TWI416632B

Methods for fabricating a stressed mos device

Abstract

A method for fabricating a stressed MOS device in and on a semiconductor substrate is provided. The method comprises the steps of forming a gate electrode overlying the semiconductor substrate and etching a first trench and a second trench in the semiconductor substrate, the first trench and thesecond trench formed in alignment with the gate electrode. A stress inducing material is selectively grown in the first trench and in the second trench and conductivity determining impurity ions are implanted into the stress inducing material to form a source region in the first trench and a drain region in the second trench. To preserve the stress induced in the substrate, a layer of mechanically hard material is deposited on the stress inducing material after the step of ion implanting.

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Today

13 claims: 4 independent, 9 dependent

  1. 1
    一種於半導體基板中和上製造受應力之MOS裝置之方法,包括下列步驟:形成閘電極覆於該半導體基板上;於該半導體基板中蝕刻第一溝槽和第二溝槽,該第一溝槽和第二溝槽形成為對準於該閘電極;於該第一溝槽和該第二溝槽中選擇性地生長應力引發材料;離子植入導電率決定雜質離子於該應力引發材料中以於該第一溝槽中形成源極區域及於該第二溝槽中形成汲極區域;以及於該離子植入導電率決定雜質離子於該應力引發材料中以形成該源極區域和該汲極區域之步驟後以及在包含加熱至溫度大於大約600℃之任何步驟之前形成機械硬材料層覆於且接觸該應力引發材料之表面,以於後續加熱步驟期間防止錯位集結於該應力引發材料之該表面處。
  2. 2
    如申請專利範圍第1項之方法,其中該選擇性地生長步驟包括磊晶生長單晶SiGe層之步驟。
  3. 3
    如申請專利範圍第2項之方法,其中,形成機械硬材料層之該步驟包括沉積具有楊氏係數遠大於單晶SiGe之楊氏係數之材料層之步驟。
  4. 4
    如申請專利範圍第3項之方法,其中,形成機械硬材料層之該步驟包括形成選自由氮化矽、碳化矽、和鑽 石狀碳所組成之群之材料之層之步驟。
  5. 5
    如申請專利範圍第1項之方法,其中,選擇性地生長應力引發材料之該步驟包括選擇性地生長具有第一楊氏係數為特徵之應力引發材料之步驟,以及其中形成機械硬材料層之該步驟包括形成具有較該第一楊氏係數為大之第二楊氏係數為特徵之機械硬材料層之步驟。
  6. 6
    如申請專利範圍第1項之方法,其中,形成機械硬材料層之該步驟包括形成選自由氮化矽、碳化矽、和鑽石狀碳所組成之群之材料之層之步驟。
  7. 7
    一種製造受應力之MOS裝置之方法,包括下列步驟:提供單晶半導體基板;蝕刻溝槽進入該單晶半導體基板中;用晶格不匹配該單晶半導體基板之單晶半導體材料選擇性地填充該溝槽,該單晶半導體材料具有第一楊氏係數;以及沉積具有大於該第一楊氏係數之第二楊氏係數之材料膜而與形成源極區域和汲極區域之該單晶半導體材料接觸,沉積材料膜之該步驟發生於該單晶半導體材料被加熱至溫度大於大約600℃之前,以於後續加熱步驟期間防止錯位集結於該單晶半導體材料之表面處。
  8. 8
    如申請專利範圍第7項之方法,其中,提供單晶基板之該步驟包括提供單晶矽基板,且選擇性地填充該溝槽之該步驟包括用選自由單晶SiGe和含有至少2%碳之單晶矽所組成之群之單晶材料來選擇性地填充該溝 槽之步驟。
  9. 9
    如申請專利範圍第8項之方法,其中,沉積材料膜之該步驟包括沉積選自由氮化矽、碳化矽、和鑽石狀碳所組成之群之材料之層之步驟。
  10. 10
    一種製造受應力之MOS裝置之方法,包括下列步驟:提供單晶半導體基板;藉由磊晶生長應力引發單晶半導體材料於該單晶半導體基板上而於該單晶半導體基板中產生應力狀況,該應力引發單晶半導體材料具有與該單晶半導體基板不匹配之晶格;以及在該應力引發單晶半導體材料受到溫度超過大約900℃之前,藉由沉積機械硬材料膜接觸且於形成源極區域和汲極區域之該應力引發單晶半導體材料之表面上而維持於該單晶半導體基板中之應力狀況,以於後續加熱步驟期間防止錯位集結於該應力引發單晶半導體材料之該表面處。
  11. 11
    如申請專利範圍第10項之方法,其中,提供單晶半導體基板之該步驟包括提供單晶矽基板之步驟,以及其中產生應力狀況之該步驟包括於該單晶矽基板上選擇性地生長單晶SiGe之磊晶層之步驟。
  12. 12
    如申請專利範圍第10項之方法,其中,維持該應力之該步驟包括沉積選自由氮化矽、碳化矽、和鑽石狀碳所組成之群之材料之層之步驟。
  13. 13
    如申請專利範圍第10項之方法,復包括離子植入導電 率決定離子於該單晶SiGe中以形成該受應力之MOS裝置之該源極和汲極區域之步驟。
Independent claims13