專利名稱：形成包括具有受應(yīng)力的信道區(qū)的場(chǎng)效晶體管的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于集成電路之形成，且尤系關(guān)于包括場(chǎng)效晶體管之半
導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之形成，該場(chǎng)效晶體管具有受應(yīng)力之信道區(qū)(stressed channel region)。
背景技術(shù)：
集成電路包括為數(shù)甚多的個(gè)別電路元件，例如晶體管、電容器及 電感器。這些元件彼此內(nèi)部連接，以形成復(fù)雜的電路，例如內(nèi)存裝置、 邏輯裝置及微處理器。藉由提高每個(gè)電路中功能性元件的數(shù)目以便增 加功能性元件之功能性、及/或藉由增加電路元件之運(yùn)作速度，可增進(jìn) 集成電路的效能。特征尺寸(feature size)之減小，可讓相同的面積上得 以形成較多的電路元件，因此可擴(kuò)展該電路的功能性，也可降低訊號(hào) 傳遞延遲，并因而使電路元件之運(yùn)作速度的增加變?yōu)榭赡堋?br>
場(chǎng)效晶體管用來(lái)作為集成電路中開(kāi)關(guān)元件(switching element),場(chǎng) 效晶體管可控制流經(jīng)位于源極區(qū)及汲極區(qū)間之信道區(qū)的電流。該源極 區(qū)及該汲極區(qū)系被高度摻雜。在N型晶體管中，該源極及汲極區(qū)系摻 雜有N型摻雜物，相反地，在P型晶體管中，該源極及汲極區(qū)系摻雜 有P型摻雜物。該信道區(qū)之摻雜反向(inverse)于該源極區(qū)及該汲極區(qū)之 摻雜。該信道區(qū)之導(dǎo)電率受控于施加至閘電極之閘極電壓，該閘電極 系形成在該信道區(qū)之上，且被薄絕緣層而與該信道區(qū)相隔開(kāi)。依據(jù)該 閘極電壓之不同，該信道區(qū)可在導(dǎo)電的"導(dǎo)通(on)"狀態(tài)及實(shí)質(zhì)上非導(dǎo)電 的"關(guān)斷(off)"狀態(tài)之間切換。
在減小場(chǎng)效晶體管之尺寸時(shí)，將該信道區(qū)維持在"導(dǎo)通"狀態(tài)之高 導(dǎo)電率系非常重要的。該信道區(qū)于該"導(dǎo)通"狀態(tài)之導(dǎo)電率系取決于該 信道區(qū)中之摻雜物濃度、電荷載子之移動(dòng)率、信道區(qū)于該晶體管之寬 度方向的擴(kuò)展及該源極區(qū)及汲極區(qū)間之距離，該距離通常系代表"信道長(zhǎng)度"。該信道區(qū)之寬度的減少會(huì)導(dǎo)致該信道導(dǎo)電率之減小，但該信道 長(zhǎng)度之減小會(huì)增加該信道導(dǎo)電率。該電荷載子移動(dòng)率之增加會(huì)導(dǎo)致該 信道導(dǎo)電率之增加。
當(dāng)特征尺寸減小時(shí)，該信道區(qū)于寬度方向之?dāng)U展也會(huì)減小。該信 道長(zhǎng)度之減小會(huì)帶來(lái)許多相關(guān)的問(wèn)題。第一，為了可靠并重復(fù)地制造 出具有短信道長(zhǎng)度之晶體管，必須引入更先進(jìn)的光微影及蝕刻
(photolithography and etching)技術(shù)。此夕卜，不論在垂直(vertical)方向或 在橫向(lateral)方向，該源極區(qū)及該汲極區(qū)中皆需要有高度復(fù)雜之摻雜 分布(dopant profile),以便提供低薄層電阻率(sheet resistivity)及低接觸 電阻率(contact resistivity)并連同希望的信道控制性(channel controllability)。
有鑒于該信道長(zhǎng)度之進(jìn)一步減小所相關(guān)的問(wèn)題，已提出藉由增加 該信道區(qū)中之電荷載子移動(dòng)率，也可增加場(chǎng)效晶體管之效能。原則上， 至少有兩種方式可用來(lái)增加該電荷載子移動(dòng)率。
第一，可減小該信道區(qū)中之摻雜物濃度。因此，電荷載子在該信 道區(qū)中之散射事件(scattering event)的機(jī)率會(huì)減小，這會(huì)導(dǎo)致該信道區(qū) 之導(dǎo)電率的增加。然而，減少該信道區(qū)中之摻雜物濃度會(huì)明顯地影響 晶體管裝置之臨限電壓。這使得減小摻雜物濃度這項(xiàng)方式較不受人青 睞。
第二，該信道區(qū)中之晶格結(jié)構(gòu)(lattice stmcture)可藉由產(chǎn)生拉伸或壓 縮應(yīng)力(tensile or compressive stress)之方式而加以修正，這會(huì)分別導(dǎo)致 電子及電洞移動(dòng)率之修正。依據(jù)該應(yīng)力之大小，壓縮應(yīng)力可明顯地增 加硅層中電洞的移動(dòng)率。藉由提供具有拉伸應(yīng)力之硅層，電子的移動(dòng) 率會(huì)增加。
在參照?qǐng)Dla至圖lb之下文中，將說(shuō)明一種形成場(chǎng)效晶體管的方 法，在該場(chǎng)效晶體管中，該信道區(qū)系形成在受應(yīng)力之硅(stressed silicon) 中。圖la顯示依照習(xí)知技術(shù)狀態(tài)制造程序的第一階段中之半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 100之示意剖面圖。
半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100包括襯底101，襯底101包括第一晶體管元件102 及第二晶體管元件103。第一晶體管元件102包括形成襯底101中之主 動(dòng)區(qū)105。閘電極110系形成于襯底101中之信道區(qū)123上，且由閘極
6絕緣層121而與襯底101相隔開(kāi)。內(nèi)側(cè)壁間隔件(spacer)109、 111及外 側(cè)壁間隔件108、 112系位于閘電極IIO之兩側(cè)。在襯底101中，源極 區(qū)107及汲極區(qū)113系形成鄰接于閘電極101。
相似地，第二晶體管元件103包括主動(dòng)區(qū)106、閘電極117、閘極 絕緣層122、內(nèi)側(cè)壁間隔件116、 118、外側(cè)壁間隔件115、 119、源極 區(qū)114、汲極區(qū)120、及信道區(qū)124。溝槽隔離結(jié)構(gòu)104提供第一晶體 管元件102及第二晶體管元件103間之電性絕緣。此外，溝槽隔離結(jié) 構(gòu)104可提供晶體管元件102、 103與半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100中其它電子元件 間之電性絕緣。
第一晶體管元件102及第二晶體管元件103以及溝槽隔離結(jié)構(gòu)104 可由光微影、蝕刻、沉積、離子注入及氧化等習(xí)知方法來(lái)形成。特別 是，主動(dòng)區(qū)105、 106、源極區(qū)107、 114、及汲極區(qū)113、 120可藉由 將摻雜物材料之離子注入半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法來(lái)形成。
在一些依據(jù)習(xí)知技術(shù)之狀態(tài)形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法之例子中，第 一晶體管元件102可為N型晶體管，而第二晶體管元件103可為P型 晶體管。在此等方法中，主動(dòng)區(qū)105可包括P型摻雜物，而主動(dòng)區(qū)106 可包括N型慘雜物。源極區(qū)107及汲極區(qū)113包括N型摻雜物。源極 區(qū)114及汲極區(qū)120包括P型摻雜物。在離子注入程序中，場(chǎng)效晶體 管元件102、 103之其中一者可由屏蔽(mask)所覆蓋，該屏蔽例如可包 括光阻(photoresist)，而場(chǎng)效晶體管元件102、 103之另一者系以離子所 照射(irradiate)。因此，可避免不希望之引入與晶體管元件102、 103之 類型不同的摻雜物。
在源極區(qū)107、 114及汲極區(qū)113、 120之形成過(guò)程中，可對(duì)晶體 管元件102、 103之各者實(shí)施復(fù)數(shù)種注入程序。首先，離子注入程序可 在內(nèi)側(cè)壁間隔件109、 111、 116、 118及外側(cè)壁間隔件108、 112、 115、 119形成前先形成。之后，內(nèi)側(cè)壁間隔件109、 111、 116、 118可藉由 數(shù)種已知的方法來(lái)形成，該等已知的方法包括等向性沉積(isotmpic deposition)材料層及異向性t蟲(chóng)亥ij程序(anisotropic etching process)。
在內(nèi)側(cè)壁間隔件109、 111、 116、 118形成后，可實(shí)施第二離子注 入程序。在該第二離子注入程序中，內(nèi)側(cè)壁間隔件109、 111、 116、 118 吸收注入于閘電極IIO、 117附近的離子，如此一來(lái)，在該第二離子注入程序中，閘電極110、 117之附近實(shí)質(zhì)上并沒(méi)有引入任何摻雜物。因
此，摻雜物系選擇性地引入于源極區(qū)107、 114及汲極區(qū)113、 120的 部分中，該部分與閘電極110、 117間之距離系大于內(nèi)側(cè)壁間隔件109、 111、 116、 118之厚度。
之后，形成外側(cè)壁間隔件108、 112、 115、 119，并實(shí)施第三離子 注入程序。在第三離子注入程序中，內(nèi)側(cè)壁間隔件109、 111、 116、 118 及外側(cè)壁間隔件108、 112、 115、 119均會(huì)吸收注入于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100 上之離子。因此，摻雜物可選擇性地引入于源極區(qū)107、 114及汲極區(qū) 113、 120的部分中，該部分與閘電極IIO、 117間之距離系大于內(nèi)側(cè)壁 間隔件109、 111、 116、 118之厚度及外側(cè)壁間隔件108、 112、 115、 119之厚度的總和。
如此一來(lái)，藉由改變內(nèi)側(cè)壁間隔件109、 111、 116、 118之厚度、 外側(cè)壁間隔件108、 112、 115、 119之厚度及在該第一、第二及第三離 子注入程序中所施加之離子劑量(iondose)，可控制源極區(qū)107、 113及 汲極區(qū)114、 120中之摻雜物分布(dopantprofile)。因此，第一晶體管元 件102及第二晶體管元件103中便可產(chǎn)生高度復(fù)雜性的摻雜物分布。
在形成源極區(qū)107、 114及汲極區(qū)113、 120之過(guò)程中所實(shí)施之離 子注入程序中，襯底101之原子可從他們于襯底101之材料的晶格中 的位置處被推離。在現(xiàn)代之制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法中，在源極區(qū)107、 114及汲極區(qū)113、 120之形成過(guò)程中所施加之離子劑量可能足以損壞 襯底101之材料之結(jié)晶次序(crystalline order),以致于在源極區(qū)107、 114及汲極區(qū)113、 120中系得到非結(jié)晶材料。
圖lb顯示依據(jù)習(xí)知技術(shù)之狀態(tài)之制造程序的后續(xù)階段中之半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)100之示意剖面圖。襯墊層(liner layer) 125及應(yīng)力產(chǎn)生層126形成 于第一晶體管元件102及第二晶體管元件103之上。應(yīng)力產(chǎn)生層126 可包括相當(dāng)堅(jiān)硬之材料，例如氮化硅(silicon nitride),而襯墊層125可 包括二氧化硅。在形成襯墊層125及應(yīng)力產(chǎn)生層126之過(guò)程中，系采 用熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者皆知的沉積方法，例如化學(xué)氣相沉積及/或電漿增強(qiáng) 化學(xué)氣相沉禾只法(plasma enhanced chemical vapor deposition)。
應(yīng)力產(chǎn)生層126覆蓋第二晶體管元件103的部分可被移除。為了 達(dá)到這個(gè)目的，可形成包括光阻之屏蔽，該光阻系覆蓋第一晶體管元件102。之后，可實(shí)施一種用來(lái)選擇性地移除應(yīng)力產(chǎn)生層126之材料的 蝕刻程序?？墒┘釉谠撐g刻程序中所使用之蝕刻劑，如此一來(lái)，襯墊
層125實(shí)質(zhì)上便不會(huì)被該蝕刻程序所影響。因此，該蝕刻程序可在應(yīng) 力產(chǎn)生層126 —被移除時(shí)，便立即停止。應(yīng)力產(chǎn)生層126位于第一晶 體管元件102上方之部分會(huì)受到該屏蔽之保護(hù)而免于被蝕刻，并仍舊 在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100之表面上。在該蝕刻程序后，該屏蔽便可藉由已知 的光阻剝除程序(resist strip process)而被移除。
實(shí)施退火程序(annealing process)。在該退火程序中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 100暴露于升高的溫度中(elevated temperature)經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間。在該退 火程序中，源極區(qū)107、 114及汲極區(qū)113、 120中的非結(jié)晶材料會(huì)再 結(jié)晶化。在該再結(jié)晶化程序中，源極區(qū)107、 114及汲極區(qū)113、 120 中之原子適應(yīng)于(adapt)襯底101位于源極區(qū)107、 114及汲極區(qū)113、 120下方之部分的非結(jié)晶次序。因此，源極區(qū)107、 114及汲極區(qū)113、 120中可得到結(jié)晶材料。
非結(jié)晶半導(dǎo)體材料之密度可較結(jié)晶半導(dǎo)體材料為低，特別的是， 非結(jié)晶硅之密度系低于結(jié)晶硅之密度。如此一來(lái)，源極區(qū)107、 114及 汲極區(qū)113 、 120之材料傾向于減小該材料在該再結(jié)晶化程序中之體積。
在第一晶體管元件102中，應(yīng)力產(chǎn)生層126(如上所詳述的)可包括 相當(dāng)堅(jiān)硬的材料，例如像是氮化硅，可防止源極區(qū)107及汲極區(qū)113 中該材料之體積的減小，這是由于源極區(qū)107及汲極區(qū)113之材料系 黏結(jié)于應(yīng)力產(chǎn)生層126，以致于應(yīng)力產(chǎn)生層126之堅(jiān)硬性可防止應(yīng)力產(chǎn) 生層126之變形。
如此一來(lái)，源極區(qū)107及汲極區(qū)113中之原子的排列距離系大于 襯底101之材料的主體晶格常數(shù)(bulk lattice constant)。因此，第一晶體 管元件102之源極區(qū)107、汲極區(qū)113及信道區(qū)121中可產(chǎn)生固有拉伸
在第二晶體管元件103中，源極區(qū)114及汲極區(qū)120之材料的體 積于該退火程序中也許改變，因此，第二晶體管元件103之源極區(qū)114、 汲極區(qū)120、并連同信道區(qū)122實(shí)質(zhì)上可不受應(yīng)力。
也可采用退火程序，以活化(activate)源極區(qū)107、114及汲極區(qū)113、 120中之摻雜物材料，這樣，該摻雜物材料便可充當(dāng)電子施體或受體。
9在該退火程序后，應(yīng)力產(chǎn)生層126及襯墊層125可藉由蝕刻程序
來(lái)加以移除。然而，第一晶體管元件102之源極區(qū)107、汲極區(qū)113及 信道區(qū)123中之固有應(yīng)力，在應(yīng)力產(chǎn)生層126被移除后，也許仍存在。 熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者稱這種現(xiàn)象為"應(yīng)力記憶(stress memorization)"。
以上之形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法的問(wèn)題系在于，源極區(qū)107、 114及 汲極區(qū)113、 120中之摻雜物材料在退火程序中會(huì)擴(kuò)散(diffuse)，因此， 藉由該第一至第三離子注入程序所產(chǎn)生之復(fù)雜性摻雜物分布便有可能 遭到破壞(blurred)。
本揭露系相關(guān)于可避免、或至少可減小上述之問(wèn)題中之一個(gè)或更 多個(gè)問(wèn)題之效果之各種方法。
發(fā)明內(nèi)容
下文呈現(xiàn)本發(fā)明之簡(jiǎn)化的概要，以便提供本發(fā)明之某些態(tài)樣的基 本理解。此概要并非本發(fā)明之詳細(xì)概述，此概要并不打算用來(lái)確認(rèn)本 發(fā)明之關(guān)鍵或主要元件或用來(lái)描述本發(fā)明之范疇。此概要之唯一目的 僅用來(lái)以簡(jiǎn)化的形式呈現(xiàn)某些觀念，以作為稍后討論之更詳細(xì)內(nèi)容的 序曲。
依據(jù)揭露于此處之一個(gè)例示實(shí)施例， 一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法 包括提供半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括第一晶體管元件及第二晶體 管元件。該第一晶體管元件包括至少一個(gè)第一非結(jié)晶區(qū)(amorphous region),而該第二晶體管元件包括至少一個(gè)第二非結(jié)晶區(qū)。應(yīng)力產(chǎn)生 層系形成于該第一晶體管元件之上，該應(yīng)力產(chǎn)生層并未覆蓋該第二晶 體管元件。實(shí)施第一退火程序(annealingprocess),該第一退火程序用來(lái) 再結(jié)晶化該第一非結(jié)晶區(qū)及該第二非結(jié)晶區(qū)。在該第一退火程序后， 實(shí)施第二退火程序。該應(yīng)力產(chǎn)生層于該第二退火程序期間保持在該半 導(dǎo)體襯底上。
依據(jù)揭露于此處之另一個(gè)例示實(shí)施例， 一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方 法包括提供半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括第一晶體管元件及第二晶 體管元件。應(yīng)力產(chǎn)生層系形成于該第一晶體管元件之上，該應(yīng)力產(chǎn)生 層并未覆蓋該第二晶體管元件。實(shí)施退火程序，該退火程序包括以激 光輻射(laser radiation)來(lái)照射該半導(dǎo)體襯底。該應(yīng)力產(chǎn)生層于該退火程
10序期間保持在該半導(dǎo)體襯底上。
可參照上述說(shuō)明與所附圖式而理解本發(fā)明之揭示內(nèi)容，在該等圖 式中，相似的元件符號(hào)代表相似的元件，以及在該等圖式中
圖la至圖lb顯示依據(jù)習(xí)知技術(shù)狀態(tài)的方法的數(shù)個(gè)階段中之半導(dǎo) 體結(jié)構(gòu)的示意剖面圖；以及
圖2a至圖2b顯示依據(jù)此處揭露之例示實(shí)施例的方法的數(shù)個(gè)階段 中之半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意剖面圖。
揭露于此處之標(biāo)的(subject matter)可有各種的修改及形式，該標(biāo)的 之特定實(shí)施例已藉由圖式中之范例顯示出來(lái)并且于此處詳細(xì)地描述。 然而，應(yīng)了解的是，特定實(shí)施例于此處之描述并不打算用來(lái)將本發(fā)明 限制在該所揭露之特定形式，相反地，本發(fā)明用來(lái)涵蓋落于本發(fā)明如 所附加之申請(qǐng)專利范圍所定義之精神及范圍內(nèi)所有的修改、均等物及 替換物。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明之各種例示實(shí)施例說(shuō)明如下。為了清楚起見(jiàn)，本說(shuō)明書(shū)并 未揭露真正實(shí)作物之所有特征。當(dāng)然可理解的是，在任何這種真正實(shí) 施例之發(fā)展中，必須對(duì)多種特定實(shí)作作出決定，以達(dá)成發(fā)展者之特定 目標(biāo)，例如像是符合與系統(tǒng)相關(guān)及商業(yè)相關(guān)的要求，這些要求會(huì)隨著 實(shí)施例之不同而有所改變。此外，應(yīng)理解的是，這種發(fā)展努力可能是 復(fù)雜且耗時(shí)的，但對(duì)于那些受惠于此揭露技術(shù)內(nèi)容之技術(shù)領(lǐng)域中之通 常技術(shù)者而言，卻是必經(jīng)的過(guò)程。
本發(fā)明標(biāo)的將參照所附加之圖式而揭露。各種結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)及裝置 系示意性地描繪于該圖式中，僅作為解釋之用，因此并不會(huì)以熟習(xí)該 項(xiàng)技術(shù)者皆知的細(xì)節(jié)來(lái)混淆本揭露。然而，該附加的圖式包含用來(lái)描 述及解釋本揭露之范例。此處所使用之文字與語(yǔ)詞應(yīng)被了解及解讀成 具有與熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者所習(xí)用之文字與語(yǔ)詞相同的意義。沒(méi)有特別意 義之術(shù)語(yǔ)及語(yǔ)詞，也就是，不同于熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者所通常及習(xí)用之定 義，系打算用來(lái)被此處之術(shù)語(yǔ)及語(yǔ)詞的相同用法所隱含。在術(shù)語(yǔ)及語(yǔ)詞系打算具有特別的含意(也就是，除了熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者所了解的含意) 的程度上，這種特別的定義將會(huì)明顯地在本說(shuō)明書(shū)中加以定義，以直 接且無(wú)疑地提供該術(shù)語(yǔ)及語(yǔ)詞的特別定義。
在某些實(shí)施例中，應(yīng)力產(chǎn)生層系形成于第一晶體管元件之上，該 第一晶體管元件系提供在半導(dǎo)體襯底中。提供在該半導(dǎo)體襯底中之第 二晶體管元件并未為該層材料所覆蓋。實(shí)施第一及第二退火程序，其 中，該層材料于該兩個(gè)退火程序期間保持在該半導(dǎo)體襯底上。
當(dāng)該第一退火程序可被用來(lái)在該第一及該第二晶體管元件中引發(fā)
非結(jié)晶區(qū)的固相外延再生長(zhǎng)(solid phase epitaxial re-growth)時(shí)，該第二
退火程序可被用來(lái)活化該晶體管元件中之摻雜物材料。在某些實(shí)施例 中，該第二退火程序可包括以激光輻射(laser radiation)來(lái)照射(irradiate) 該半導(dǎo)體襯底，因此，該半導(dǎo)體襯底在該半導(dǎo)體襯底之襯底附近的部 分可暴露在相當(dāng)高溫下達(dá)相當(dāng)短的時(shí)間。因此，摻雜物可被活化，而 該第二退火程序之短持續(xù)期間可實(shí)質(zhì)上防止或至少減小摻雜物原子之 擴(kuò)散。于該第二退火程序期間出現(xiàn)在該半導(dǎo)體襯底上之該層材料，減 小該第一晶體管元件之信道區(qū)中的固有應(yīng)力于該第二退火程序期間之 松弛(relaxation)。
圖2a顯示依據(jù)揭露于此處之例示實(shí)施例之制造程序的第一階段中 之半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200的示意剖面圖。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200包括襯底201，襯底 201可包括半導(dǎo)體材料，例如硅。但在本發(fā)明之某些實(shí)施例中，襯底 201可為主體硅襯底(bulk silicon substrate),在其它實(shí)施例中，襯底201 可為絕緣物上覆硅(silicon-on-insulator, SOI)襯底。
在襯底201中及襯底201上系形成有第一晶體管元件202及第二 晶體管元件203。溝槽隔離結(jié)構(gòu)204將第一晶體管元件202與第二晶體 管元件203彼此電性隔離，并將第一晶體管元件202及第二晶體管元 件203與半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200中之其它電路元件電性隔離。
第一晶體管元件202包括主動(dòng)區(qū)205與門電極210。閘極絕緣層 221將閘電極210與該襯底201中位于閘電極210下方之信道區(qū)223 隔離。內(nèi)側(cè)壁間隔件209、 211及外側(cè)壁間隔件208、 212系位于閘電 極210之兩側(cè)。在襯底201中，源極區(qū)207及汲極區(qū)213系形成鄰接 于閘電極210。
12相似于第一晶體管元件202，第二晶體管元件203包括主動(dòng)區(qū)206、 閘電極217、閘極絕緣層222、信道區(qū)224、內(nèi)側(cè)壁間隔件216、 218、 外側(cè)壁間隔件215、 219、源極區(qū)214及汲極區(qū)220。
可藉由已知的微影、蝕刻、沉積、氧化及離子注入方法來(lái)形成第 一晶體管元件202及第二晶體管元件203。特別的是，也可采用先進(jìn)的 己知離子注入方法，以便在源極區(qū)207、 214及汲極區(qū)213、 220中提 供高復(fù)雜性之摻雜物分布，相似于依據(jù)相關(guān)于圖la至圖lb之上述技 術(shù)狀態(tài)之制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法所采用的那些。在某些實(shí)施例中，第 一晶體管元件202可為N型晶體管，而第二晶體管元件203可為P型 晶體管。在其它實(shí)施例中，第一晶體管元件202可為P型晶體管，而 第二晶體管元件203可為N型晶體管。
第一晶體管元件202可進(jìn)一歩包括源極側(cè)非結(jié)晶區(qū)230及汲極側(cè) 非結(jié)晶區(qū)231。相似地，第二晶體管元件203可包括源極側(cè)非結(jié)晶區(qū) 232及汲極側(cè)非結(jié)晶區(qū)233。在某些實(shí)施例中，非結(jié)晶區(qū)230、 231、 232、 233可形成于源極區(qū)207、 214及汲極區(qū)2B、 220形成之前。
為了達(dá)到這個(gè)目的，襯底201可為離子束(ionbeam)(未顯示)所照 射，該離子束包括非摻雜元素之離子，該非摻雜元素之離子當(dāng)被注入 于其晶格中時(shí)，不會(huì)增加襯底201材料中之電荷載子的數(shù)目。該非摻 雜元素可為鈍氣(noblegas)，例如氬(Ar)、氤(Xe)、或氪(Kr)。上述之非 摻雜元素之典型的注入能量及劑量系在大約30至600keV及大約 5xl0"至1017離子/平方公分之范圍內(nèi)。
在其它實(shí)施例中，該非摻雜元素可為元素周期表之第四族的元素， 例如像是硅(Si)或鍺(Ge)，這些元素對(duì)于硅襯底而言系類電子的 (iso-electronic)。該等離子將襯底201中之原子從該原子在該晶格內(nèi)之 位置處推離。該離子束之離子能量及離子通量和襯底201之暴露于該 離子束之時(shí)間適合于使得該晶格之遠(yuǎn)程有序(long range order)及大部分 的近程有序(short range order)被破壞，以致于該材料變成非結(jié)晶形的。
在其它實(shí)施例中，非結(jié)晶區(qū)230、 231、 232、 233可在源極區(qū)207、 214及汲極區(qū)213、 220之形成期間形成。在這種實(shí)施例中，在源極區(qū) 207、 214及汲極區(qū)213、 220之形成過(guò)程中所施加之注入能量及劑量可 適合于使得襯底201在源極區(qū)207、 214及汲極區(qū)213、 220中之材料的遠(yuǎn)程有序及大部分的近程有序被破壞，以致于可得到非結(jié)晶材料。
非結(jié)晶材料的密度可較結(jié)晶材料的密度低。舉例來(lái)說(shuō)，非結(jié)晶硅 之密度可較結(jié)晶硅之密度低。因此，半導(dǎo)體襯底201中形成有非結(jié)晶
區(qū)230、 231、 232、 233之部分的體積在該非結(jié)晶化程序期間可能會(huì)增
襯墊層225及應(yīng)力產(chǎn)生層226系形成于襯底201之上。在某些實(shí) 施例中，襯墊層225可包括二氧化硅，而應(yīng)力產(chǎn)生層226可包括氮化 硅。在其它實(shí)施例中，襯墊層225可包括氮化硅，而應(yīng)力產(chǎn)生層226 可包括二氧化硅。在另外的實(shí)施例中，襯墊層225及應(yīng)力產(chǎn)生層226 之其中至少一者可包括硅氧氮化物。但在某些實(shí)施例中，應(yīng)力產(chǎn)生層 226可實(shí)質(zhì)上未受應(yīng)力的，在其它實(shí)施例中，應(yīng)力產(chǎn)生層226可包括拉 伸或壓縮固有應(yīng)力。
襯墊層225及應(yīng)力產(chǎn)生層226 二者均能藉由電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉 禾只法(plasma enhanced chemical vapor deposition)來(lái)力口以形成。如熟習(xí)該 項(xiàng)技術(shù)者所知，在電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200系提 供在反應(yīng)爐(reactor vessel)中。反應(yīng)氣體(reactant gas)系供應(yīng)至該反應(yīng)爐 中，該反應(yīng)氣體包括數(shù)種化學(xué)化合物，該等化學(xué)化合物可彼此行化學(xué) 反應(yīng)。在該化學(xué)反應(yīng)中，系產(chǎn)生將被沉積的材料。射頻(radio-frequency) 交流電壓及選擇性的直流(DC)或低頻交流(AC)偏壓可施加至該反應(yīng)爐 中之第一電極及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200或位于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200附近之第二電 極之間。該射頻交流電壓及該偏壓在該反應(yīng)氣體中制造了輝光放電 (glow discharge)。在該輝光放電之過(guò)程中，諸如離子、原子或基(radical) 之反應(yīng)物種(reactive species)系從該反應(yīng)氣體產(chǎn)生。因此，在適度的溫 度下，可得到相當(dāng)高的反應(yīng)速率，此反應(yīng)速率有助于減小半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 200之熱預(yù)算(thermal budget)。
應(yīng)力產(chǎn)生層226之性質(zhì)，特別的是應(yīng)力產(chǎn)生層226之固有應(yīng)力， 可藉由改變電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法之參數(shù)以及該射頻交流電壓及該 偏壓之功率及頻率來(lái)加以控制，該參數(shù)可例如為該反應(yīng)氣體之溫度及 壓力。得到實(shí)質(zhì)上沒(méi)有固有應(yīng)力之應(yīng)力產(chǎn)生層226或具有拉伸或壓縮 之固有應(yīng)力之應(yīng)力產(chǎn)生層所使用的參數(shù)值，已為熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者所知， 或可藉由例常的實(shí)驗(yàn)而加以決定。
14應(yīng)力產(chǎn)生層226中位于第二晶體管元件203之上的部分被移除。
為了達(dá)到這個(gè)目的，包括光阻之屏蔽(未顯示)可藉由習(xí)知的光微影方法
而形成于第一晶體管元件202之上。之后，可實(shí)施例如為干式蝕刻程 序(dry etching process)之蝕刻程序。在該蝕刻程序中所使用之蝕刻劑 (etehant)可用來(lái)蝕刻應(yīng)力產(chǎn)生層226之材料，但實(shí)質(zhì)上不蝕刻襯墊層 225之材料。因此，襯墊層225可充作蝕刻終止層(etch stop layer)，以 保護(hù)第二晶體管元件203免被該蝕刻劑所影響。該屏蔽可于該蝕刻程 序后被移除。在該蝕刻程序后，應(yīng)力產(chǎn)生層226覆蓋第一晶體管元件 202，但并未覆蓋第二晶體管元件203。
可實(shí)施第一退火程序，該第一退火程序用來(lái)引發(fā)非結(jié)晶區(qū)230、 231、 232、 233中之材料的再結(jié)晶化。在某些實(shí)施例中，該第一退火程
序可為一禾中快速高溫退火程序(rapid thermal annealing process)。在快速
高溫退火過(guò)程中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200系暴露于升高的溫度中達(dá)相當(dāng)短的 時(shí)間。在某些實(shí)施例中，該快速高溫退火程序之持續(xù)時(shí)間可大約等于 或少于30秒。在某些實(shí)施例中，該高溫退火程序之持續(xù)時(shí)間可大約等 于或少于1秒。如熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者所知，快速高溫退火程序(半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)200系于其中暴露于該升高的溫度中)若其持續(xù)期間少于大約1秒， 則通常稱為"尖峰退火(spike annealing)"。快速高溫退火可藉由將電磁輻 射照射至半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200之方式來(lái)加以實(shí)施，該電磁輻射可例如包括 由一個(gè)或更多個(gè)燈具(lamp)所產(chǎn)生的光。
在其它實(shí)施例中，該第一退火程序可包括將半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200引進(jìn) 爐(oven)內(nèi)，該爐系被加熱至升高的溫度。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200于該退火程 序中被加熱到達(dá)之溫度可被適合于使得非結(jié)晶區(qū)230、 231、 232、 233 中之材料會(huì)發(fā)生再結(jié)晶化。施加至該第一退火程序中之溫度可用來(lái)引 發(fā)非結(jié)晶區(qū)230、 231、 232、 233中之材料的固相外延再生長(zhǎng)，其中， 非結(jié)晶區(qū)230、 231、 232、 233之材料逐漸變成該結(jié)晶狀態(tài)，而沒(méi)有中 間的液相。在襯底201包括硅的實(shí)施例中，該第一退火程序可實(shí)施于 大約等于或高于50(TC的溫度。
非結(jié)晶區(qū)230、 231、 232、 233中之材料的再結(jié)晶化可發(fā)生在特定 的溫度，該特定的溫度系低于活化引進(jìn)至源極區(qū)207、 214及汲極區(qū) 213、 220中之摻雜物所需之溫度。舉例來(lái)說(shuō)，在襯底201包括硅之實(shí)
15施例中，摻雜物之完全活化可發(fā)生在大約800至100(TC或更高的溫度， 而固相外延再生長(zhǎng)則可發(fā)生在大約等于或高于50(TC的溫度。在某些實(shí) 施例中，該第一退火程序可實(shí)施在低于大約80(TC的溫度、低于大約 70(TC的溫度或低于大約60(TC的溫度。詳言之，該第一退火程序可實(shí) 施在從大約500至80(TC之范圍內(nèi)的溫度、從大約500至70(TC之范圍 內(nèi)的溫度或從大約500至60(TC之范圍內(nèi)的溫度。更有利的是，在相當(dāng) 低的溫度下實(shí)施該第一退火程序可有助于減小源極區(qū)207、 214及汲極 區(qū)213、 220中之摻雜物原子的擴(kuò)散。因此，藉由離子注入而產(chǎn)生在源 極區(qū)207、 214及汲極區(qū)213、 220中之摻雜物分布可實(shí)質(zhì)地維持。
在其它實(shí)施例中，該第一退火程序可實(shí)施在特定的溫度，在該特 定的溫度下，源極區(qū)207、 214及汲極區(qū)213、 220中之摻雜物可發(fā)生 活化。
在該第一退火程序中，非結(jié)晶區(qū)230、 231、 232、 233中之材料的 密度可增加。在第二晶體管元件203中，非結(jié)晶區(qū)232、 233中之材料 在該再結(jié)晶化程序中可沒(méi)有限制地收縮(shrink)。因此，非結(jié)晶區(qū)232、 233中之材料可保持實(shí)質(zhì)上未受應(yīng)力的。
在第一晶體管元件202中，應(yīng)力產(chǎn)生層226之出現(xiàn)可影響非結(jié)晶 區(qū)230、 231中之材料的收縮。特別的是，相似于上述參照第la至lb 圖所描述之形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，應(yīng)力產(chǎn)生層226可防止或減小非 結(jié)晶區(qū)230、 231中之材料的體積之減小，這是因?yàn)榉墙Y(jié)晶區(qū)230、 231 的材料系黏結(jié)于應(yīng)力產(chǎn)生層226，而應(yīng)力產(chǎn)生層226之勁度(stiffness) 可防止或減小應(yīng)力產(chǎn)生層226之變形。
因此，襯底201之材料的原子之排列距離可大于襯底201于主體 晶體(bulkcrystal)中之材料的晶格常數(shù)。如此一來(lái)，固有拉伸應(yīng)力可產(chǎn) 生在源極區(qū)207及汲極區(qū)213中。源極區(qū)207及汲極區(qū)213之固有拉 伸應(yīng)力可影響襯底201于源極區(qū)207及汲極區(qū)213附近的部分，特別 是在信道區(qū)223上之部分。因此，拉伸應(yīng)力可產(chǎn)生在信道區(qū)223中。 可采用該拉伸應(yīng)力來(lái)增加信道區(qū)223中之電子的移動(dòng)率。這有助于增 進(jìn)第一晶體管元件202之效能，特別是在第一晶體管元件202為N型 晶體管之實(shí)施例中。
產(chǎn)生在源極區(qū)207及汲極區(qū)213中之固有應(yīng)力，以及產(chǎn)生在第一晶體管元件202的信道區(qū)223中之應(yīng)力，均可受到應(yīng)力產(chǎn)生層226之 固有應(yīng)力所影響。如上所詳述的，應(yīng)力產(chǎn)生層226之固有拉伸或壓縮 應(yīng)力可藉由改變沉積程序之參數(shù)而加以控制，該沉積程序系在形成應(yīng) 力產(chǎn)生層226之過(guò)程中所采用的。當(dāng)應(yīng)力產(chǎn)生層226之拉伸應(yīng)力可增 強(qiáng)源極區(qū)207、汲極區(qū)213及信道區(qū)223中所產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力時(shí)，應(yīng)力 產(chǎn)生層226之收縮應(yīng)力會(huì)減小源極區(qū)207、汲極區(qū)213及信道區(qū)223 中所產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，或可能甚至導(dǎo)致這些區(qū)中之壓縮應(yīng)力的形成。 信道區(qū)223中之壓縮應(yīng)力可加強(qiáng)電洞之移動(dòng)率，這可有助于增進(jìn)第一 晶體管元件202之效能，特別是在第一晶體管元件202包括P型晶體 管之實(shí)施例中。
圖2b顯示該制造程序之后續(xù)階段中半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200中示意剖面 圖。在該第一退火程序后，實(shí)施第二退火程序。應(yīng)力產(chǎn)生層226于該 第二退火程序期間可保持在襯底201上。該第二退火程序包括以激光 輻射照射半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200，如圖2b中箭頭227所指示的。
在某些實(shí)施例中，吸收層228可在該第二退火程序前，形成在半 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200之上。吸收層228之材料與激光輻射227之波長(zhǎng)適合于 使得激光輻射227很強(qiáng)烈地被吸收于吸收層228中。在某些實(shí)施例中， 吸收層228可包括硅。如熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者所知，硅對(duì)于波長(zhǎng)系在紫外 光范圍中之光具有相當(dāng)高的吸收系數(shù)。在其它實(shí)施例中，吸收層228 可包括例如具有類鉆碳(diamond-like carbon)形之碳，該碳對(duì)于波長(zhǎng)在 可見(jiàn)光或紫外光范圍中之光具有相當(dāng)高的吸收系數(shù)。亦可使用其它的 材料。
激光輻射227可實(shí)質(zhì)地被吸收至吸收層228中，因此，吸收層228 系被加熱至相當(dāng)高的溫度。吸收層228之熱隨后被熱傳導(dǎo)(heat conduction)經(jīng)由應(yīng)力產(chǎn)生層226及襯墊層225傳送至襯底201，特別是 傳送至源極區(qū)207、 214及汲極區(qū)213、 220。氮化硅具有相當(dāng)高的熱傳 導(dǎo)性。因此，在應(yīng)力產(chǎn)生層226包括氮化硅之實(shí)施例中，吸收層228 位于第一晶體管元件202之上的部分所產(chǎn)生的熱可被有效地傳送至源 極區(qū)207及汲極區(qū)213。如此一來(lái)，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200之可能由應(yīng)力產(chǎn)生 層226之存在所引起之加熱的潛在不一致性便可實(shí)質(zhì)地避免或至少減 小。在其它實(shí)施例中，吸收層228可省略。在這種實(shí)施例中，應(yīng)力產(chǎn)
生層226之性質(zhì)與激光輻射227之波長(zhǎng)可適合于使得相當(dāng)大比例之激 光輻射227系經(jīng)由應(yīng)力產(chǎn)生層226傳送。激光輻射227經(jīng)由應(yīng)力產(chǎn)生 層226之傳送可受到應(yīng)力產(chǎn)生層226中之激光輻射227的吸收及激光 輻射227從應(yīng)力產(chǎn)生層226的反射的兩者之影響。
在應(yīng)力產(chǎn)生層226中之激光輻射227的吸收可由該激光輻射之波 長(zhǎng)與應(yīng)力產(chǎn)生層226之材料組成物的調(diào)適來(lái)加以控制。舉例來(lái)說(shuō)，應(yīng) 力產(chǎn)生層226于包括二氧化硅及/或硅氧氮化物時(shí)，對(duì)于可見(jiàn)光及近紫 外光波長(zhǎng)范圍內(nèi)之輻射具有低吸收系數(shù)。
該應(yīng)力產(chǎn)生層226所反射之光可藉由調(diào)適應(yīng)力產(chǎn)生層226之厚度 的方式來(lái)加以控制，而使得預(yù)定的相位差被引進(jìn)應(yīng)力產(chǎn)生層226之表 面所反射之激光輻射227與應(yīng)力產(chǎn)生層226及襯墊層225之間的接口 所反射之激光輻射227之間。因此，在應(yīng)力產(chǎn)生層226之表面上所反 射之激光輻射227與在應(yīng)力產(chǎn)生層226及襯墊層225之間的接口上所 反射之激光輻射227之間會(huì)發(fā)生干涉(interference)。在某些實(shí)施例中， 應(yīng)力產(chǎn)生層226之厚度可被適合于可得到破壞性干涉。因此，激光輻 射227的反射便可顯著地減小。
該激光輻射的反射也可發(fā)生在襯墊層225暴露于第二晶體管元件 203之上的部分。在某些實(shí)施例中，應(yīng)力產(chǎn)生層226之厚度可適合于使 得形成在第一晶體管元件202之上的應(yīng)力產(chǎn)生層226的反射性實(shí)質(zhì)上 系等于襯墊層225形成于第二晶體管元件203之上的部分的反射性。 如此一來(lái)，由激光輻射227引進(jìn)第一晶體管元件202之能量的量可作 成實(shí)質(zhì)上等于引進(jìn)第二晶體管元件203之能量的量。
在該第二退火程序中所提供之激光輻射227的強(qiáng)度可被適合于使 得襯底201于襯底201之表面的部分(特別是源極區(qū)207、214及汲極區(qū) 213、 220)系加熱至預(yù)定的溫度。在某些實(shí)施例中，該第二退火程序可 適合于可得到足以將源極區(qū)207、 214及汲極區(qū)213、 220中之摻雜物 予以活化之溫度。舉例來(lái)說(shuō)，該第二退火程序可被適合于可得到高于 大約80(TC之溫度，特別是可得到高于大約IOO(TC之溫度。該第二退 火程序之持續(xù)期間可適合于使得摻雜物于源極區(qū)207、 214及汲極區(qū) 213、 220中之?dāng)U散可以實(shí)質(zhì)地避免。舉例來(lái)說(shuō)，該持續(xù)期間可少于大約1毫秒(ms)。
在其它實(shí)施例中，取代以激光輻射227來(lái)照射半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200，或 除了以激光輻射227來(lái)照射半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200夕卜，該第二退火程序可包 括快速高溫退火。
因?yàn)閼?yīng)力產(chǎn)生層226在第一晶體管元件202上之出現(xiàn)，因此可實(shí) 質(zhì)上避免在該第一退火程序期間產(chǎn)生于源極區(qū)207、汲極區(qū)213及信道 區(qū)223中之固有應(yīng)力之松弛。在某些實(shí)施例中，產(chǎn)生于源極區(qū)207、汲 極區(qū)213及信道區(qū)223中之固有應(yīng)力在該第二退火程序中甚至可增強(qiáng)， 這是因?yàn)樵摰诙嘶鸪绦蚩蓪?dǎo)致源極區(qū)207及汲極區(qū)213中之晶格瑕 疵的修復(fù)。既然晶格瑕疵之出現(xiàn)可導(dǎo)致該固有應(yīng)力之減小，那么，該 種晶格瑕疵之修復(fù)可增加該固有應(yīng)力。
在該第二退火程序后，吸收層228、應(yīng)力產(chǎn)生層226及襯墊層225 可被移除。為了達(dá)到這個(gè)目的，可采用熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者所習(xí)知的蝕刻 程序。舉例來(lái)說(shuō)，可使用己知的濕式蝕刻程序。產(chǎn)生于源極區(qū)207、汲 極區(qū)213及信道區(qū)223中之固有應(yīng)力在應(yīng)力產(chǎn)生層226被移除后，可 至少部分維持。
之后，可包括例如硅化鈷(cobalt silicide)及/或硅化鎳(nickel silicide) 之硅化物區(qū)可形成在源極區(qū)207、 214及汲極區(qū)213、 220中。如熟習(xí) 該項(xiàng)技術(shù)者所知，為了達(dá)到這個(gè)目的，諸如鈷及或/鎳之耐火性金屬 (refractory metal)可沉積在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200之上。之后，可實(shí)施第三退 火程序，以便開(kāi)始該耐火性金屬與源極區(qū)207、 214及汲極區(qū)213、 220 中之硅化物間之化學(xué)反應(yīng)。該第三退火程序可實(shí)施在大約低于800。C之 溫度，這有助于避免第一晶體管元件202中之源極區(qū)207、汲極區(qū)213 及信道區(qū)223的固有應(yīng)力于該第三退火程序期間松弛。
揭露于此處之標(biāo)的并非受限于實(shí)施例，在該實(shí)施例中，系實(shí)施第 一及第二退火程序。在其它實(shí)施例中，該第一退火程序可省略。在這 種實(shí)施例中，包括以激光輻射來(lái)照射半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200之單一退火程序 (相似于參照?qǐng)D2b之上述的第二退火程序)可加以實(shí)施。這種退火程序 可適合于引發(fā)非結(jié)晶區(qū)230、 231中之材料的再結(jié)晶化及活化源極區(qū) 207、 214及汲極區(qū)213、 220中之摻雜物。
以上所揭露之特定實(shí)施例僅用作例示之用，具有此處之教示利益的熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者可以不同但相同的方式修改及施行本發(fā)明。舉例來(lái) 說(shuō)，上述之程序步驟可以不同的順序加以實(shí)施。此外，除了以下之請(qǐng) 求項(xiàng)所揭露者外，此處所顯示之建構(gòu)或設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)并不打算受到限制。 因此，很明顯地，以上所揭露之特定實(shí)施例可改變或修改，并且所有 的這種改變均可視為落于本發(fā)明之范圍及精神內(nèi)。因此，此處所尋求 之保護(hù)系如以下之申請(qǐng)專利范圍所提出者。
權(quán)利要求
1、一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括第一晶體管元件及第二晶體管元件，該第一晶體管元件包括至少一個(gè)第一非結(jié)晶區(qū)，該第二晶體管元件包括至少一個(gè)第二非結(jié)晶區(qū)；在該第一晶體管元件之上形成應(yīng)力產(chǎn)生層，其中，該應(yīng)力產(chǎn)生層不覆蓋該第二晶體管元件；實(shí)施第一退火程序，該第一退火程序用來(lái)再結(jié)晶化該第一非結(jié)晶區(qū)及該第二非結(jié)晶區(qū)；以及在實(shí)施該第一退火程序后，實(shí)施第二退火程序，其中，該應(yīng)力產(chǎn)生層在該第二退火程序期間保持在該第一晶體管元件之上。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該應(yīng)力產(chǎn)生層包括氮化硅。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該應(yīng)力產(chǎn)生層包括固有應(yīng)力。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一歩包括移除該應(yīng)力產(chǎn)生層。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括在形成該應(yīng)力產(chǎn)生層前，先 在該第一晶體管元件及該第二晶體管元件之上形成襯墊層。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中， 序及熔爐退火程序的至少其中之一。該襯墊層包括二氧化硅。 該第一退火程序包括快速退火程
8、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該第一退火程序用來(lái)引發(fā)該第一 非結(jié)晶區(qū)及該第二非結(jié)晶區(qū)的固相外延再生長(zhǎng)。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，在大約等于或低于80(TC的溫度實(shí)施該第一退火程序。
10、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，提供該半導(dǎo)體襯底包括實(shí)施離 子注入程序，以將摻雜物材料引進(jìn)該第一晶體管元件及該第二晶體管 元件的至少其中之一中，以及其中，該第二退火程序用來(lái)活化該摻雜 物材料。
11、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，該第二退火程序包括以激光輻 射來(lái)照射該半導(dǎo)體襯底。
12、 如權(quán)利要求ll所述的方法，進(jìn)一步包括沉積吸收層，該吸收層用 來(lái)吸收在該應(yīng)力產(chǎn)生層及該第二晶體管元件之上的該激光輻射。
13、 一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括第一晶體管元件及第二晶體 管元件；在該第一晶體管元件之上形成應(yīng)力產(chǎn)生層，其中，該應(yīng)力產(chǎn)生層 不覆蓋該第二晶體管元件；以及實(shí)施退火程序，該退火程序包括以激光輻射來(lái)照射該半導(dǎo)體襯底， 其中，該應(yīng)力產(chǎn)生層在該退火程序期間保持在該第一晶體管元件之上。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括移除該應(yīng)力產(chǎn)生層。
15、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，該應(yīng)力產(chǎn)生層包括固有應(yīng)力。
16、 如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括在形成該應(yīng)力產(chǎn)生層前， 先在該第一晶體管元件及該第二晶體管元件之上形成襯墊層。
17、 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，該襯墊層包括二氧化硅。
18、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，提供該半導(dǎo)體襯底包括實(shí)施離 子注入程序，以將摻雜物材料引進(jìn)該第一晶體管元件及該第二晶體管 元件的至少其中之一中，以及其中，該退火程序用來(lái)活化該摻雜物材料。
19、 如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括沉積吸收層，該吸收層用 來(lái)吸收在該應(yīng)力產(chǎn)生層及該第二晶體管元件之上的該激光輻射。
20、 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，該應(yīng)力產(chǎn)生層的厚度適合于使 得該激光輻射從該應(yīng)力產(chǎn)生層的反射被最小化。
全文摘要
一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括第一晶體管元件及第二晶體管元件。該第一晶體管元件包括至少一個(gè)第一非結(jié)晶區(qū)(amorphous region)，而該第二晶體管元件包括至少一個(gè)第二非結(jié)晶區(qū)。應(yīng)力產(chǎn)生層系形成于該第一晶體管元件之上，該應(yīng)力產(chǎn)生層并未覆蓋該第二晶體管元件。實(shí)施第一退火程序，該第一退火程序用來(lái)再結(jié)晶化(re-crystallize)該第一非結(jié)晶區(qū)及該第二非結(jié)晶區(qū)。在該第一退火程序后，實(shí)施第二退火程序。該應(yīng)力產(chǎn)生層于該第二退火程序期間保持在該半導(dǎo)體襯底上。
文檔編號(hào)H01L21/8238GK101584038SQ200780040637
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者A·格林, A·莫里, A·魏, M·拉托爾 申請(qǐng)人:先進(jìn)微裝置公司