації стискування (вздовж каналу), що дозволяє підвищити р ухливість носіїв струм у в каналі р-МОН приладу на 35-40% при деформації 1,3 рази меньших в порівняні з прототипом. У якості Ізолюючого шару може бути використана плівка НfO2 (товщиною до 5 нанометрів) - високоємнісний діелектрик, який в даний час використовується в інтегральній технології завдяки тому, що його кристалічна структура співпадає з структурою германію (кремнію) (4), Можливе також використання і шару оксиду кремнию (SiО2) (товщиною 2-5 нано 5 36772 метрів) (4). Після чого наноситься металічний затвор (5) Фіг.2. 4. На підкладинку з монокристалічного nкремнію (1) Фіг.3, орієнтовану в напрямку {100} (товщиною 100-200 мікрон) наноситься епітаксією безпосередньо р-канал у вигляді епітаксійної плівки р-кремнію (2) (товщиною 5-10 нанометрів), який також буде орієнтовано в напрямку {100} Далі наноситься шар оксиду кремнію (SіО2) (3) (товщиною 2-5 нанометрів). Після чого наноситься металічний затвор (4), поверх якого наноситься плівка з сіліциду нікелю (5), яка буде розтягувати канал рМОН транзистора. Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 6 В усі х ци х прикладах може використовуватися як поперечний, так і поздовжній ТР ефекти з майже однаковим збільшенням рухливості носіїв струму, оскільки анізотропія ТР ефекту змінюється зі збільшенням тиску з m^ < mII до m^ < mII . Джерела інформації: 1. У. Тилл, Дж. Лаксон Интегральные схемы. Москва. МИР. 1985. с.225-242. 2. Chani et aL IEDM Techn.Dig. p.p. 978-980. 2003. 3. В.В. Коломоєць В.М. Ермаков., А.Є. Горин, Г.В. Тромова, С.І. Будзуляк. «р-МОН транзистор» патент на корисну модель №16973. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601