用于制备应变沟道CMOS的等效应变记忆方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101969047A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101969047A(43)申请公布日2011.02.09(21)申请号201010251286.2(22)申请日2010.08.12(71)申请人电子科技大学地址610054四川省成都市建设北路二段四号(72)发明人于奇宁宁王向展杜江峰杨洪东李竞春(74)专利代理机构成都科海专利事务有限责任公司51202代理人盛明洁(51)Int.Cl.H01L21/8238(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图7页(54)发明名称用于制备应变沟道CMOS的等效应变记忆方法(57)摘要本发明制备应变沟道CMOS的等效应变记忆方法是涉及集成电路的制作，特别是通过等效应变记忆方法引入的应变技术，分别为互补金属氧化物半导体场效应晶体管CMOS中的NFET与PFET器件提供张应变与压应变。该发明提供的记忆方法是通过表面剪切应力在衬底表面引入应变，此应变的大小会随纵向深度不同而变化，但不随表面内横向尺寸的改变而变化，并通过侧壁正应力而保留沿沟道方向的等效应变。用本方法制作出来的晶体管在特征尺寸为几微米情况下，沟道仍具有较大应变，并能提高器件与电路的频率特性。CN109647ACN101969047A权利要求书1/2页1.用于制备应变沟道CMOS的等效应变记忆方法，其特征在于通过表面剪切应力在衬底表面引入应变，此应变大小会随纵向深度不同而变化，但不随表面内横向尺寸的改变而变化，然后，通过侧壁正应力而保留沿沟道方向的等效应变，其制作步骤如下：1)在衬底表面淀积具有高本征应力的介质层，在表面衬底表面层引入应变；2)在垂直于表面的方向进行应变限定或增强，且消除或减弱应变区的恢复力，阻止应变的释放，使应力转换而保留沟道方向上所需的应变；3)退火处理，使应变区与应力源组织稳定化和均匀化；4)去掉表面应力源后，在引入应变的衬底上制作第一晶体管(120A)，第二晶体管(120B)。2.根据权利要求1所述的等效应变记忆方法，其特征在于实现沟道方向等效张应变记忆的步骤如下：1)利用具有高本征张应力的介质层在衬底表面引入剪切张应力，使将用来制作器件的表面区域形成张应变；2)在垂直于衬底表面且沿沟道方向两侧侧壁，采用STI技术在沟道两侧引入压缩应力，此技术不仅减弱应变区的恢复力，且将使原来垂直于沟道方向上的张应变改变为压应变，从而保持沿沟道方向上的张应变；3)退火处理，使衬底应变区与侧壁应力源材料组织稳定化与均匀化；4)平坦化处理并去掉表面应力源后，可使沿沟道方向上的张应变在经稳定化处理与侧壁的应力源作用而保留下来。3.根据权利要求1所述的等效应变记忆方法，其特征在于实现沟道方向等效压应变记忆的步骤如下：1)利用具有高本征压应力的介质层在衬底表面引入剪切压应力，使将用来制作器件的表面区域形成压应变；2)在应变区域周边进行限定，阻止应变的释放，并且减弱了衬底应变的恢复力；3)退火处理，使衬底应变区与周边限定材料组织稳定化与均匀化；4)平坦化处理并去掉表面应力源后，沿沟道方向上的压应变经稳定化处理与周边限制，保留下来。4.根据权利要求2所述的等效应变记忆方法，其特征在于制作具有张应变沟道的NFET器件的步骤如下：1)在半导体层(110)上采用热氧化方法生长电介质层(106)；2)采用STI结构隔离出制备不同器件的区域；3)在电介质层(106)上涂抗蚀剂掩膜(107)并进行图形化光刻；4)淀积具有高本征张应力的介质层(108A)，高本征应力可转移到半导体层表面区，形成具有张应变的(111A)区域；5)在平行于沟道方向的两侧侧壁形成STI结构(109A)，所填充材料具有更大刚度与较低膨胀系数的性质，对沟道进行压缩，以致保持沟道方向上的张应变；6)退火处理，经退火(116)后，应变区与应力施加源组织结构稳定化与均匀化；7)去掉表面施加应力源后，在该应变区进行NFET器件制作。5.根据权利要求3所述的等效应变记忆方法，其特征在于制作具有压应变沟道的PFET2CN101969047A权利要求书2/2页器件的步骤如下：1)在半导体层(110)层上采用热氧化方法生长电介质层(106)；2)采用STI结构隔离出制备不同器件的区域；3)在电介质层(106)上涂抗蚀剂掩膜(107)并进行图形化光刻；4)淀积具有高本征压应力的介质层(108B)，高本征应力可转移到半导体层表面区，形成具有压应变的111B区域；5)在具有压应变的111B区周边形成STI结构(109B)，对应变进行限制；6)退火处理，经过退火(116)后，应变区与四周STI组织结构稳定化与均匀化；7)去掉表面施加应力源，在该应变区进行PFET器件制作。6.根据权利要求1所述的等效应变记忆方法，其特征在于制作包含具有张应变沟道