[發(fā)明專利]包含一層應(yīng)力產(chǎn)生材料的電路組件及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410052718.5
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103996699B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·馮克魯格
• 申請（專利權(quán)）人: 格羅方德半導(dǎo)體公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

技術(shù)領(lǐng)域

一般而言，本發(fā)明關(guān)于集成電路的領(lǐng)域，特別是關(guān)于包括包含有應(yīng)力產(chǎn)生材料的晶體管及/或其他電路組件的集成電路。

背景技術(shù)

集成電路包含大量的電路組件，該電路組件特別包含場效晶體管。在場效晶體管中，柵極電極可以借由柵極絕緣層和通道區(qū)域分開，柵極絕緣層提供了柵極電極和通到區(qū)域之間的電性絕緣。鄰接于該通道區(qū)域，則形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域。

該通道區(qū)域、源極區(qū)域和漏極區(qū)域可以形成在半導(dǎo)體材料中，其中，該通道區(qū)域的摻雜(doping)不同于該源極區(qū)域和漏極區(qū)域的摻雜。因此，有不同摻雜的半導(dǎo)體材料之間的轉(zhuǎn)移(transition)，例如，p-n轉(zhuǎn)移(p-n transition)或是p或n摻雜的半導(dǎo)體材料以及實(shí)質(zhì)上未摻雜的半導(dǎo)體材料之間、在源極區(qū)域和通道區(qū)域之間、以及在通道區(qū)域和漏極區(qū)域之間的轉(zhuǎn)移。

在n型晶體管中，該源極區(qū)域和漏極區(qū)域是以n型摻雜物(dopant)摻雜的，且該通道區(qū)域可以是p型摻雜的或是實(shí)質(zhì)上未摻雜的。在p型半導(dǎo)體中，該源極區(qū)域和漏極區(qū)域是p型摻雜的，且該通道區(qū)域可以是n型摻雜的或是實(shí)質(zhì)上未摻雜的。

根據(jù)施加在該柵極電極和源極區(qū)域之間的電壓，該場效晶體管可以在開啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間切換，其中，該開啟狀態(tài)在該源極區(qū)域和漏極區(qū)域之間有相對高的電導(dǎo)，且該關(guān)閉狀態(tài)在該源極區(qū)域和漏極區(qū)域之間有相對低的電導(dǎo)。該場效晶體管在開啟狀態(tài)下的通道區(qū)域的電導(dǎo)可以視在該通道區(qū)域中的摻雜物濃度、在該通道區(qū)域中的電荷載子的遷移率、在該晶體管的寬度方向上的通道區(qū)域的延伸、以及該源極區(qū)域和漏極區(qū)域之間的距離(其通常稱為“通道長度”)而定。

為了增加該晶體管在開啟狀態(tài)下的通道區(qū)域的電導(dǎo)，已提出借由改進(jìn)通道區(qū)域形成在其中的半導(dǎo)體材料的晶格結(jié)構(gòu)來增加在通道區(qū)域中的電荷載子的遷移率。此可透過在通道區(qū)域中產(chǎn)生拉伸(tensile)或壓縮(compressive)應(yīng)力來完成。壓縮應(yīng)力在通道區(qū)域中可以增加電洞的遷移率，導(dǎo)致p型晶體管的通道區(qū)域的導(dǎo)電性的增加。相反的，拉伸應(yīng)力在通道區(qū)域中可以增加電子的遷移率，其可增加n型晶體管的通道區(qū)域的導(dǎo)電性。

為了在該通道區(qū)域中提供應(yīng)力，可以在該晶體管上形成具有內(nèi)在(intrinsic)應(yīng)力的材料層。該材料層可以包含，例如，氮化硅，且可借由例如等離子體強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積制程(plasma enhanced chemical vapor deposition process)來形成。依據(jù)等離子體強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積制程的參數(shù)，舉例而言，成份、反應(yīng)氣體的壓力及/或溫度、在反應(yīng)器體中產(chǎn)生的射頻放電(radio frequency radio discharge)的功率、及/或施加在設(shè)置該晶體管的基板上的偏壓，可以提供該材料層的拉伸或壓縮內(nèi)在應(yīng)力。此外，借由改變等離子體強(qiáng)化沉積制程的參數(shù)，可以控制該拉伸或壓縮內(nèi)在應(yīng)力的強(qiáng)度。

然而，由傳統(tǒng)的具有內(nèi)在應(yīng)力的材料層所產(chǎn)生的在通道區(qū)域中的應(yīng)力在沉積該材料層之后一般是實(shí)質(zhì)上的常數(shù)，而無法在之后調(diào)整。因此，該晶體管的效能，特別是該晶體管在開啟狀態(tài)下的通道區(qū)域中的電導(dǎo)，其關(guān)聯(lián)于由具有內(nèi)在應(yīng)力的材料層所提供的在通道區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力，也實(shí)質(zhì)上的是常數(shù)。

考慮上述的情況，本發(fā)明提供允許提供在晶體管的制造之后可以被修改的在晶體管的通道區(qū)域中的應(yīng)力的技術(shù)。

本發(fā)明還提供允許借由修改在半導(dǎo)體區(qū)域中的應(yīng)力來改變不同于晶體管的電路組件中的半導(dǎo)體區(qū)域的電阻的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本文所揭露的一例示性電路組件包括一半導(dǎo)體區(qū)域以及一層應(yīng)力產(chǎn)生材料。該應(yīng)力產(chǎn)生材料提供響應(yīng)作用在該應(yīng)力產(chǎn)生材料上的信號(signal)而可調(diào)變的應(yīng)力。該層應(yīng)力產(chǎn)生材料是設(shè)置成在該半導(dǎo)體區(qū)域提供應(yīng)力。提供給該半導(dǎo)體區(qū)域的應(yīng)力響應(yīng)作用在該應(yīng)力產(chǎn)生材料上的信號而可調(diào)變。