[發明專利]通過在柵極和溝道中引起應變來增強CMOS晶體管性能的方法

有效

• 申請號: 200580038501.8
• 申請日: 2005-11-10
• 公開（公告）號: CN101390209A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 海寧·S·楊
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238;H01L21/336
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 杜 娟

1.一種用于制造晶體管的方法，所述方法包括：

在襯底(12)上形成第一類型晶體管，所述晶體管具有柵極導體(22)；

把離子注入到所述第一類型晶體管的柵極(22)中；

利用剛性層(50)來覆蓋所述晶體管；以及

加熱(178)所述晶體管，

其中在所述加熱過程(178)期間，限制第一類型晶體管的柵極導體(22)的體積膨脹，導致在所述第一類型晶體管的所述柵極導體(22)中產生壓應力，所述壓應力在所述第一類型晶體管的溝道區中引起張應力(70)。

2.如權利要求1所述的方法，進一步包括在形成所述剛性層(50)之前在所述晶體管上形成氧化層(52)。

3.如權利要求1所述的方法，其中所述剛性層(50)包括氮化硅和碳化硅中的至少一個。

4.如權利要求1所述的方法，其中所述襯底進一步包括未被所述剛性層(50)覆蓋的其它晶體管，并且所述加熱過程(178)在所述第一類型晶體管的溝道區中產生張應力(70)，而不在未被所述剛性層(50)覆蓋的其它晶體管的溝道區中引起張應力。

5.一種用于制造互補晶體管的方法，所述方法包括：

在襯底(12)上形成具有柵極導體(22)的第一類型晶體管和具有柵極導體(20)的第二類型晶體管；

把離子注入到所述第一類型晶體管的柵極(22)中；

利用剛性層(50)覆蓋所述第一類型晶體管和所述第二類型晶體管；

對所述剛性層(50)的部分進行圖案化，使得所述剛性層(50)只保留在所述第一類型晶體管上；以及

加熱(178)所述第一類型晶體管，

其中在所述加熱過程(178)期間，限制第一類型晶體管的柵極導體(22)的體積膨脹，導致在所述第一類型晶體管的所述柵極導體(22)中產生壓應力，所述壓應力在所述第一類型晶體管的溝道區中引起張應力(70)。

6.如權利要求5所述的方法，進一步包括在所述第一類型晶體管和第二類型晶體管上形成所述剛性層(50)之前，在所述第一類型晶體管和所述第二類型晶體管上形成氧化層(52)。

7.如權利要求5所述的方法，其中所述剛性層(50)包括氮化硅和碳化硅中的至少一個。

8.如權利要求5所述的方法，其中所述加熱過程(178)在所述第一類型晶體管的溝道區中產生張應力(70)，而不在所述第二類型晶體管的溝道區中引起張應力。

9.如權利要求5到8中的任何一項所述的方法，其中所述第一類型晶體管是N型金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管，而所述第二類型晶體管是P型金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管。

10.一種用于制造互補晶體管的方法，所述方法包括：

在襯底(12)上形成具有柵極導體(22)的第一類型晶體管和具有柵極導體(20)的第二類型晶體管；

利用掩模(122)來保護所述第二類型晶體管；

把離子(200)注入到所述第一類型晶體管的柵極(22)中；

利用剛性層(50)來覆蓋所述第一類型晶體管和所述第二類型晶體管；以及

加熱(204)所述第一類型晶體管和所述第二類型晶體管，

其中在所述加熱過程(204)期間，限制第一類型晶體管的柵極導體(22)的體積膨脹，導致在所述第一類型晶體管的所述柵極導體(22)中產生壓應力，所述壓應力在所述第一類型晶體管的溝道區中引起張應力(70)。

11.如權利要求10所述的方法，進一步包括在所述第一類型晶體管和所述第二類型晶體管上形成所述剛性層(50)之前，在所述第一類型晶體管和第二類型晶體管上形成氧化層(52)。

12.如權利要求10所述的方法，其中所述剛性層(50)包括氮化硅和碳化硅中的至少一個。

13.如權利要求10所述的方法，其中所述加熱過程(204)在所述第一類型晶體管的溝道區中產生張應力，而不在所述第二類型晶體管的溝道區中引起張應力。

14.如權利要求10到13中的任何一項所述的方法，其中所述第一類型晶體管是N型金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管，而所述第二類型晶體管是P型金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管。