Dark-field holography, a new transmission electron microscopy technique for mapping strain distributions at the nanoscale, is used to characterize strained-silicon n-type transistors with a channel width of 65 nm. The strain in the channel region, which enhances electron mobilities, is engineered by recessed Si0.99C0.01 source and drain stressors. The strain distribution is measured across an array of five transistors over a total area of 1.6μm wide. The longitudinal tensile strain reaches a maximum of 0.58%±0.02% under the gate oxide. Theoretical strain maps obtained by finite element method agree well with the experimental results.

1.
The International Technology Roadmap for Semiconductors, Edition 2007, Process Integration, Devices & Structures.
2.
M. L.
Lee
,
E. A.
Fitzgerald
,
M. T.
Bulsara
,
M. T.
Currie
, and
A.
Lochtefeld
,
J. Appl. Phys.
97
,
011101
(
2005
).
3.
E. A.
Fitzgerald
,
Mater. Sci. Eng., B
124
,
8
(
2005
).
4.
S. E.
Thompson
,
G.
Sun
,
Y. S.
Choi
, and
T.
Nishida
,
IEEE Trans. Electron Devices
53
,
1010
(
2006
).
5.
D. A.
Antoniadis
,
I.
Aberg
,
C.
Ni Chleirigh
,
O. M.
Nayfeh
,
A.
Khakifirooz
, and
J. L.
Hoyt
,
IBM J. Res. Dev.
50
,
363
(
2006
).
6.
S.
Ito
,
H.
Namba
,
T.
Hirata
,
K.
Ando
,
S.
Koyama
,
N.
Ikezawa
,
T.
Suzuki
,
T.
Saitoh
, and
T.
Horiuchi
,
Microelectron. Reliab.
42
,
201
(
2002
).
7.
C. H.
Chen
,
T. L.
Lee
,
T. H.
Hou
,
C. L.
Chen
,
C. C.
Chen
,
J. W.
Hsu
,
K. L.
Cheng
,
Y. H.
Chiu
,
H. J.
Tao
,
Y.
Jin
,
C. H.
Diaz
,
S. C.
Chen
, and
M. S.
Liang
,
Dig. Tech. Pap. - Symp. VLSI Technol.
2004
,
56
.
8.
G.
Eneman
,
P.
Verheyen
,
R.
Rooyackers
,
F.
Nouri
,
L.
Washington
,
R.
Schreutelkamp
,
V.
Moroz
,
L.
Smith
,
A.
De Keersgieter
,
M.
Jurczak
, and
K.
De Meyer
,
IEEE Trans. Electron Devices
,
53
,
1647
(
2006
).
9.
Y.
Liu
,
O.
Gluschenkov
,
J.
Li
,
A
Madan
,
A.
Ozcan
,
B.
Kim
,
T.
Dyer
,
A.
Chakravarti
,  
K.
Chan
,  
C.
Lavoie
,  
I.
Popova
,  
T.
Pinto
,
N.
Rovedo
,
Z.
Luo
,
R.
Loesing
,
W.
Henson
, and  
K.
Rim
,
Dig. Tech. Pap. - Symp. VLSI Technol.
2007
,
44
.
10.
C. J.
Chui
,
K. W.
Ang
,
N.
Balasubramanian
,
M. F.
Li
,
G. S.
Samudra
, and
Y. C.
Yeo
,
IEEE Trans. Electron Devices
54
,
249
(
2007
).
11.
K. W.
Ang
,
J.
Lin
,
C. H.
Tung
,
N.
Balasubramanian
,
G.
Samudra
, and
Y. C.
Yeo
,
Dig. Tech. Pap. - Symp. VLSI Technol.
2007
,
42
.
12.
J.
Huang
,
M. J.
Kim
,
P. R.
Chidambaram
,
R. B.
Irwin
,
P. J.
Jones
,
J. W.
Weijtmans
,
E. M.
Koontz
,
Y. G.
Wang
,
S.
Tang
, and
R.
Wise
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
063114
(
2006
).
13.
P.
Zhang
,
A. A.
Istratov
,
E. R.
Weber
,
C.
Kisielowski
,
H. F.
He
,
C.
Nelson
, and
J. C. H.
Spence
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
161907
(
2006
).
14.
W.
Zhao
,
G.
Duscher
,
G.
Rozgonyi
,
M. A.
Zikry
,
S.
Chopra
, and
M. C.
Ozturk
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
191907
(
2007
).
15.
K.
Usada
,
Y.
Numata
,
T.
Irisawa
,
N.
Hirashita
, and
S.
Takegi
,
Mater. Sci. Eng., B
124-125
,
143
(
2005
).
16.
F.
Hüe
,
M. J.
Hÿtch
,
F.
Houdellier
,
J. M.
Hartmann
,
H.
Bender
, and
A.
Claverie
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
156602
(
2008
).
17.
M. J.
Hÿtch
,
F.
Houdellier
,
F.
Hüe
, and
E.
Snoeck
,
Nature (London)
453
,
1086
(
2008
).
18.
M. J.
Hÿtch
,
F.
Houdellier
,
F.
Hüe
, and
E.
Snoeck
, Patent Application No. FR 07 06711 (pending).
19.
K. J.
Hanszen
,
J. Phys. D
19
,
373
(
1986
).
20.
P.
Favia
,
D.
Klenov
,
G.
Eneman
,
P.
Verheyen
,
M.
Bauer
,
D.
Weeks
,
S. G.
Thomas
, and
H.
Bender
, in
Strain Study in Transistors with SiC and SiGe Source and Drain by STEM Nano Beam Diffraction
, edited by
S.
Richter
and
A.
Schwedt
(
EMC
,
Springer Berlin Heidelberg
,
2009
) Vol.
2
, pp.
15
16
.
21.
H.
Itokawa
,
N.
Yasutake
,
N.
Kusunoki
,
S.
Okamoto
,
N.
Aoki
, and
I.
Mizushima
,
Appl. Surf. Sci.
254
,
6135
(
2008
).
22.
P.
Verheyen
,
V.
Machkaoutsan
,
M.
Bauer
,
D.
Weeks
,
C.
Kerner
,
F.
Clemente
,
H.
Bender
,
D.
Shamiryan
,
R.
Loo
,
T.
Hoffmann
,
P.
Absil
,
S.
Biesemans
, and
S. G.
Thomas
,
IEEE Electron Device Lett.
29
,
1206
(
2008
).
23.
E.
Snoeck
,
P.
Hartel
,
H.
Mueller
,
M.
Haider
and
P. C.
Tiemeijer
,
Proceedings of the International Microscopic Conference
(
IMC 16
,
Sapporo
,
2006
) Vol.
2
, p.
730
.
24.
F.
Houdellier
,
M. J.
Hÿtch
,
F.
Hüe
, and
E.
Snoeck
,
Advances in Imaging and Electron Physics
, edited by
P. W.
Hawkes
(
Elsevier
,
Amsterdam
,
2008
), Vol.
153
, Chap. 6, pp.
1
36
.
25.
M. J.
Hÿtch
,
E.
Snoeck
, and
R.
Kilaas
,
Ultramicroscopy
74
,
131
(
1998
).
26.
Y. C.
Yeo
and
J. S.
Sun
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
023103
(
2005
).
27.
J. M.
Hartmann
,
T.
Ernst
,
V.
Loup
,
F.
Ducroquet
,
G.
Rolland
,
D.
Lafond
,
P.
Holliger
,
F.
Laugier
,
M. N.
Séméria
, and
S.
Deleonibus
,
J. Appl. Phys.
92
,
2368
(
2002
).
28.
V.
Le Thanh
,
C.
Calmes
,
Y.
Zheng
, and
D.
Bouchier
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
43
(
2002
).
29.
N.
Cherkashin
,
M. J.
Hÿtch
,
F.
Houdellier
,
F.
Hüe
,
V.
Paillard
,
A.
Claverie
,
A.
Gouyé
,
O.
Kermarrec
,
D.
Rouchon
,
M.
Burdin
, and
P.
Holliger
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
141910
(
2009
).
You do not currently have access to this content.