发明名称 制造具应变的多层结构及具有应变层之场效电晶体之方法
摘要 本发明揭示一种具应变的多层结构之制造方法。利用二矽乙烷(Si2H6)或三矽丙烷(Si3H8)作为一第一反应气体,进行减压化学气相沉积(reduced pressure CVD, RPCVD)以在一基底上依序沉积一渐进(step-graded)矽锗缓冲层及一矽锗上盖层。之后,以矽烷(SiH4)或二氯矽烷(SiH2Cl2)作为一第二反应气体,进行减压化学气相沉积以在矽锗上盖层上沉积一单晶矽层而形成一应变层。本发明亦揭示一种具有应变层之场效电晶体之制造方法。
申请公布号 TWI231043 申请公布日期 2005.04.11
申请号 TW092128509 申请日期 2003.10.15
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 李崑池;姚亮吉;陈世昌;梁孟松
分类号 H01L29/772 主分类号 H01L29/772
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种制造具应变的多层结构之方法,包括下列步骤:提供一基底;藉由二矽乙烷/三矽丙烷作为一第一反应气体,以在该基底上方依序形成一渐进矽锗(Si1-xGex)缓冲层及一矽锗上盖层,其中x随该渐进矽锗缓冲层厚度增加而由0渐增至0.3;以及藉由矽烷/二氯矽烷作为一第二反应气体,以在该矽锗上盖层上沉积一单晶矽层而形成一应变层。2.如申请专利范围第1项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中该基底系一矽基底。3.如申请专利范围第2项所述之制造具应变的多层结构之方法,更包括一矽缓冲层形成于该基底与该渐进矽锗缓冲层之间。4.如申请专利范围第3项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中该矽缓冲层之厚度在0.1到0.9微米的范围。5.如申请专利范围第1项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中该第一反应气体更包括锗烷。6.如申请专利范围第1项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中该渐进矽锗缓冲层之厚度在2到5微米的范围。7.如申请专利范围第1项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中该矽锗上盖层之厚度在0.5到1微米的范围。8.如申请专利范围第1项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中该单晶矽层之厚度在100到300埃的范围。9.如申请专利范围第1项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中藉由减压化学气相沉积(RPCVD)形成该渐进矽锗缓冲层及该矽锗上盖层。10.如申请专利范围第9项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中该减压化学气相沉积之制程温度在600℃到800℃的范围。11.如申请专利范围第9项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中该减压化学气相沉积之制程压力在50Torr到760Torr的范围。12.如申请专利范围第1项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中藉由减压化学气相沉积(RPCVD)形成该单晶矽层。13.如申请专利范围第12项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中该减压化学气相沉积之制程温度在600℃到800℃的范围。14.如申请专利范围第12项所述之制造具应变的多层结构之方法,其中该减压化学气相沉积之制程压力在50Torr到760Torr的范围。15.一种制造具有应变层之场效电晶体之方法,包括下列步骤:提供一矽基底;藉由二矽乙烷/三矽丙烷作为一第一反应气体,以在该基底上方依序形成一渐进矽锗(Si1-xGex)缓冲层及一矽锗上盖层,其中x随该渐进矽锗缓冲层厚度增加而由0渐增至0.3;以及藉由矽烷/二氯矽烷作为一第二反应气体,以在该矽锗上盖层上沉积一单晶矽层而作为一应变通道层;在该应变通道层上方形成一闸极结构;以及在该闸极结构外侧之该应变通道层中形成一源极/汲极区。16.如申请专利范围第15项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中该基底系一矽基底。17.如申请专利范围第16项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,更包括一矽缓冲层形成于该基底与该渐进矽锗缓冲层之间。18.如申请专利范围第17项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中该矽缓冲层之厚度在0.1到0.9微米的范围。19.如申请专利范围第15项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中该第一反应气体更包括锗烷。20.如申请专利范围第15项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中该渐进矽锗缓冲层之厚度在2到5微米的范围。21.如申请专利范围第15项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中该矽锗上盖层之厚度在0.5到1微米的范围。22.如申请专利范围第15项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中该单晶矽层之厚度在100到300埃的范围。23.如申请专利范围第15项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中藉由减压化学气相沉积(RPCVD)形成该渐进矽锗缓冲层及该矽锗上盖层。24.如申请专利范围第23项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中该减压化学气相沉积之制程温度在600℃到800℃的范围。25.如申请专利范围第23项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中该减压化学气相沉积之制程压力在50Torr到760Torr的范围。26.如申请专利范围第15项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中藉由减压化学气相沉积(RPCVD)形成该单晶矽层。27.如申请专利范围第26项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中该减压化学气相沉积之制程温度在600℃到800℃的范围。28.如申请专利范围第26项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中该减压化学气相沉积之制程压力在50Torr到760Torr的范围。29.如申请专利范围第15项所述之制造具有应变层之场效电晶体之方法,其中该闸极结构更包括:一闸极介电层,设置于该应变通道层上方;一闸极电极,设置于该闸极介电层上方;以及一闸极间隙壁;设置于该闸极电极侧壁。图式简单说明:第1A到1C图系绘示出根据本发明实施例之制造具有应变层之场效电晶体之流程剖面示意图。第2图系绘示出不同反应气体之对数沉积速率与反应温度之关系曲线图。
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