专利名称：通过超快退火非晶材料外延硅碳替位固溶体的制作方法
通过超快退火非晶材料外延硅碳替位固溶体
背景技术：
硅碳晶体合金(单独或可能具有其它元素)例如，S"-yCy， y<0.1，其 中碳存在为替位固溶体(即，在晶格位置上)，对于半导体器件应用而言 是非常有用的材料。为了方便，在本说明书中将这些合金(优选包含附加 的元素)称为"SC3S"材料。例如，在半导体器件中SC3S可用于局部应 变设计。SC3S还可以用于带隙设计。在应变设计应用中，将SC3S的岛和 /或层集成(优选外延)到不同的晶体材料中以有利于改变该不同的晶体材 料的应变，从而提高各种半导体器件的性能。
对于亚100nm尺度(纳米范围)的先进CMOS集成电路，使用晶格 失配晶体应力源(stressor )的局部应变设计技术尤其有用。为了提高CMOS 的性能，对于SC3S结构的不同的几何设置存在大量的提议，例如 US6891192、 US20050082616、 US20050104131、 US20050130358以及Ernst 等等的VLSISymp., 2002， P92;这里引用这些7>开的整个内容作为参考。 这些结构的公共几何特征是SC3S物体的局部化，例如，SC3S的岛和/或 层。除CMOS集成电路之外，SC3S还存在许多其它应用，例如，其它类 型的集成电路和/或除集成电聘4页域之外的其它应用。这些其它的应用包括 除上述的之外的其它几何结构。
不管应用如何，特别是集成电路器件方面，更具体而言CMOS集成电 路器件方面，SC3S的挑战在于其制造。尤其是在外延SC3S方面的挑战更 明显。在晶体Si中C的替位固溶度极低。因此，使用常规外延(印i)生 长技术生长具有高替位C浓度的SC3S非常困难。制造SC3S的该困难是 其基本性质所导致的，因为Si-Si和Si-C键之间在键能和键长存在较大的 差异。进入Si晶格的替位C原子将极大地扭曲晶格，造成局部吉布斯(Gibbs)自由能增加，从而限制在热力学平衡状态下将替位碳并入到Si 晶格中。
采用非晶硅层的固相外延(SPE)以及"电激活"(替位地设置到硅 晶格中)注入的掺杂剂例如B、 As、 P。通过在500"C到1300。C的温度的 炉中退火20分钟到几小时或在约600"C到1200。C的快速热处理器(RTP) 中处理1秒到180秒以退火掺杂的非晶层，来进行这样的SPE。使用这些 技术难以形成SC3S。例如，通过基于炉的SPE (例如，650。C， 30分钟) 制造SC3S的尝试会导致差的结晶度，并且很少量的C在替位晶格位置。 在通过基于RTP的SPE (例如，1050X:， 5秒)来制造SC3S的尝试的情 况下，仅有约0.2%的替位碳并入到晶格中。在本领域中，通常认为在高温 下仅有有限数量(小于约1% )的替位碳可以被并入到硅晶格中。
在低温范围(T外延〈700'C)，常规低温非局域外延SC3S是非常困难 的，其中在非平衡状态下小于2%的替位碳可以被并入到硅晶格中。非选 择性(普通)外延方法，在整个衬底表面上淀积晶体、多晶、或非晶材料 基本上阻止了通过SC3S产生局域结构。
因此，持续需要适宜于制造SC3S的局域结构的技术。因此，非常需 要适宜于制造这样的局域SC3S结构的晶体生长技术，该局域SC3S结构 具有超过0.5%原子百分比并优选1到4原子百分比范围的替位C浓度。
发明内容
本发明利用非晶的包含硅和碳的材料的超快退火技术，以便将所述材 料优选地暴露于这样的温度相对短的时长，所述温度为重结晶温度或高于 重结晶温度但却低于所述材料的熔点。以该方式，可以才艮据电子制造的需 要在各种结构配置中产生SC3S材料制或用于其它目的。
一方面，本发明包括一种形成SC3S结构的方法，所述方法包括 U)提供具有包含硅和碳原子的非晶区域的衬底，以及 (b )超快退火所述非晶区域以结晶化所述区域，由此在所述区域中产 生的晶体材料中使所述碳原子的至少一部分占据晶格位置。优选地，替位的碳的量为原子百分比约0.5到10。优选地，所述退火 包括加热所述非晶区域至退火温度非常短的时间(例如，小于100毫秒)， 所述退火温度高于材料的重结晶温度但低于其熔点。优选地，超快退火技 术是激光退火或闪光退火，更优选地具有毫秒范围的特征退火时间(例如， 约5毫秒到约50微秒)。优选地，通过非晶化注入硅材料，然后注入碳原 子，来原位产生所述非晶区域。可以以任意的顺序来完成这些注入步骤的 序列。可选地，还可以通过化学或物理气相淀积的非晶的Si-C混合物来淀 积所述非晶区域，或淀积非晶Si然后进行C注入来形成所述非晶区域。还 可以使用引入碳原子的其它的适宜的方法。
本发明还包括形成NFET结构的方法，其中所述方法包括
(a) 提供衬底，所述衬底具有在半导体沟道之上的NFET栅极叠层 和邻近所述沟道的包含珪和碳的至少一个非晶的源极/漏极区域，以及
(b) 超快退火所述非晶区域以结晶化所述区域，从而使所述碳原子的 至少一部分占据在所述区域中产生的晶体材料中的晶格位置。
优选地，所述方法包括使NFET的两个源^l/漏极成为SC3S区域。本 发明还包括形成并入了 SC3S的CMOS晶体管结构和其它的集成电路结 构。
下面将详细地描述本发明的这些和其它方面。
图1 (a)-l (d)示出了才艮据本发明的一些可能SC3S配置的实例的截 面图2-4示出了用于在NFET的源极/漏极结构中制造SC3S的本发明的 实施例的截面图；以及
图5示出了具有在NFET栅极叠层周围的SC3S源极漏极区域的
8CMOS NFET-PFET对。
具体实施例方式
本发明的部分特征在于通过使用超快退火技术以将非晶的包含硅和碳 的材料转化成SC3S。超快退火是优选的，以便将非晶材料快速加热到重结 晶过程迅速发生的高温。温度优选为重结晶温度，或者更优选地恰好高于 重结晶温度但是低于材料的熔点，仅持续相对短的时长。在优选的实施例 中，本发明的特征还在于使用(i)通过注入来非晶化衬底上或衬底内的包 含硅的材料，在这之后或之前(ii)将碳原子注入到非晶区域，由此产生非 晶的包含珪和碳的材料区域。这些方法使得可以在高退火温度下以简单的 方法获得具有高替位碳原子浓度的SC3S结构。将SC3S结构集成到CMOS 工艺中会变得非常简单，特别是局部地使用优选实施例，因为可以在希望 的位置处局部地执行非晶化、注入和固相外延。
如在电子制造中所希望的，可以使用本发明在各种结构配置中产生 SC3S材料或用于其它目的。图1示出了可以使用本发明的方法制造的 SC3S结构的一些可能的配置(a )-(d)。本发明不局限于任何特定的SC3S 结构或配置。在图1 (a)中，衬底100具有与掩模102 ("掩模"可以是 永久结构例如栅极隔离物或牺牲结构)对准的SC3S结构101。图1 (b) 示出了另一实例，其中SC3S区域101在掩模102之下横向延伸。图l(c) 示出了另一实例，其中将SC3S区域101形成为在衬底100的表面之下的 岛，其中岛的位置至少部分地由掩模102控制。在图l (d)中SC3S材料 101存在于衬底100的表面上。可以使用掩模(未示出)构图SC3S结构或 前体(amorphous)非晶材料的较宽的层，来形成图1 (d)的结构。
本发明包括一种形成SC3S结构的方法，该方法包括 (a)提供衬底，所述衬底具有包含硅和碳原子的非晶区域，以及 (b )超快退火非晶区域以晶化该区域，从而碳原子的至少一部分占据 在该区域中产生的晶体材料的晶格位置。
本发明不局限于用于形成非晶的包含硅和碳的材料的任何特定的方法。例如，可以通过用于形成非晶硅层的化学或物理气相淀积或其它^^P 的技术形成非晶的包含硅和碳的材料。
然而，优选通过下列步骤形成非晶的包含珪和碳层提供硅或包含硅 的衬底材料目标区域，即希望形成SC3S的区域，通过非晶化离子注入(也 称为预非晶化注入或PAI)使目标区域变为非晶的，以及向目标区域注入 希望的数量的碳原子。可以在非晶化步骤之前或之后注入碳。
非晶化注入种(species)可以选自本领域/>知的种。优选地，非晶注 入种选自Si、 Ge、 As、 Xe、 Ar、 Sb、 P或其它离子以非晶化目标珪4十底 区域到合适的深度。可以通过掩模的帮助来完成PAI。在NFET实施例中， 掩模可以是存在的结构例如栅极隔离物的一部分，或者可以在注入步骤之 前使用公知的光刻和蚀刻技术形成^^模。在使用Ge或As作为非晶化原子 时， 一些可能的PAI条件的实例为注入能量约10-60KeV，剂量约 3E13-4E15cm-2。在一些情况下，将注入的碳可以产生足够的非晶化，特 别是注入温度被降低时。
优选地，以5E14cm-2到5E16cm-2的剂量向区域中进行碳注入以获得 希望的碳浓度。优选地，碳的量足够在SC3S材料中提供约0.5到IO原子 百分比的碳，更优选约1到5原子百分比的碳，最优选约1.2到4原子百 分比的碳。还可以根据需要或所希望的来注入掺杂剂。如果需要，可以使 用附加的掩模仅在非晶区域的一部分中注入碳。可选地，如果需要，可以 使用公知的注入方法，垂直和/或横向地渐变(grade)碳浓度例如通过 以较高的能量注入碳剂量的一部分，而以较低的能量注入碳剂量的另 一部 分；或以一个倾斜(tilt) /扭转(twist)的角度设置来注入碳剂量的一部分， 而以另 一倾斜/扭转的注入角度设置来注入碳剂量的另 一部分。
通常，优选SC3S晶格在晶格位置上包含至少约80原子百分比的硅， 更优选地至少约卯原子百分比，最优地约95到99.5原子百分比。优选在 晶格位置处的掺杂剂原子的量(除了碳或硅)为约0到3原子百分比。另 外，可以由例如锗的其它元素占据晶格位置。如果包含硅的材料是SiGe 合金，优选锗的含量为约50原子％或更少，更优选小于约30原子％。通常，优选地，在重结晶的阈值温度处或附近避免緩慢的温度斜坡上
升(ramp up)速率。緩慢的斜坡上升速率将典型地导致在较低的温度下 重结晶，并且通常会使产品具有很少的替位碳原子或没有替位碳原子。因 此，优选地，从重结晶温度以下的温度到峰值退火温度的斜坡上升时间为 约50纳秒到10毫秒。优选地，峰值退火温度从高于重结晶温度约50'C到
恰好低于材料的熔点。优选地，峰值退火温度至少900x:，更优选地至少
1100X:，最优选地约1200-1350'C。优选地，超快退火在目标温度区域即该
区域在峰值温度之下约ioox:的范围内具有有限的时长。优选地，时长约
500纳秒到10毫秒，更优选约0.5微秒到1亳秒，最优选约5微秒到约5 毫秒。
可选地，可以在加热能量脉沖的半高宽度(FWHM)处测量退火时长。 例如，在能量脉冲的测量的FWHM处优选的退火时长约5微秒到100毫 秒，更优选约50微秒到50毫秒，最优选约100微秒到约5毫秒。优选地， 以这样的方式进行退火，在约卯OX:或高于900"C的温度下基本上完全重结
晶非晶化区域，更优选高于iioox:,最优选约iioo'c到约1300"c。 一旦
完全重结晶SC3S区域，可以继续退火到更高温度，但是优选不高于硅的
熔点(1417x:)，更优选不高于i3卯x:。
可以使用任何合适的方法提供超快退火的能量，只要该方法能够获得 上述退火参数。 一个有用的实例，以相干光辐射的形式传递能量(即，激
光辐射或激光退火)。可以以脉冲或连续波(cw)模式控制激光源。可
以成形并极化激光束以更均匀地加热衬底。发射激光的介质可以为产生不 同波长的辐射的不同类型(例如，气体激光器、固体激光器、染料激光器、 二极管激光器)。另外，如果需要，可以在晶片表面上增加或成形附加的 层以有助于将能量耦合到衬底中。这些辅助的能量耦合结构可以是牺牲的 或者可以是衬底的一部分(例如，印刷在衬底中作为电路版图的一部分)。 本发明不受限于激光器的类型、其操作模式、其波长、辅助的能量耦合结 构的使用、激光束形状、其极化状态，使用的相干源的数目、在多个相干 源之间的其相干或不相干、和或激光退火方法的其它参数，只要可以根据
11上述的时间和温度参数值可以加热非晶化区域。
还能以非相干辐射(灯辐射)的形式传递用于超快退火的能量。这样
的退火称为"闪光(flash)退火"。在另一选择中，可以通过超热气体喷 射(即，喷射退火或气炬(torch)退火)来提供超快退火的能量。同样， 向村底耦合能量的确切的方法对本发明并不是很重要，只要根据上述的时 间和温度参数值可以加热非晶化区域。
一旦发生了向SC3S转化的重结晶，优选地快速淬火(quench)系统 以冻结替位位置中的碳原子。通常，希望避免过度加热SC3S材料和整个 衬底。如果仅将晶片的有限的部分加热到目标温度区域， 一旦去除退火能 量，晶片的其它部分可以迅速地耗散热量。因此，可以使用该效应在常规 工具中获得希望的淬火。冷却时间应该尽量短。优选地，从峰值温度(例 如，1200 ~ 1350。C )冷却到500X:的时间在500纳秒到100毫秒之间。
可以通过在特定的温度之上和之下的斜坡上升或斜坡下降 (ramp-down )速率来说明优选的超快退火方法和相关的固相外延(SPE )。 在约500。C以上的优选的斜坡上升速率大于约10，000匸/秒，更优选约 100，000'C/秒到约100,000，000X:/秒，并且最优选约300，000'C/秒到约 10,000，000。C/秒。从峰值或目标温度到低于约500"C的优选的斜坡下降速率
大于约5，ooo x:/秒，更优选约50，ooo n/秒到约5o,ooo，ooo x:/秒，并且最优
选约100,000"C/秒到约5，000，000"C/秒。
发明人进行了 一系列实验，其中通过约百万度每秒的斜坡上升速率和
在约1100。C以上的温度下的小于约300孩吏秒的退火时长的激光退火来形成 SC3S。退火峰值温度从约1200r到约1350'C变化。然后使用X射线衍射 (XRD )分析SC3S样品，结果显示80 %以上的注入的碳剂量(1.8原子 百分比)以替位碳原子的形式存在(即，在晶M置处)。在所研究的晶 体中，XRD提供了原子间隔的精确测量。然后，从SC3S晶体的晶格间隔
来推断替位碳原子的数量。在该特定的实验组中，峰值退火温度从120ox:
增加到1350匸没有导致替位碳原子的任何减少，因为退火时间足够短，阻 止了任何碳原子的"去激活"(即，从晶格迁徙到间隙位置或形成碳化硅化合物和团簇)。通常，本发明优选获得这样的SC3S材料，在该SC3S 材料中至少60%、更优选超过80%的注入的碳剂量以替位的碳的形式存 在。
斜坡上升速率高于每秒十亿(le9 )度并且时长短于约1微秒的更短的 退火，将硅的重结晶阈值推到硅的熔点之上，使非晶区域熔化。在本发明 中不希望出现这些条件。
本发明还包括用于形成NFET结构的方法，该方法包括 (a)提供衬底，该衬底具有在半导体沟道之上的NFET栅极叠层和 邻近沟道的至少一个包含硅和碳的非晶的源^L/漏极区域，以及
(b )超快退火非晶区域以结晶化该区域，由此碳原子的至少 一部分占 据在该区域中产生的晶体材料中的晶格位置。
将上述整体的讨论内容应用域在NFET中形成SC3S。参考图2，在半 导体衬底200中的沟道204之上提供NFET栅极叠层201 。本发明不局限 于任何特定的NFET结构。图2的NFET实例具有位于栅极叠层的两侧上 的两个介质隔离物202和203 (为了容易描述，仅标号了栅极叠层的一侧 的隔离物)。伴随着希望的源^l/漏极区域208，实例叠层还具有栅极电极 材料205、覆盖介质206和栅极介质207。
在图3中，进行非晶化注入以在NFET的希望的源^l/漏极区域产生非 晶区域209。如果需要，还可以在该步骤中进行扩展注入。同样如上所述， 通过注入来提供希望的碳含量和横向以及纵向分布。
在图4中，通过上述的激光退火或闪光退火或其它适宜的技术结晶化 (固相外延)区域210以形成SC3S源l漏极区域。期望SC3S的该结构 用作NFET沟道区域的拉伸应力源。可以通过上述的注入条件来调整SC3S 岛相对于晶体管的其它几何特征的确切的位置。在一个实例中，通过具有 逆(retrograde)碳分布的碳注入，可以将SC3S岛掩埋在源^漏极的导 电表面之下。
本发明还包括形成并入了 SC3S的CMOS晶体管结构和其它的集成电 路结构。在CMOS工艺流程的简单的实例中，可以使用常规CMOS工艺为PFET和NFET形成栅极叠层、隔离物和扩展、晕圏以及源^l/漏极掺杂。 图5示出了具有互补NFET和PFET栅极叠层301、 302的衬底300,互补 NFET和PFET栅极叠层301、 302具有分别的源^L/漏极区域303和304。 进行常规RTA退火以将掺杂剂扩散到多晶硅中，并产生需要的在源^L/漏 极扩展区域与栅极导体边缘之间的交叠。此后，仅在希望的NFET的源极 /漏极区域内进行PAI和碳注入。优选地控制PAI和C注入，以便在N + 源^L/漏极掺杂区域内包含PAI区域和超过60%的注入的碳。然后，对源 极/漏极区域进行本发明的超快退火，从而形成希望的SC3S。然后，可以 继续希望的处理。例如，如果需要，可以将PFET沟道的应变设计(使用 在SC3S之前或之后形成的硅锗)集成到本发明的该SC3S形成方法中， 从而可以形成应变i殳计的CMOS结构例如在美国7>开的专利申请 2005/0082616A1中所描述的。可以在形成SC3S之前或之后形成在美国公 开的专利申请2005/0082616A1中描述的硅锗应力源。另外，可以在形成 SC3S岛之后进行多个热处理步骤，但却要以这样的方式进行，这样的处理 的热估算(处理的温度和时间)避免了 SC3S岛中的替位碳的去激活。对 于分别地其中退火时长典型地从数小时到数秒变化的标准的炉和RTP热 处理，优选这样的后SC3S退火的温度分别限制为约450"C到600r。然而， 可以在SC3S形成之后进行附加的超快退火(如上所述)，而对替位碳没 有大的影响。
虽然根据NFET和CMOS器件示例了本发明，但是应该理解，本发 明的SC3S的形成技术可以用于需要SC3S结构的其它情况。
1权利要求
1. 一种形成包含硅和碳的合金的外延结构(101)的方法，所述方法包括以下步骤(a)提供衬底(100)，所述衬底(100)具有包含硅和碳原子的非晶区域，以及(b)超快退火所述非晶区域以结晶化所述区域，由此使所述碳原子的至少一部分占据在所述区域中产生的晶体材料中的晶格位置。
2. 根据权利要求1的方法，其中所述非晶区域包括约0，5到10原子 百分比的碳原子。
3. 根据权利要求2的方法，其中所述非晶区域包括约1到4原子百分 比的碳原子。
4. 根据权利要求l的方法，其中所述退火包括加热所述非晶区域至退 火温度，所述退火温度高于包含硅和碳的区域的重结晶温度但低于其熔点。
5. 根据权利要求l的方法，其中所述退火包括加热所述非晶区域到至 少约90(TC的退火温度范围。
6. 根据权利要求5的方法，其中所述退火温度范围至少为IIOO匸。
7. 根据权利要求6的方法，其中所述退火温度范围为约1200匸到1350。C。
8，根据权利要求4的方法，其中所述退火是这样的，所述区域在所述 退火温度范围内退火至少约0.5微秒。
9. 根据权利要求8的方法，其中所述退火包括保持所述区域处于所述 退火温度范围内约0.5微秒至100毫秒。
10. 根据权利要求l的方法，其中所述退火包括选自激光退火和闪光 退火的方法。
11. 根据权利要求1的方法，还包括在约50纳秒到10毫秒内将所述 区域从低于重结晶阈值温度的温度加热到峰值退火温度。
12. 根据权利要求12的方法，其中以从约104匸/秒到108<€/秒的速率进行所述加热。
13. 根据权利要求1的方法，还包括在约500纳秒到100毫秒内将所 述区域从峰值退火温度冷却到约500"C或以下。
14. 根据权利要求l的方法，其中所述非晶区域包括大于60原子百分 比的硅。
15. 根据权利要求14的方法，其中所述非晶区域还包括选自Xe、 Ar、 P、 Ge、 As、 Sb及其组合的原子。
16. 根据权利要求l的方法，其中步骤(a)包括在村底上淀积非晶的 包含硅的材料。
17. 根据权利要求16的方法，其中所述淀积通过化学气相淀积或物理 气相淀积实施。
18. 根据权利要求1的方法，其中步骤(a)包括(0提供衬底，所 述衬底具有至少一个非晶的包含硅的区域，以及(ii)将碳原子注入到所述 区域中。
19. 根据权利要求1的方法，其中步骤U)包括(i)提供衬底，所 述衬底具有至少一个晶体的包含硅的区域，(ii)处理所述区域以使所述区 域基本上为非晶的，以及(iii)将碳原子注入到所述区域中。
20. 根据权利要求19的方法，其中所述处理包括将非晶化原子注入到 所述晶体的包含珪的区域。
21. 根据权利要求20的方法，其中所述非晶化原子选自Si、 As、 P、 Ge、 Sb、 Ar和Xe。
22. —种形成NFET的方法，所述方法包括以下步骤(a) 提供衬底(200)，所述衬底(200)具有在半导体沟道(204) 之上的NFET栅极叠层(201)和邻近所述沟道的包含硅和碳的至少一个 非晶的源^l/漏极区域(209)，(b) 超快退火所述非晶区域以结晶化所述区域(210)，由此使所述 碳原子的至少一部分占据在所述区域中产生的晶体材料中的晶格位置。
23. 根据权利要求22的方法，其中步骤(a)还包括提供包含硅和碳 的第二非晶的源才57漏极区域(208)邻近在所述栅极叠层之下的所述沟道 源极/漏极区域半导体沟道，以及步骤(b)包括超快退火两个所述区域， 由此使所述碳原子的至少一部分占据在每个所述区域中产生的晶体材料中 的晶格位置。
24. 根据权利要求22的方法，其中所述非晶区域包括约0.5到10原 子百分比的碳原子。
25. 根据权利要求24的方法，其中所述非晶区域包括约1到4原子百 分比的碳原子。
26. 根据权利要求22的方法，其中所述退火包括加热所述非晶区域至 退火温度，所述退火温度高于所述非晶区域的重结晶温度但低于其熔点。
27. 根据权利要求22的方法，其中所述退火包括加热所述非晶区域到 至少约900'C的退火温度范围。
28. 根据权利要求27的方法，其中所述退火温度范围至少为1100r。
29. 根据权利要求28的方法，其中所述退火温度范围为约1200'C到 1350 。C。
30. 根据权利要求26的方法，其中所述退火是这样的，所述区域在所 述退火温度范围内退火至少约0.5微秒。
31. 根据权利要求30的方法，其中所述退火包括保持所述区域处于所 述退火温度范围内约0.5微秒到100毫秒。
32. 根据权利要求22的方法，还包括在约50纳秒到10毫秒内将所述 区域从低于重结晶阈值温度的温度加热到峰值退火温度。
33. 根据权利要求32的方法，其中以从约104"€/秒到108<€/秒的速率 进行所述力口热。
34. 根据权利要求22的方法，其中所述退火包括选自激光退火和闪光 退火的方法。
35. 根据权利要求22的方法，还包括在所述超快退火步骤之前和/或 在所述超快退火步骤期间掺杂所述源^L/漏极区域。
36. —种形成CMOS晶体管结构(301、 302)的方法，所述方法包括 以下步骤(a)提供衬底(300)，所述衬底(300)具有在半导体沟道之上的 NFET栅极叠层(301)和邻近所述沟道的包含硅和碳的至少一个非晶的源 才A/漏极区域(303)，(b )超快退火所述非晶区域以结晶化所述区域，由此使所述碳原子的 至少一部分占据在所述区域中产生的晶体材料中的晶M置，以及(c )提供互补pFET晶体管(301)。
37. 根据权利要求36的方法，还包括在所述超快退火之前和/或在所 述超快退火期间掺杂所述源^l/漏极区域。
38. 根据权利要求36的方法，其中步骤(a)还包括提供包含硅和碳 的第二非晶的源极/漏极区域邻近在所述栅极叠层之下的所述沟道源极/漏 极区域半导体沟道，以及步骤(b)包括超快退火两个所述区域，由此使所 述碳原子的至少一部分占据在每个所述区域中产生的晶体材料中的晶M 置。
39. 根据权利要求36的方法，其中所述非晶区域包括约0.5到10原 子百分比的碳原子。
40. 根据权利要求39的方法，其中所述非晶所述非晶区域包括约1 到4原子百分比的碳原子。
41. 根据权利要求36的方法，其中所述退火包括加热所述非晶区域至 退火温度，所述退火温度高于包含硅和碳的区域的重结晶温度但低于其熔 点。
全文摘要
通过超快退火非晶的包含碳的硅材料可以获得硅碳的外延替位固溶体(101)。在这样的温度下进行退火，所述温度高于重结晶点但低于材料的熔点，并优选地在所述温度范围内持续小于100毫秒。优选地，所述退火为闪光退火或激光退火。所述方法能够制造外延的包含硅和碳的材料(101)，其中基本上所述碳原子的一部分在替位的晶格位置处。在需要存在外延的Si<sub>1-y</sub>C<sub>y</sub>，y＜0.1用于应力设计或带隙设计的情况下，所述方法在CMOS工艺和其它电子器件制造中尤为有用。
文档编号H01L21/20GK101506944SQ200780010735
公开日2009年8月12日 申请日期2007年3月28日 优先权日2006年3月28日
发明者A·马登, J·霍尔特, K·里姆, O·格卢斯陈克夫, 刘孝诚 申请人:国际商业机器公司