專利名稱：通過利用多個(gè)窄部分布局增強(qiáng)應(yīng)變器件性能的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于機(jī)械地給金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管結(jié)構(gòu)的溝道加應(yīng)力的技術(shù)，更具體地，涉及N溝道MOS晶體管，以產(chǎn)生增強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)電流。
背景技術(shù)：
MOS晶體管是數(shù)字、集成電路部件例如處理器和存儲器的基本構(gòu)件塊。通常將MOS晶體管描述為具有提供至它的源極和漏極半導(dǎo)體區(qū)和它的柵電極的金屬線的三端器件。這些線是集成電路管芯的圖案化金屬層的一部分并經(jīng)層間電介質(zhì)彼此絕緣。當(dāng)用作開關(guān)時(shí)，當(dāng)經(jīng)施加到它的柵電極的電壓啟動(dòng)它的源和漏區(qū)之間的所謂的溝道區(qū)中的其驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，MOS晶體管“導(dǎo)通”。
獲得MOS晶體管的更快切換的一種方法是設(shè)計(jì)該器件以便增加溝道區(qū)中的載荷子的遷移率和速率。眾所周知n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管的溝道區(qū)中的適當(dāng)類型的應(yīng)力可以提高載流子遷移率和速率，其引起用于晶體管的驅(qū)動(dòng)電流增加。
通過在層間電介質(zhì)的第一層(也稱為ILDO)下面形成氮化物刻蝕停止層以在直接位于刻蝕停止層下面的溝道中產(chǎn)生應(yīng)力可以獲得橫向方向上的張應(yīng)力(又稱“應(yīng)變”)。參見Ito等人，″Mechanical StressEffect of Etch-Stop Nitride and Its Impact on Deep SubmicronTransistor Design″，IEDM-2001，第433-436頁。為了通過增加的載流子遷移率和速率來獲得增加的驅(qū)動(dòng)電流，可以使用較厚的氮化物層以滿足較高的、特定的應(yīng)力水平。然而，較厚的氮化物層會(huì)存在制造困難以及可靠性問題。
在MOS晶體管中獲得張應(yīng)力的另一技術(shù)是在已經(jīng)生長在松弛的SiGe緩沖層的上面的硅襯底中構(gòu)建晶體管結(jié)構(gòu)。該緩沖層在它之上牽引硅層，以引起硅層中的張應(yīng)力。然而，該結(jié)構(gòu)可能需要相對復(fù)雜且昂貴的制造工藝。


在附圖的圖中借助實(shí)例而不是借助限制來說明本發(fā)明的實(shí)施例，其中類似的參考標(biāo)記表示類似的元件。通過參照下列說明和用于說明本發(fā)明實(shí)施例的附圖可以最好地理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)注意，在本公開中對本發(fā)明的“一個(gè)”實(shí)施例的引用不必是相同的實(shí)施例，并且它們指的是至少一個(gè)。在附圖中圖1示出常規(guī)MOS晶體管結(jié)構(gòu)的實(shí)例；圖2示出指出由形成在MOS晶體管上方的張應(yīng)力引發(fā)層所引起的張應(yīng)力的方向的MOS晶體管的實(shí)例的頂視圖；圖3示出在平行布局和由形成在MOS晶體管上方的張應(yīng)力引發(fā)層引起的張應(yīng)力的方向上具有多個(gè)窄部分的MOS晶體管的實(shí)例的頂視圖；圖4示出具有形成在MOS晶體管的漏區(qū)上方的張應(yīng)力引發(fā)層的圖3示出的MOS晶體管的截面圖；圖5示出具有形成在MOS晶體管的源區(qū)上方的張應(yīng)力引發(fā)層的圖3示出的MOS晶體管的截面圖；圖6示出具有形成在MOS晶體管的柵極上方的張應(yīng)力引發(fā)層的圖3示出的MOS晶體管的截面圖；圖7-8示出由在具有形成在MOS晶體管上方的氮化物刻蝕停止層的MOS晶體管中的多個(gè)窄部分布局引起的Ion和Ioff電流效應(yīng)；和圖9示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例形成NMOS晶體管的示范性工藝。
具體實(shí)施例方式
參照具體的結(jié)構(gòu)和技術(shù)描述示范性實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解進(jìn)行的各種變化和修改同時(shí)保持在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。另外，沒有詳細(xì)地闡述眾所周知的元件、器件、部件、電路、工藝步驟等。
本發(fā)明的示范性實(shí)施例涉及通過在Z方向(器件寬度)上和在Y方向(器件長度)上增加張應(yīng)力貢獻(xiàn)來在半導(dǎo)體器件例如NMOS晶體管中增強(qiáng)張應(yīng)力(或者應(yīng)變)的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，氮化物刻蝕停止層(NESL)用作張力引發(fā)層。
圖1示出示范性半導(dǎo)體器件100(例如，MOS晶體管)。圖1示出將張應(yīng)力引發(fā)層如何并入半導(dǎo)體器件100中以在器件100中產(chǎn)生張應(yīng)力。器件100包括具有產(chǎn)生在其中的源區(qū)104和漏區(qū)106的襯底102。器件100包括通過諸如氧化硅、氧化物-氮化物-氧化物、或者高K電介質(zhì)之類的薄柵介電層108與襯底102內(nèi)的溝道區(qū)112分開的柵電極110。柵電極110一般由摻雜的半導(dǎo)體材料例如多晶硅形成以使柵電極110的電阻最小。柵電極110的材料還可以是金屬。源區(qū)104和漏區(qū)106形成在柵電極110的相對側(cè)上。柵電極110和柵介電層108一般被稱為柵堆疊。硅化物可以形成(未示出)在柵電極110、源區(qū)104和漏區(qū)106上，以通過降低柵電極和源/漏區(qū)的電阻來改善接觸。硅化物可以由金屬材料例如鈷或者鎳形成。在一個(gè)實(shí)施例中，器件100包括形成在柵電極110的每個(gè)側(cè)上的隔離物114。在特定實(shí)施例中，例如多晶硅-金屬硅化物(polycide)制造工藝，使用隔離物114保護(hù)柵堆疊在制造期間不與源極和/或漏極金屬接觸短路。然而，沒有隔離物的實(shí)施例也可以起作用。
在圖1中，張應(yīng)力引發(fā)層例如氮化物刻蝕停止層116沉積在器件100上方以在硅溝道112中引入張應(yīng)力。張應(yīng)力提高了電子遷移率并又增加了驅(qū)動(dòng)電流和電路性能。可以將引入的應(yīng)力分為三個(gè)分量，一個(gè)沿著x方向(垂直于襯底102)，其可以稱為Dxx，一個(gè)沿著y方向(電流流動(dòng)方向)Dyy以及一個(gè)沿著z方向(器件寬度方向)Dzz。
圖2示出圖1中示出的器件100的頂視圖。為了清楚起見沒有示出氮化物刻蝕停止層116。箭頭指示在襯底102引起的氮化物刻蝕停止?fàn)恳较颉?br> 這三個(gè)分量中，Dxx通常小并難以調(diào)節(jié)，Dzz通常弱，因?yàn)閮H氮化物刻蝕停止層可以在Z方向上牽引有源硅的區(qū)域位于器件的恰好邊緣處，使得它的效應(yīng)不均勻并且只有當(dāng)以負(fù)淺溝槽隔離(STI)臺階高度(STI凹進(jìn))的形式存在不連續(xù)性時(shí)才可以發(fā)生牽引作用。通常由于這個(gè)原因，很少注意該潛在的應(yīng)力分量，因?yàn)樗荒鼙挥行У乜刂坪屠?。另一方面，作為?yīng)力的主要分量的Dyy能夠相對于等效晶體管增強(qiáng)晶體管性能，其不使用張力蓋層但受張力層的能力的限制，以伸展相對大體積的硅。
取決于器件寬度，本發(fā)明的實(shí)施例將已增強(qiáng)的應(yīng)變硅器件上的NMOS性能(例如，在固定的Ioff增的驅(qū)動(dòng)電流)提高了大約3～10％。本發(fā)明的實(shí)施例增強(qiáng)了器件中的張應(yīng)力以提高器件性能(例如，增加電流流動(dòng)或者遷移率)。很明顯，本發(fā)明的實(shí)施例基本上不用另外的工藝就能夠提高NMOS性能。因而本發(fā)明的實(shí)施例使它們成為用于未來技術(shù)或者縮放比例的很吸引人的方法。
在一個(gè)實(shí)施例中，形成半導(dǎo)體器件200例如NMOS晶體管以在平行布局中具有多個(gè)窄部分。該多個(gè)窄部分布局通過形成在器件200的頂部上面的張應(yīng)力引發(fā)層增強(qiáng)了形成在器件200中的張應(yīng)力(圖3)。在一個(gè)實(shí)施例中，張應(yīng)力引發(fā)層是氮化物刻蝕停止層。在另一個(gè)實(shí)施例中，張應(yīng)力引發(fā)層是能夠?qū)σr底引起張應(yīng)力的絕緣膜，其上形成張應(yīng)力引發(fā)層。在一個(gè)實(shí)施例中張應(yīng)力引發(fā)層形成在硅襯底上。張應(yīng)力引發(fā)層還可以形成在各種類型的襯底上，包括單晶硅、多晶硅、絕緣體上硅、硅-鍺上硅、或者其他適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體襯底。
圖3示出器件200的頂視圖。配置器件200以便它具有多個(gè)窄部分布局以增強(qiáng)由張應(yīng)力引發(fā)層引起的張應(yīng)力。增強(qiáng)張應(yīng)力將增強(qiáng)電流遷移率及由此的器件性能。器件200包括具有源區(qū)204和漏區(qū)206的襯底202。劃分源區(qū)204以便源區(qū)204包括多個(gè)分離部分204a、204b、和204c。也劃分漏區(qū)206便漏區(qū)206包括多個(gè)分離部分206a、206b、和206c。因而將器件200稱為具有具有多個(gè)窄部分布局的器件。為了給器件200提供該多個(gè)窄部分布局，在源區(qū)204和漏區(qū)206的每兩個(gè)分離(和鄰近)部分之間形成淺溝槽隔離(STI)。如圖3所示，在源區(qū)204的兩個(gè)源極部分204a和204b以及漏區(qū)206的兩個(gè)漏極部分206a和206b之間形成STI區(qū)域210a。還如圖3所示，在源區(qū)204的兩個(gè)源極部分204b和204c以及漏區(qū)206的兩個(gè)漏極部分206b和206c之間形成STI區(qū)域210b。器件200還包括形成在襯底202上的柵堆疊208。柵堆疊208形成在源區(qū)204和漏區(qū)206之間。在襯底202上方形成張應(yīng)力引發(fā)層212(圖4)。張應(yīng)力引發(fā)層212覆蓋STI區(qū)域210、源區(qū)204、漏區(qū)206、和柵堆疊208。如上所述，張應(yīng)力引發(fā)層212是能夠在襯底內(nèi)引起張應(yīng)力的絕緣材料。這種張應(yīng)力引發(fā)層的實(shí)例包括氮化物刻蝕停止層。張力引發(fā)層212可以具有范圍從大約25nm到大約150nm的厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，張力引發(fā)層212將大約200兆帕斯卡至大約300兆帕斯卡之間的應(yīng)力值(總應(yīng)力值)給予襯底201。
圖3示出得到由氮化物刻蝕停止層212引起的張應(yīng)力的襯底202上的區(qū)域的頂視圖。如可以看到的，氮化物刻蝕停止層212可以在更多的表面區(qū)域側(cè)和襯底202內(nèi)的部分上執(zhí)行它的牽引作用，以增強(qiáng)產(chǎn)生在襯底202內(nèi)的張應(yīng)力。在襯底202內(nèi)具有多個(gè)窄部分(204a-204c和206a-206c)提高了氮化物刻蝕停止層212的牽引作用以及增強(qiáng)了張應(yīng)力的Dyy和Dzz分量以有助于總應(yīng)力并增強(qiáng)器件性能。
圖4示出器件200的漏區(qū)206的截面圖(沿圖3的線a-b)。STI區(qū)域210a-210b被示為凹進(jìn)的，或者具有稍微低于襯底202的表面或者漏極部分206a-206c的表面的表面。具有凹進(jìn)的STI區(qū)域210a-210b在襯底202內(nèi)為張應(yīng)力引發(fā)層212提供更多的側(cè)或者開口區(qū)以在襯底202內(nèi)引入應(yīng)力牽引。STI區(qū)域210a-210b可以是凹進(jìn)的，因?yàn)樵谥圃旃に嚻陂g，例如清洗襯底202的表面，刻蝕掉了STI區(qū)域中的一些材料。在一個(gè)實(shí)施例中，漏極部分206a-206c全部具有與不具有多個(gè)窄部分布局的器件100相同的總有效寬度Z。例如，如圖2所示，器件100具有總有效寬度Z。Z可以被說成是等于Z1+Z2+Z3，其中Z1表示部分206a的寬度，Z2表示部分206b的寬度，以及Z3表示部分206c的寬度。因而，可以配置器件200以便源極和漏極部分大體上具有總有效寬度Z。
圖5示出器件200的源區(qū)204的截面圖。類似于前面描述的漏區(qū)206來配置源區(qū)204。源區(qū)204包括如圖5所示的在部分204a、204b、和204c之間的STI區(qū)域210a-210b。STI區(qū)域210a-210b也被示為凹進(jìn)的或者具有稍微低于襯底202的表面或者源極部分204a-204c的表面的表面。STI區(qū)域210a-210b可以是凹進(jìn)的，因?yàn)樵谥圃旃に嚻陂g，例如清洗襯底202的表面，刻蝕掉了STI區(qū)域中的一些材料。在一個(gè)實(shí)施例中，漏極部分204a-204c全部具有相同的總有效寬度Z，其中部分204a具有寬度Z1，部分204b具有寬度Z2，以及部分204c具有寬度Z3。
在一個(gè)實(shí)施例中，氮化物刻蝕停止層212是共形的。氮化物刻蝕臺階層21與形成在襯底202上的結(jié)構(gòu)相符。在一個(gè)實(shí)施例中，硅化物層(未示出)形成在源區(qū)204的部分204a-204c和漏區(qū)206的部分206a-206c上方。在該實(shí)施例中，氮化物刻蝕臺階層212形成在硅化物層上方。
圖6示出器件200的柵堆疊208的截面圖。柵堆疊是連續(xù)的并且沒有類似源區(qū)204和漏區(qū)206那樣分成各部分。氮化物刻蝕停止層212形成在柵堆疊208上方。在一個(gè)實(shí)施例中，硅化物層(未示出)形成在柵堆疊208上方，并且在這個(gè)實(shí)施例中，氮化物刻蝕停止層212形成在硅化物層上方。
將襯底劃分為多個(gè)窄部分在襯底202內(nèi)提供更多的側(cè)，用于張應(yīng)力引發(fā)層的牽引作用。以及，在襯底內(nèi)引起的更多應(yīng)力導(dǎo)致更高的載流子或者電流遷移率。圖7示出在用于半導(dǎo)體器件(例如，NMOS)的襯底的源/漏區(qū)中的多個(gè)窄部分布局的效應(yīng)。該圖將如圖1-2所示具有形成在晶體管上方的張應(yīng)力引發(fā)層(例如，氮化物刻蝕停止層)的常規(guī)晶體管與如圖3-5所示具有多個(gè)窄部分布局和形成在晶體管上方的張應(yīng)力引發(fā)層的晶體管相比較。在一個(gè)實(shí)施例中，張應(yīng)力引發(fā)層是共形的。在圖7中，x軸指示器件的Ioff電流，y軸指示器件的Ion電流。圖7示出對于具有多個(gè)窄部分布局的器件在固定的Ioff的驅(qū)動(dòng)電流較高。如可以看到的，在特定固定的Ioff，對于具有多個(gè)窄部分布局的器件，流過器件的電流高大約9％。
圖8示出用于圖7的兩個(gè)晶體管在相似或者相同的電壓下導(dǎo)通。在圖8中，x軸指示器件的Ioff電流，y軸指示器件的閾值電壓(VT)。如該圖所示，在特定電壓處，(或者閾值電壓)，具有多個(gè)窄部分布局的晶體管具有更高的電流遷移率。
圖9示出制造具有多個(gè)窄部分布局和形成在晶體管上方的張應(yīng)力引發(fā)層(例如氮化物刻蝕停止層)的NMOS晶體管的示范性方法。在方塊902處，提供襯底。該襯底可以具有用于源和漏的區(qū)域。該襯底可以是硅晶片、單晶硅襯底、多晶硅襯底、具有形成在硅-鍺表面上的硅的襯底、絕緣體上硅襯底、或者其他適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體襯底。
在方塊904處，在源區(qū)的兩個(gè)部分之間以及在漏區(qū)的兩個(gè)部分之間建立淺溝槽隔離(STI)區(qū)域，形成具有多個(gè)窄部分布局的器件。對于如圖3-4所示的源區(qū)和漏區(qū)中的每一個(gè)可以存在多于兩個(gè)的部分。也可以在襯底內(nèi)建立STI區(qū)域以將一個(gè)器件與另一個(gè)隔離。在源區(qū)的部分之間以及在漏區(qū)的部分之間形成STI區(qū)域以增強(qiáng)和增加用于張應(yīng)力引發(fā)層牽引的襯底內(nèi)的區(qū)域和側(cè)以增強(qiáng)襯底內(nèi)的張應(yīng)力。建立STI區(qū)域的方法在本領(lǐng)域中是已知的。
在方塊906處，在襯底上形成柵堆疊。柵堆疊大約形成在源和漏區(qū)之間。為了形成柵堆疊，在襯底上形成介電層。然后在介電層上形成柵電極。建立柵堆疊的方法在本領(lǐng)域中是已知的。
在方塊908處，對襯底進(jìn)行注入以形成源區(qū)和漏區(qū)。在一些實(shí)施例中，可以在柵堆疊的每個(gè)側(cè)上形成隔離物。在方塊910處，在包括源區(qū)的所有部分、漏區(qū)的所有部分的襯底以及柵堆疊的上方形成張應(yīng)力引發(fā)層。因而張應(yīng)力引發(fā)層覆蓋柵堆疊、源區(qū)、漏區(qū)、和隔離物。張應(yīng)力引發(fā)層也是共形的?？梢允褂没瘜W(xué)汽相沉積或者其他適當(dāng)?shù)募夹g(shù)形成張應(yīng)力引發(fā)層。張應(yīng)力引發(fā)層由能夠在襯底內(nèi)引起張應(yīng)力的絕緣材料形成。這種張應(yīng)力引發(fā)層的實(shí)例是氮化物刻蝕停止層。張應(yīng)力引發(fā)層可以是能夠牽引其上形成它的半導(dǎo)體材料(襯底)的其他應(yīng)變絕緣膜。另外，張應(yīng)力引發(fā)層由具有與用于制造STI區(qū)域的材料不同的刻蝕速率以允許選擇性刻蝕的材料形成，例如，當(dāng)在張應(yīng)力引發(fā)層中建立通孔用于至柵堆疊、源區(qū)、和漏區(qū)的接觸時(shí)。
在一些實(shí)施例中，在源區(qū)和漏區(qū)以及柵堆疊上方形成硅化物層以改善至源區(qū)和漏區(qū)以及柵堆疊的接觸。在這些實(shí)施例中，在硅化物層上方和如上所述在襯底上方形成張應(yīng)力引發(fā)層。
在一些情況下，例如在互補(bǔ)型MOS工藝流程中，在形成張應(yīng)力引發(fā)層之前可以用適當(dāng)?shù)膶痈采w在相同的集成電路管芯中或者在用于NMOS結(jié)構(gòu)的相同的半導(dǎo)體晶片中將成為p溝道MOS(PMOS)晶體管的源極和/或漏極的半導(dǎo)體材料的區(qū)域。設(shè)計(jì)該層以幫助避免通過張應(yīng)力引發(fā)層在PMOS晶體管結(jié)構(gòu)的溝道中引起張應(yīng)力，因?yàn)樵谶@些晶體管結(jié)構(gòu)中張應(yīng)力可能不會(huì)促進(jìn)更高的載流子遷移率和速率。
在方塊912處，在張應(yīng)力引發(fā)層中建立接觸通孔以允許形成至源區(qū)、漏區(qū)、和柵區(qū)的接觸。導(dǎo)電跡線(例如，金屬化)可以形成在張應(yīng)力引發(fā)層的頂部上以及通孔中以到達(dá)源區(qū)、漏區(qū)、和柵區(qū)。
本發(fā)明的實(shí)施例可以與在半導(dǎo)體襯底中產(chǎn)生張應(yīng)力或者應(yīng)變的其他方法結(jié)合使用。例如，通過在硅材料中產(chǎn)生張力應(yīng)變或者應(yīng)力來增強(qiáng)載流子遷移率的方法包括在硅鍺襯底上形成硅層。由于在晶格中存在更大的鍺原子，因此硅鍺晶格通常比純硅晶格間隔更寬。因?yàn)楣杈Ц竦脑优c更寬擴(kuò)展的硅鍺晶格對準(zhǔn)，因此在硅層中產(chǎn)生張力應(yīng)變。硅原子基本上彼此拉開。結(jié)合生長在硅鍺襯底上的硅，可以將襯底分為多個(gè)部分，并且可以在每兩個(gè)部分之間建立STI區(qū)域。然后如上所述在襯底上方形成張應(yīng)力引發(fā)層?？梢钥刂茝垜?yīng)力引發(fā)層的厚度以便可以獲得特定的張應(yīng)力值。因而本發(fā)明的實(shí)施例可以單獨(dú)地或者與現(xiàn)有方法結(jié)合地用作在半導(dǎo)體襯底中產(chǎn)生應(yīng)變的方法。
盡管依據(jù)幾個(gè)實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施例。而是在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)本發(fā)明的方法和裝置可以用修改和變型來實(shí)施。因而本說明被認(rèn)為是說明性的而不是限制。
已經(jīng)公開了示范性實(shí)施例，在保持在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的同時(shí)，可以對所公開的實(shí)施例進(jìn)行修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括提供具有源區(qū)和漏區(qū)的襯底，源區(qū)和漏區(qū)中的每一個(gè)包括多個(gè)部分；在源區(qū)的每兩個(gè)部分之間以及在漏區(qū)的部分之間建立淺溝槽隔離(STI)區(qū)域；在襯底上形成柵堆疊；對襯底進(jìn)行注入以形成源區(qū)和漏區(qū)；以及在襯底上方形成張應(yīng)力引發(fā)層，該張應(yīng)力引發(fā)層覆蓋STI區(qū)域、源區(qū)、漏區(qū)、和柵堆疊。
2.如權(quán)利要求1的方法，還包括在襯底上方形成張應(yīng)力引發(fā)層之前，在源區(qū)、漏區(qū)、和柵堆疊上方形成硅化物層。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中柵堆疊包括形成在柵介電層上的柵電極層。
4.如權(quán)利要求1的方法，還包括形成至源區(qū)、漏區(qū)、和柵堆疊的接觸。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中STI區(qū)域具有在襯底表面下面的表面。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中張應(yīng)力引發(fā)層是氮化物刻蝕停止層。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中張應(yīng)力引發(fā)層在襯底中的溝道區(qū)中引入張應(yīng)力。
8.如權(quán)利要求1的方法，其中襯底是包括硅的襯底、單晶硅襯底、鍺硅襯底、和絕緣體上硅襯底中的一種。
9.如權(quán)利要求1的方法，還包括在襯底上方繼續(xù)形成張應(yīng)力引發(fā)層直到該張應(yīng)力引發(fā)層達(dá)到大約25nm和大約150nm之間的厚度。
10.如權(quán)利要求1的方法，其中張應(yīng)力引發(fā)層在襯底中引入范圍在大約200兆帕斯卡和大約300兆帕斯卡之間的張應(yīng)力。
11.如權(quán)利要求1的方法，其中張應(yīng)力引發(fā)層與襯底上的暴露表面相符。
12.一種在硅襯底中產(chǎn)生張應(yīng)力的方法，包括提供襯底；在襯底的部分之間建立淺溝槽隔離(STI)區(qū)域；在襯底上方形成張力引發(fā)層，該張力引發(fā)層是能夠在襯底中引起張應(yīng)力的絕緣材料。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中選自襯底的部分的至少兩個(gè)部分形成半導(dǎo)體器件的源區(qū)和漏區(qū)。
14.如權(quán)利要求12的方法，其中通過張力引發(fā)層引入到襯底中的張應(yīng)力在襯底中形成半導(dǎo)體器件的溝道區(qū)。
15.如權(quán)利要求12的方法，還包括在襯底上形成柵堆疊；以及在襯底中注入源極和漏極材料以形成源區(qū)和漏區(qū)；其中在襯底上方、在柵堆疊上方、以及在源區(qū)和漏區(qū)上方形成張力引發(fā)層。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中柵堆疊包括柵電極層和柵介電層。
17.如權(quán)利要求15的方法，還包括建立至源區(qū)、漏區(qū)、和柵堆疊的接觸。
18.如權(quán)利要求12的方法，其中STI區(qū)域具有在襯底表面下面的表面。
19.如權(quán)利要求12的方法，其中張力引發(fā)層是氮化物刻蝕停止層。
20.如權(quán)利要求12的方法，其中襯底是包括硅的襯底、單晶硅襯底、鍺硅襯底、和絕緣體上硅襯底中的一種。
21.如權(quán)利要求12的方法，還包括在襯底上方繼續(xù)形成張力引發(fā)層直到該張力引發(fā)層具有大約25nm和大約150nm之間的厚度。
22.如權(quán)利要求12的方法，其中張力引發(fā)層在襯底中引入范圍在大約200兆帕斯卡和大約300兆帕斯卡之間的張應(yīng)力。
23.如權(quán)利要求12的方法，其中張力引發(fā)層與襯底上的暴露表面相符。
24.一種半導(dǎo)體器件，包括具有源區(qū)和漏區(qū)的襯底，源區(qū)和漏區(qū)中的每一個(gè)包括多個(gè)分開的部分；在源區(qū)的每兩個(gè)分開的部分之間以及在漏區(qū)的每兩個(gè)分開的部分之間形成的淺溝槽隔離(STI)區(qū)域；在襯底上形成的柵堆疊；和在襯底上方形成的張應(yīng)力引發(fā)層，該張應(yīng)力引發(fā)層覆蓋STI區(qū)域、源區(qū)、和漏區(qū)。
25.如權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，還包括形成在源區(qū)、漏區(qū)、和柵堆疊上方的硅化物層，并且其中形成在襯底上方的張應(yīng)力引發(fā)層形成在硅化物層上方。
26.如權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中柵堆疊包括柵電極層和柵介電層。
27.如權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，還包括互連至源區(qū)、漏區(qū)、和柵堆疊的接觸。
28.如權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中STI區(qū)域具有在襯底表面下面的表面。
29.如權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中張應(yīng)力引發(fā)層是氮化物刻蝕停止層。
30.如權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中張應(yīng)力引發(fā)層在襯底中的溝道區(qū)中引入張應(yīng)力。
31.如權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中襯底是包括硅的襯底、單晶硅襯底、鍺硅襯底、和絕緣體上硅襯底中的一種。
32.如權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中張應(yīng)力引發(fā)層具有在大約25nm和大約150nm之間的厚度。
33.如權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中張應(yīng)力引發(fā)層在襯底中引入范圍在大約200兆帕斯卡和大約300兆帕斯卡之間的張應(yīng)力。
34.如權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件，其中張應(yīng)力引發(fā)層是共形層。
全文摘要
一種具有高張應(yīng)力的半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體器件包括具有源區(qū)和漏區(qū)的襯底。源區(qū)和漏區(qū)中的每一個(gè)分別包括多個(gè)分開的源極部分和漏極部分。在源區(qū)的兩個(gè)分開的源極部分之間以及在漏區(qū)的兩個(gè)分開的漏極部分之間形成淺溝槽隔離(STI)區(qū)域。在襯底上形成柵堆疊。在襯底上形成張力引發(fā)層。張力引發(fā)層覆蓋STI區(qū)域、源區(qū)、漏區(qū)、和柵堆疊。張力引發(fā)層是能夠在襯底中引起張應(yīng)力的絕緣物。
文檔編號H01L29/06GK1957475SQ200580010842
公開日2007年5月2日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者G·庫雷洛, T·霍夫曼, M·阿姆斯特隆 申請人:英特爾公司