專(zhuān)利名稱(chēng)：電子器件和用于形成電子器件的工藝的制作方法
電子器件和用于形成電子器件的工藝技術(shù)領(lǐng)域[oooii 本發(fā)明公開(kāi)涉及電子器件，更特別地涉及形成具有不同應(yīng)力和材料組成的區(qū)域的電子器件。
背景技術(shù)：
術(shù)語(yǔ)"工件"意圖是意指襯底和(如果有的話)在工藝程 序的任何特定點(diǎn)處附著于該襯底的一個(gè)或多個(gè)層、 一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)、 或它們的任何組合。請(qǐng)注意，襯底可以在工藝程序期間不顯著改變， 而工件在工藝程序期間顯著改變。例如，在工藝程序開(kāi)始時(shí)，襯底和 工件是相同的。在襯底上形成層之后，襯底沒(méi)有改變，但現(xiàn)在工件包 括襯底與層的組合。
另外，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)并給出本文所迷實(shí)施例的范圍的一般 意義，采用"一，，的使用來(lái)描述"一，，所提及的一個(gè)或多個(gè)物件。因此， 每當(dāng)使用"一"時(shí)，應(yīng)將本說(shuō)明書(shū)理解為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且除 非另外很明顯意味著相反的方面，否則單數(shù)也包括復(fù)數(shù)。00271 除非另外定義，否則本文中使用的所有科技術(shù)語(yǔ)具有與 本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所共同理解的相同的涵義。本文所提及的 所有公開(kāi)、專(zhuān)利申請(qǐng)、專(zhuān)利、及其它參考文獻(xiàn)均通過(guò)提及而完整地并 入進(jìn)來(lái)。在發(fā)生沖突的情況下，將以包括定義的本說(shuō)明書(shū)為準(zhǔn)。另外， 所述材料、方法、以及示例僅僅是說(shuō)明性的而非意圖是限制性的。
可以加熱工件20使得來(lái)自層72的 一部分元素可以擴(kuò)散形成半導(dǎo)體層74。與半導(dǎo)體層16相比，半 導(dǎo)體層74可以具有元素的不同濃度，并且該不同濃度可以大于半導(dǎo)體 層16內(nèi)元素的濃度。在一個(gè)實(shí)施例中，可以在諸如氧化或氮化環(huán)境的 反應(yīng)性環(huán)境中加熱工件20，或者可以在基本不反應(yīng)的環(huán)境，諸如包括 氮?dú)?、氦氣、氬氣、另一種惰性氣體、或它們的任何組合的環(huán)境中來(lái) 加熱工件20?？梢噪S后從工件20上去除層72。
圖8包括半導(dǎo)體層82形成之后圖7的工件20的橫斷面圖 的圖示。半導(dǎo)體層82可以具有約5 ~約100nm范圍的厚度并包括半導(dǎo)體 材料。半導(dǎo)體層82可以具有不同于半導(dǎo)體層74的組成。半導(dǎo)體層82與 半導(dǎo)體層74之間材料性質(zhì)的不匹配可以引起半導(dǎo)體層82具有應(yīng)力。在 一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)力可以是拉伸型的，具有大于或等于約10MPa的量 值。在其它實(shí)施例中，該應(yīng)力可以具有壓縮類(lèi)型。
許多不同的方面和實(shí)施例是可能的。下面描述那些方面 和實(shí)施例中的一部分。閱讀本說(shuō)明書(shū)之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將i人識(shí) 到那些方面和實(shí)施例僅是說(shuō)明性的，并且不限制本發(fā)明的范圍。
在第二方面，形成電子裝置的工藝可以包括提供工件， 其中，該工件可以包括笫一半導(dǎo)體層、絕緣層、以及基層。絕緣層可 以位于第 一半導(dǎo)體層與基層之間，并且第一半導(dǎo)體層具有第一應(yīng)力， 該第一應(yīng)力具有第一量值和第一類(lèi)型。該工藝還可以進(jìn)一步包括使工 件退火，使得第一半導(dǎo)體層具有第二應(yīng)力，該第二應(yīng)力具有第二量值 和第二類(lèi)型，其中，第二量值不同于第一量值。該工藝可以進(jìn)一步包括形成覆蓋第一半導(dǎo)體層的第二半導(dǎo)體層，其中，該第二半導(dǎo)體層可 以具有第三應(yīng)力，該第三應(yīng)力可以具有第三量值和第三類(lèi)型，并且該 第三類(lèi)型不同于第一類(lèi)型。0056在第二方面的一個(gè)實(shí)施例中，第一類(lèi)型是壓縮型。在另 一實(shí)施例中，第二量值小于10MPa。在又一實(shí)施例中，形成第二半導(dǎo) 體層包括外延生長(zhǎng)硅層。在再一實(shí)施例中，在使工件退火之后，第一 半導(dǎo)體層具有與使工件退火之前基本相同的組成。[0057在第二方面的另一實(shí)施例中，提供工件可以進(jìn)一步包括 提供工件，其中，該工件包括第三半導(dǎo)體層。絕緣層可以位于第三半 導(dǎo)體層與基層之間。第三半導(dǎo)體具有第四應(yīng)力，該第四應(yīng)力具有第四 量值和第四類(lèi)型，該第四量值小于約10MPa。該工藝可以進(jìn)一步包括 在第三半導(dǎo)體層上形成第四半導(dǎo)體層，其中，第四半導(dǎo)體層包括第一 元素。該工藝還可以包括增大第三半導(dǎo)體層內(nèi)第 一元素的濃度以便形成第一半導(dǎo)體層。該工藝可以進(jìn)一步包括去除第四半導(dǎo)體層以便暴露 第一半導(dǎo)體層，其中，第一層具有第一應(yīng)力。[0058在第二方面的另一實(shí)施例中，第一半導(dǎo)體層可以包括第 一半導(dǎo)體材料，在基本相同的溫度下和在基本相同的施加的外力的組 合下測(cè)量半導(dǎo)體材料和單晶硅中的每一個(gè)的空間有序性時(shí)，該第一半 導(dǎo)體材料具有其尺寸與單晶硅不同的空間有序性。0059在第三方面，電子器件可以包括第一區(qū)域，該第一區(qū)域 包括基層的第一部分。該電子器件還可以包括覆蓋基層的第一部分的 絕緣層的第一部分。該電子器件可以進(jìn)一步包括第一電子元件，該第 一電子元件包括可以包括笫一半導(dǎo)體層的第一部分和第二半導(dǎo)體層 的第一部分的第一有源區(qū)域，其中，與第二半導(dǎo)體層相比，第一半導(dǎo) 體層具有不同的組成和不同的應(yīng)力。該電子器件還可以包括第二區(qū) 域，其包括基層的第二部分。該電子器件可以進(jìn)一步包括覆蓋半導(dǎo)體 基層的第二部分的絕緣層的第二部分。該電子器件可以更進(jìn)一步地包括第二電子元件，該第二電子元件包括可以包括第一半導(dǎo)體層的第二 部分但不包括第二半導(dǎo)體層的任何一部分的第二有源區(qū)域。[0060在第三方面的一個(gè)實(shí)施例中，第一半導(dǎo)體層的第一部分包括用于電子器件的電子元件的掩埋溝道區(qū)。在另一實(shí)施例中，第一 或第二半導(dǎo)體層中只有一個(gè)包括拉伸單晶硅。[0061在本文中沒(méi)有描述的范圍內(nèi)，關(guān)于具體材料、行為、以 及電路的許多細(xì)節(jié)是傳統(tǒng)的，并且可以在半導(dǎo)體和微電子領(lǐng)域內(nèi)的教 程和其它來(lái)源中找到。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)以下詳細(xì)說(shuō)明和權(quán)利要求而變得顯而易見(jiàn)。0062請(qǐng)注意，并不是一般說(shuō)明或示例中的所有上述活動(dòng)均是 需要的， 一部分具體活動(dòng)可以不需要，并且除所述的那些之外，還可 以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步的活動(dòng)。更進(jìn)一步地，用以列出活動(dòng)的順序 不必是用以執(zhí)行這些活動(dòng)的順序。閱讀本說(shuō)明書(shū)之后，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將能夠確定使用或不使用哪個(gè)或哪些活動(dòng)或其一個(gè)或多個(gè)部分， 并且將出于對(duì)這些活動(dòng)的具體需要或期望來(lái)執(zhí)行這樣的活動(dòng)的順序。[0063上文中已經(jīng)針對(duì)一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例描述了任何一 個(gè)或多個(gè)好處、 一個(gè)或多個(gè)其它優(yōu)點(diǎn)、 一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的一個(gè)或多個(gè) 解決方案、或它們的任何組合。但是，不應(yīng)將可以引起任何好處、優(yōu) 點(diǎn)或解決方案出現(xiàn)或變得更明顯的好處、優(yōu)點(diǎn)、問(wèn)題的解決方案、或 任何元素理解為任何或全部權(quán)利要求的決定性的、要求的、或本質(zhì)的 特征或元素。[0064應(yīng)將以上公開(kāi)的主題看作說(shuō)明性的，而非限制性的，并 且所附權(quán)利要求書(shū)意圖涵蓋屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有此類(lèi)修改、改 進(jìn)、或其它實(shí)施例。因此，在法律允許的最大范圍內(nèi)，本發(fā)明的范圍 將通過(guò)權(quán)利要求書(shū)及其等價(jià)物的可容許的最廣泛的解釋來(lái)確定，并且 不應(yīng)受到前述說(shuō)明的約束或限制。
權(quán)利要求
1. 一種形成電子器件的工藝，其包括提供工件，其中所述工件包括第一半導(dǎo)體層、絕緣層、以及基層；所述絕緣層位于第一半導(dǎo)體層與基層之間，以及所述第一半導(dǎo)體層具有第一應(yīng)力，所述第一應(yīng)力具有第一量值和第一類(lèi)型；在第一半導(dǎo)體層上形成第二半導(dǎo)體層，其中，所述第二半導(dǎo)體層具有第二應(yīng)力，所述第二應(yīng)力具有第二量值和第二類(lèi)型；使工件退火，使得第二半導(dǎo)體層具有第三應(yīng)力，所述第三應(yīng)力具有第三量值和第三類(lèi)型，其中，第三量值不同于第二量值；以及去除第二半導(dǎo)體層的至少一部分以便暴露第一半導(dǎo)體層的一部分，其中，去除第二半導(dǎo)體層的至少一部分之后，第一半導(dǎo)體層具有第四應(yīng)力，所述第四應(yīng)力具有第四量值和第四類(lèi)型，所述第四類(lèi)型與第二類(lèi)型相反。
2. 權(quán)利要求l的工藝，其中，形成第二半導(dǎo)體層包括緊鄰著第一 半導(dǎo)體層形成第二半導(dǎo)體層。
3. 權(quán)利要求2的工藝，其中，形成第二半導(dǎo)體層包括僅在第一半 導(dǎo)體層的 一部分上有選擇地形成第二半導(dǎo)體層。
4. 權(quán)利要求l的工藝，其中，使工件退火包括僅在工件的一部分 上使工件退火。
5. 權(quán)利要求4的工藝，其中，僅在工件的一部分上使工件退火包 括僅使工件的一部分激光退火。
6. 權(quán)利要求l的工藝，其中，使工件退火包括使工件退火以便 在使工件退火之前和之后，所述第一半導(dǎo)體層具有基本相同的材料組成；以及在使工件退火之前和之后，所述第二半導(dǎo)體層具有基本相同的材 料組成。
7. 權(quán)利要求l的工藝，其中，形成第二半導(dǎo)體層包括外延生長(zhǎng)包 含硅和鍺的層。
8. 權(quán)利要求l的工藝，其中，所述第二半導(dǎo)體層具有大于約 110nm的厚度。
9. 權(quán)利要求l的工藝，其中，第四類(lèi)型是拉伸型。
10. 權(quán)利要求l的工藝，其中，第一量值和第三量值中的每一個(gè) 小于約10MPa。
11. 一種形成電子器件的工藝，其包括 提供工件，其中所述工件包括第一半導(dǎo)體層、絕緣層、以及基層； 所述絕緣層位于第一半導(dǎo)體層與基層之間，以及 所述第 一半導(dǎo)體層具有第 一應(yīng)力，所述第一應(yīng)力具有第一量值和第一類(lèi)型； 使工件退火，使得第一半導(dǎo)體層具有第二應(yīng)力，所述第二應(yīng)力具 有第二量值和第二類(lèi)型，其中，第二量值不同于第一量值；以及形成覆蓋第一半導(dǎo)體層的第二半導(dǎo)體，其中所述第二半導(dǎo)體層具有第三應(yīng)力，所述第三應(yīng)力具有第三量值和第三類(lèi)型；以及所述第三類(lèi)型與第一類(lèi)型相反。
12. 權(quán)利要求ll的工藝，其中，所述第一類(lèi)型是壓縮型。
13. 權(quán)利要求ll的工藝，其中，所述第二量值小于10MPa。
14. 權(quán)利要求ll的工藝，其中，形成第二半導(dǎo)體層包括外延生長(zhǎng)硅層。
15. 權(quán)利要求ll的工藝，其中，在使工件退火之后，第一半導(dǎo)體 層具有與使工件退火之前基本相同的組成。
16. 權(quán)利要求ll的工藝，其中，提供工件進(jìn)一步包括 提供工件，其中所述工件包括第三半導(dǎo)體層；所述絕緣層位于第三半導(dǎo)體層與基層之間， 所述第三半導(dǎo)體具有第四應(yīng)力，所述第四應(yīng)力具有第四 量值和第四類(lèi)型，以及所述第四量值小于約10MPa; 在第三半導(dǎo)體層上形成第四半導(dǎo)體層，其中，所述第四半導(dǎo)體層 包括第一元素；增大第三半導(dǎo)體層內(nèi)笫一元素的濃度以便形成第一半導(dǎo)體層；以及去除第四半導(dǎo)體層以便暴露第一半導(dǎo)體層，其中，所迷第一層具 有第一應(yīng)力。
17. 權(quán)利要求ll的工藝，其中，所述第一半導(dǎo)體層包括第一半導(dǎo) 體材料，當(dāng)在基本相同的溫度下和在基本相同的施加的外力的組合下測(cè)量第一半導(dǎo)體材料和單晶硅中的每一個(gè)的空間有序性時(shí)，該第一半 導(dǎo)體材料具有與單晶硅不同尺度的空間有序性。
18. —種電子器件，其包括 第一區(qū)域，其包括基層的第一部分；覆蓋基層的第一部分的絕緣層的第一部分；以及 第一電子器件，該第一電子器件包括第一有源區(qū)域，該 第一有源區(qū)域包括第一半導(dǎo)體層的第一部分和第二半導(dǎo)體 層的第一部分，其中，所述第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層相比具有不同的組成和不同的應(yīng)力；以及 第二區(qū)域，其包括所述基層的第二部分；覆蓋半導(dǎo)體基層的第二部分的所述絕緣層的第二部分；以及 第二電子元件，該笫二電子元件包括第二有源區(qū)域，該第二有源區(qū)域包括第一半導(dǎo)體層的第二部分但不包括第二半導(dǎo)體層的任何部分。
19. 權(quán)利要求18的電子器件，其中，所述第一半導(dǎo)體層的第一部 分包括用于電子器件的電子元件的掩埋溝道區(qū)。
20. 權(quán)利要求18的電子器件，其中，第一或第二半導(dǎo)體層中只有 一個(gè)包括拉伸單晶硅。
全文摘要
電子器件(10)可以具有位于第一半導(dǎo)體層(16)與基層(12)之間的絕緣層(14)。與第一半導(dǎo)體層相比，具有不同組成和應(yīng)力的第二半導(dǎo)體層(22)可以覆蓋第一半導(dǎo)體層的至少一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，第一電子元件(52或54)可以包括第一有源區(qū)域，該第一有源區(qū)域包括第一和第二半導(dǎo)體層的第一部分。第二電子元件(58或56)可以包括第二有源區(qū)域，該第二有源區(qū)域可以包括第一半導(dǎo)體層的第二部分?？梢杂貌煌墓に噥?lái)形成該電子器件。在另一實(shí)施例中，可以執(zhí)行使工件退火，并且可以改變至少一個(gè)半導(dǎo)體層的應(yīng)力。在不同實(shí)施例中，可以在第二半導(dǎo)體層形成之前或之后執(zhí)行使工件退火。
文檔編號(hào)H01L21/84GK101401201SQ200780008409
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者M·G·撒達(dá)卡, V·H·瓦塔尼安, V·R·克拉岡塔, W·J·泰勒 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司