[發明專利]用于應變硅MOS晶體管的使用硬掩模的刻蝕方法和結構

無效

• 申請號: 200610118772.0
• 申請日: 2006-11-20
• 公開（公告）號: CN101192538A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 陳軍;吳漢明;高大為;朱蓓;伯凡帝·保羅
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/8238
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 李劍

技術領域

本發明涉及集成電路及其用于半導體器件制造的處理。更具體地，本發明提供用于制造用于先進CMOS集成電路器件的使用應變硅結構的MOS器件的方法和結構。然而，應該認識到本發明具有更加廣泛的可應用性。

背景技術

集成電路已經從制造在單個硅芯片上的少數的互連器件發展到數百萬個器件。傳統集成電路提供的性能和復雜度已遠遠超過了當初的想象。為了實現復雜度和電路密度(即，能夠被安置到給定芯片面積上的器件的數量)的提高，對于每一代集成電路，最小器件線寬的尺寸(也被稱為器件“幾何”)變得越來越小。

不斷增大的電路密度不僅已提高了集成電路的復雜度和性能，而且也為客戶提供了更低成本的部件。集成電路或者芯片制造工廠常常可能花費成百上千萬，甚至十幾億美元來建造。每一制造工廠具有一定的晶片生產量，而每片晶片上將會有一定數量的集成電路。因此，通過制造更小的集成電路個體器件，更多的器件可以被制造在每一個晶片上，這樣就可以增加制造工廠的產量。要使器件更小是很有挑戰性的，因為每一種用于集成制造的工藝都存在限制。那也就是說，一種給定的工藝通常只能加工到某一特定的線寬尺寸，于是不是工藝就是器件布局需要被改變。此外，隨著器件要求越來越快速的設計，工藝限制就伴隨某些傳統的工藝和材料而存在。

這樣的工藝的示例是MOS器件自身的制造。這樣的器件傳統上已經變得越來越小，并且產生更快的切換速度。雖然已經有了明顯的改進，但是這樣的器件的設計仍然具有許多限制。僅僅作為示例，這些設計必須變得越來越小，但是仍然要提供用于切換的清晰信號，這隨著器件變得更小而變得更加困難。此外，這些設計常常難以制造，并且通常要求復雜的制造工藝和結構。在本說明書中，更具體地在下文中將更加詳細地描述這些和其他的限制。

從上面看出，用于處理半導體器件的改進技術是所希望的。

發明內容

根據本發明，提供了用于半導體器件的制造的處理集成電路的技術。更具體地，本發明提供用于制造用于CMOS先進集成電路器件的使用應變硅結構的MOS器件的方法和結構。然而，應該認識到本發明具有更加廣泛的可應用性。

在具體的實施例中，本發明提供了一種用于形成應變硅集成電路器件的方法。該方法包括提供半導體襯底，以及形成上覆于所述半導體襯底的電介質層。該方法還包括形成上覆于所述電介質層的柵極層，以及形成上覆于所述柵極層的硬掩模。該方法利用所述硬掩模作為保護層，圖案化所述柵極層，以形成包括多個邊緣的柵極結構。該方法形成上覆于所述柵極結構的電介質層，以保護包括所述多個邊緣的所述柵極結構。該方法由所述電介質層形成多個隔片，同時保留上覆于所述柵極結構的所述硬掩模。該方法利用所述電介質層和所述硬掩模作為保護層，刻蝕緊鄰所述柵極結構的源區和漏區，同時所述硬掩模防止所述柵極結構的任何部分被暴露。在優選實施例中，該方法保留上覆于所述柵極結構的所述硬掩模。該方法包括將硅鍺材料沉積到所述源區和所述漏區中，以填充所述被刻蝕的源區和所述被刻蝕的漏區，同時利用所述硬掩模使所述柵極層的任何部分保持不被暴露，以使所述柵極結構基本沒有任何硅鍺材料的永久性沉積，所述硅鍺材料使得所述源區和所述漏區之間的溝道區從形成在所述源區和所述漏區中的至少所述硅鍺材料以壓縮模式發生應變。在優選實施例中，該方法從所述柵極結構去除所述硬掩模，以暴露所述柵極結構的頂部，并且使所述柵極結構的所述頂部保持基本沒有任何硅鍺材料。

較傳統技術，通過本發明獲得了的很多優點。例如，本技術為使用依賴于傳統技術的工藝提供了便利。在一些實施例中，本方法提供了對于每個晶片的按管芯計的更高的器件產率。此外，本方法提供了與傳統工藝技術兼容而不用對傳統設備和工藝進行實質修改的工藝。優選地，本發明為90納米以及更小的設計規范提供了改進的工藝集成。此外，本發明通過將應變硅結構用于CMOS器件，提供了增大的空穴遷移率。依據實施例，可以獲得這些優點中的一個或多個。這些優點或其他優點將在本說明書全文中并且更具體地在下文中，進行更多的描述。

參考后面的詳細說明和附圖，可以更全面地了解本發明的各種其他目的、特征和優點。

附圖說明

圖1是傳統的應變硅器件的簡化的橫截面視圖。

圖2到圖4是根據本發明的一個實施例用于制造CMOS器件的方法的簡化的橫截面視圖。

具體實施方式