專利名稱：：提供納米級、高度選擇性和熱彈性硅、鍺或硅-鍺蝕刻終止層的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明大體上涉及集成電路(IC)的制造方法。更特定來說，本發(fā)明是在IC中制造高度選擇性碳蝕刻終止層的方法，在所述IC中，甚至當(dāng)經(jīng)受高溫時，蝕刻終止層極少擴散到周圍半導(dǎo)體層中。
背景技術(shù)：
：已出現(xiàn)若干種材料系統(tǒng)作為將摩爾定律(Moore'slaw)廣泛推進未來十年的關(guān)鍵推動因素。所述關(guān)鍵推動因素包括(1)絕緣體上硅(SOI);(2)硅-鍺(SiGe);以及(3)應(yīng)變的硅。就SOI和相關(guān)技術(shù)來說，存在很多與絕緣襯底相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點。這些優(yōu)點包括寄生電容減少、電隔離改進和短溝道效應(yīng)減少?？蓪OI的優(yōu)點與由Si^Gex和應(yīng)變的硅裝置所提供的能帶隙和載流子遷移率改進組合。SOI襯底一般包括位于絕緣體上的硅薄層。集成電路組件形成在所述硅薄層中和上。絕緣體可包含例如二氧化硅(Si02)、藍寶石或其它各種絕緣材料的絕緣體。目前，可采用若干技術(shù)來制造SOI襯底。一種用于制造SOI襯底的技術(shù)是植入氧分離(SIMOX)技術(shù)。在SIMOX工藝中，將氧植入在硅晶片表面下方。隨后的退火步驟產(chǎn)生使用硅上覆層埋入的二氧化硅層。然而，由于SIMOX工藝中植入所需的時間很長，且因此成本極高。而且，通過SIMOX形成的SOI襯底可能易遭受表面損壞和污染。另一種技術(shù)是結(jié)合和回蝕SOI(BESOI)技術(shù)，其中首先將經(jīng)氧化的晶片擴散結(jié)合到未氧化晶片。參考圖1A，硅裝置晶片IOO和硅處置晶片150構(gòu)成用于形成BESO1晶片的主要組件。硅裝置晶片100包括第一硅層101，其將充當(dāng)裝置層；蝕刻終止層103;以及第二硅層105。蝕刻終止層103通常包含碳。硅處置晶片150包括下部二氧化硅層107A、硅襯底層109和上部二氧化硅層107B。下部二氧化硅層107A和上部二氧化硅層107B通常由熱生長氧化物同時形成。在圖1B中，使硅裝置晶片IOO與硅處置晶片150實現(xiàn)物理接觸且彼此結(jié)合。初始結(jié)合工藝之后是熱退火，因此加強結(jié)合。結(jié)合對中的硅裝置晶片IOO經(jīng)薄化。起初，通過機械研磨和拋光將第二硅層105的大部分移除，直到僅剩余數(shù)十微米(即"microns"或pm)為止。高選擇性濕式或干式化學(xué)蝕刻移除第二硅層105的剩余部分，從而終止于蝕刻終止層103。(下文中詳細論述選擇性)。第二硅層105蝕刻過程的最后結(jié)果描繪于圖1C中。在蝕刻過程期間，硅處置晶片150由所涂布的掩模層(未圖示)保護。在圖1D中，已使用另一種高選擇性蝕刻劑移除蝕刻終止層103。作為這些過程的結(jié)果，將充當(dāng)裝置層的第一硅層101轉(zhuǎn)移到硅處置晶片150。硅襯底層109的背面經(jīng)研磨、拋光和蝕刻以實現(xiàn)所要總厚度。為確保BESOI襯底對于后續(xù)制造步驟來說足夠薄且滿足當(dāng)今對不斷減小的物理尺寸和重量限制的要求，在層轉(zhuǎn)移期間，BESOI需要蝕刻終止層103。目前，存在兩種主要的層轉(zhuǎn)移技術(shù)1)將植入氫的層從裝置層剝離(氫植入和分離工藝)和2)選擇性化學(xué)蝕刻。兩種技術(shù)均已證明能夠滿足高級半導(dǎo)體處理的要求。在氫植入和分離工藝中，將氫(H2)植入具有熱生長的二氧化硅層的硅中。所植入的H2使下伏于二氧化硅層的硅襯底脆化。植入H2的晶片可與具有二氧化硅上覆層的第二硅晶片結(jié)合?？赏ㄟ^適當(dāng)退火在氫植入的峰值位置橫跨所述晶片切除所結(jié)合的晶片。相對來說，所述BESOI工藝沒有SIMOX工藝中所固有的離子植入損害。然而，BESOI工藝需要研磨、拋光和化學(xué)蝕刻的耗時序列。^今游激^/游#屋如上所述，BESOI工藝是在絕緣體襯底上建置硅的面向制造的技術(shù)且部分依賴于化學(xué)蝕刻。由平均蝕刻選擇性S描述蝕刻終止層性能，平均蝕刻選擇性S定義硅與蝕刻終止層的蝕刻速率比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中Rs,為硅的蝕刻速率且Res為蝕刻終止層的蝕刻速率。因此，S=l的選擇性值涉及無蝕刻選擇性的情形。一種評價蝕刻終止效率的方法是測量橫跨蝕刻終止與非蝕刻終止邊界的最大蝕刻臺階高度。在圖2A中，通過將離子植入硅襯底201A的一部分內(nèi)而形成蝕刻終止層203A。蝕刻終止層203A在t=0時刻(即在施加任何蝕刻劑之前)具有厚度山。在t,時刻(圖2B),經(jīng)部分蝕刻的硅襯底201B被蝕刻到深度為hp蝕刻終止層203A現(xiàn)為經(jīng)部分蝕刻的蝕刻終止層203B。經(jīng)部分蝕刻的蝕刻終止層203B被蝕刻到厚度d2。在t=t2時刻(圖2C)，經(jīng)部分蝕刻的蝕刻終止層203B(見圖2A及圖2B)已被完全蝕刻，且經(jīng)完全蝕刻的硅襯底201C實現(xiàn)h2的最大蝕刻臺階高度。蝕刻終止層203A的蝕刻速率(圖2A)部分依賴于所植入的摻雜劑材料以及所使用的摻雜劑的植入分布曲線。從實踐觀點來看，最大蝕刻臺階是關(guān)鍵量，因為在BESOI工藝中，在回蝕之前進行研磨和拋光之后，最大蝕刻臺階決定裝置晶片的可接受的厚度變化。舉例來說，如果最大蝕刻臺階為3個單位，則普通機械薄化程序之后，可容許的裝置晶片的厚度非均一性應(yīng)小于1.5個單位?？蓮挠行g刻終止層厚度山和最大蝕刻臺階h2導(dǎo)出平均蝕刻選擇性S，如<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中t為實現(xiàn)最大蝕刻臺階高度h2所需的蝕刻時間。在先前實例中，t2為實現(xiàn)最大蝕刻臺階高度h2所需的蝕刻時間。除降低的選擇性所產(chǎn)生的問題外，使用碳或硼作為蝕刻終止層可出現(xiàn)其它問題。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員認識到，碳易于擴散到純硅中，且因此蝕刻終止層厚度易于增加。硼也易于擴散到硅中且后續(xù)退火步驟后厚度增加?，F(xiàn)有技術(shù)的碳和硼蝕刻終止層寬度(半高全寬(FWHM))通常為數(shù)百納米。因此，需要與硅相比具有較高蝕刻劑選擇性的極薄和穩(wěn)固的蝕刻終止層。
發(fā)明內(nèi)容在一示范性實施例中，本發(fā)明為包含含有一種或一種以上選自由鍺、硼和碳組成的群組的摻雜劑元素的硅層的蝕刻終止層。摻雜劑層包含在硅層內(nèi)。摻雜劑層包含一種或一種以上摻雜劑元素且具有小于50納米的半高全寬(FWHM)厚度值。在另一示范性實施例中，本發(fā)明為包含硅-鍺層以及在硅-鍺層內(nèi)的摻雜劑層的蝕刻終止層。硅-鍺層包含小于約70%的鍺且含有一種或一種以上選自由硼和碳組成的群組的摻雜劑元素。所述摻雜劑層具有所述摻雜劑元素中的一種或一種以上和小于50納米的FWHM厚度值。在另一示范性實施例中，本發(fā)明為一種制造蝕刻終止層的方法。所述方法包括在沉積腔室中使載氣流過襯底，在所述沉積腔室中使硅前驅(qū)氣體流過所述襯底，使鍺前驅(qū)氣體流過所述襯底，形成硅-鍺層以使得硅-鍺層含有小于約70%的鍺，在沉積腔室中使摻雜劑前驅(qū)氣體流過襯底，所述摻雜劑前驅(qū)氣體選自由硼和碳組成的群組且形成充當(dāng)蝕刻終止層的至少一部分的摻雜劑層，且使襯底退火到900'C或更大的溫度。當(dāng)測量為FWHM值時維持摻雜劑層的厚度小于50納米。圖1A到1D為現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合和回蝕絕緣體上硅(BESOI)制造技術(shù)的橫截面圖。圖2A到2C為在硅襯底上形成的蝕刻終止層的橫截面圖，其指示確定蝕刻終止效率的方法。圖3為指示在不同退火溫度下，乙二胺-鄰苯二酚(EDP)濕式化學(xué)蝕刻劑的相對蝕刻速率作為硅(100)襯底中所含的硼濃度的函數(shù)的曲線圖。圖4為指示與碳植入的硅層相比，乙二胺-鄰苯二酚(EDP)和45。/。的氫氧化鉀(KOH)濕式化學(xué)蝕刻劑對硅(100)襯底的蝕刻選擇性作為碳濃度的函數(shù)的曲線圖。圖5為指示植入或生長時的碳濃度分布曲線及退火后的碳分布曲線的曲線圖。圖6為指示在80(TC下硼的擴散常數(shù)作為鍺含量的函數(shù)的曲線圖。圖7為指示在各種退火溫度下鍺擴散的曲線圖。圖8為指示根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生且在熱退火步驟后測量的硼分布曲線的半高全寬(FWHM)深度的曲線圖。圖9為指示在各種退火溫度下在應(yīng)變的SiGe:C:B中的碳擴散深度的曲線圖。圖IO為指示在各種退火溫度下在具有碳的SiGe中的硼擴散深度的曲線圖。圖IIA到IID為基極襯底或半導(dǎo)體層中的摻雜劑的濃度曲線。具體實施例方式本文中揭示硅(Si)、鍺(Ge)和/或硅-鍺(SiGe)納米級蝕刻終止層的制造方法和由其所得的結(jié)構(gòu)?？紤]用例如硼(B)、碳(C)和鍺的各種摻雜劑類型來制造納米級蝕刻終止層。本文中所描述的納米級蝕刻終止層在BESOI處理中具有特定應(yīng)用。然而，所揭示的蝕刻終止層并不僅限于BESOI應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的一示范性實施例而制造的BESOI襯底在低功率和輻射硬化的CMOS裝置中具有特定應(yīng)用。將本發(fā)明并入各種電子裝置中簡化了某些制造工藝，改進了裝置的縮放性(scalability)、改進了亞閾值(sub-threshold)斜率且降低了寄生電容。堿性水溶液為常用的各向異性硅蝕刻劑?？刹捎玫膬煞N堿性水溶液為(1)純無機堿性水溶液，例如氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化銫(CsOH)和氫氧化銨(NH4OH);以及(2)有機堿性水溶液，例如乙二胺-鄰苯二酚-水(含水EDP)、氫氧化四甲基銨(TMAH或(CH3)4NOH)和肼(H4N2)。其它水溶液可用于其它實施例。摻雜硼的硅如果硅摻雜有濃度超過2xl019cm—3的硼，則所有含水堿性蝕刻劑的硅蝕刻速率顯著降低。圖3以圖表指示使用EDP作為蝕刻劑，相對蝕刻速率下的快速散開作為硼濃度的函數(shù)。注意到與硼濃度對蝕刻速率的作用相比，溫度(即介于IIO'C與66'C之間的溫度)對相對蝕刻速率的影響相對較小。在大于2.2xlO"Cn^的硼濃度下，硅變得退化。通過氧化反應(yīng)產(chǎn)生的4個電子具有與硅中大量可用的空穴重組的高概率。因此所述4個電子不可再用于繼續(xù)蝕刻過程所需的后續(xù)還原反應(yīng)。唯一可用的熱平衡電子濃度r^nyP"央定剩余硅蝕刻速率。由于源自重度摻雜的硼或任何其它第III族雜質(zhì)的空穴濃度p較高，使得電子的剩余數(shù)目較小。因此，是硅中的空穴濃度而不是硼或第III族任何其它元素濃度決定蝕刻速率。實驗結(jié)果展示，分別要求約8xl019cm'3禾nlxl02Qcm。的硼摻雜以在EDP和10%的KOH中具有輕度摻雜(100)的硅與重度硼摻雜的硅的比為100的蝕刻選擇性。在更高KOH濃度下，主要由于輕度摻雜的硅在KOH溶液中的較慢蝕刻速率，所以蝕刻選擇性降低。相反，由于在不顯著影響pH值的情況下調(diào)節(jié)蝕刻劑中的相對水濃度的能力，將異丙基醇(IPA)添加到KOH溶液中可增加蝕刻選擇性。如上文關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)所詳述，傳統(tǒng)上，經(jīng)由離子植入提供硼(B)。然而，通過離子植入并入硼的一個問題是，熱處理后所得的硼蝕刻終止層非常寬。硼層的寬度歸因于在植入后執(zhí)行的任何熱處理期間硼向外擴散。一個潛在的后續(xù)熱處理為BESOI處理中層轉(zhuǎn)移過程的高溫結(jié)合步驟。歸因于晶格破壞和硅空隙(SD原子的大量存在，硼向外擴散通過瞬時增強型擴散(TED)而極大地增強。晶格破壞和大量S!原子每一者均促進異常大量的擴散。依賴于離子植入物能量和劑量的所選量，離子植入分布曲線中硼的寬度可大于200mn到300nm。通常，高劑量要求也導(dǎo)致大量濃度相依型向外擴散。因此，由于蝕刻過程本身將具有在摻雜硼的層上終止的寬分布范圍，所以轉(zhuǎn)移的硅裝置層厚度可顯示非常寬的厚度范圍。較寬的層范圍造成顯著的工藝整合問題，尤其當(dāng)形成深(或甚至淺)溝槽隔離區(qū)時。與硼配對的硅空隙導(dǎo)致一般遠大于僅存在硼時所發(fā)生的擴散速率。硅在硅中的固有擴散系數(shù)(Dsi)為約560，而硼(Db)在硅中的固有擴散系數(shù)為約1。將碳(C)并入摻雜硼的硅中使Si-B對的形成最小化且因此降低硼向外擴散的總速率。舉例來說，在異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)中，降低的硼向外擴散引起p型SiGe基極區(qū)的較少散布。窄基極寬度減少了少數(shù)載流子的轉(zhuǎn)移時間且改進了裝置關(guān)閉頻率ft。通過添加碳和/或鍺，在約IOO(TC的溫度下并持續(xù)IO秒或更長時間可有效減輕硼擴散。依據(jù)裝置要求，裝置或襯底設(shè)計者可比碳更青睞硼和/或Ge作為蝕刻終止層。例如，可由優(yōu)選多數(shù)載流子類型和濃度或少數(shù)載流子類型和濃度驅(qū)動設(shè)計決策。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，向摻雜硼的層添加碳將減弱載流子遷移率。因此，需要更多的硼來補償減弱的載流子效應(yīng)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進一步認識到，添加鍺以在元素或化合物半導(dǎo)體中形成應(yīng)變的晶格增強了平面內(nèi)多數(shù)載流子空穴的遷移率，但減弱了平面內(nèi)多數(shù)載流子電子的遷移率。因此，如果將硼添加到摻雜碳和/或鍺的晶格，則必須完全將制造過程表征。所述過程將為氣流、溫度和壓力的函數(shù)。此外，以區(qū)域轉(zhuǎn)移速率為單位(例如cm"sec)進行測量的硼在硅中的固有擴散率(D獷)可較大。然而，Ge的添加引起固有硼擴散率的顯著降低。(應(yīng)注意硼的固有擴散率具體參看在無例如如上所述的硅空隙的擴散"增強"物質(zhì)的影響下單獨硼原子的擴散率)。圖4指示在800'C下固有硼擴散率在Si"Gex中的測量速率作為鍺含量x的函數(shù)?？蓪⑴饟诫s到硅襯底或膜或化合物半導(dǎo)體襯底或膜中?；衔锇雽?dǎo)體膜可選自第III-V族半導(dǎo)體化合物，例如SiGe、GaAs或InGaAs?；蛘?，可選擇第II-VI族半導(dǎo)體化合物，例如ZnSe、CdSe或CdTe。摻雜碳的硅圖5的曲線圖指示與碳植入的硅層相比，非含水EDP與45%的KOH蝕刻劑對硅(100)襯底的蝕刻選擇性差異。均在85'C下使用兩種蝕刻劑。EDP蝕刻的曲線圖指示摻雜碳的硅的顯著降低的蝕刻速率。在1.5x1021cn^的碳峰值濃度下，EDP的蝕刻選擇性為約1000。在該碳濃度下，未形成連續(xù)SiC層。而是，摻雜碳的硅層的蝕刻終止作用看似由主硅原子的晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)所含的隨機分布的植入的碳原子所形成的非化學(xué)計量SixC^合金的化學(xué)特性而引起。通過CVD或碳的植入而沉積的SiC層展示在EDP、KOH或任何其它堿性溶液中幾乎無蝕刻速率。摻雜鍺的硅參看圖6,通過在50(TC下分子束外延(MBE)而生長的Sio.7Geo.3層在850'C下退火之前相對于硅(100)產(chǎn)生17的蝕刻選擇性。層中的鍺濃度為1.5xl022cn^。植入(或生長)的初始碳分布曲線601迅速擴展到退火后分布曲線603。退火后，選擇性降到10到12范圍。據(jù)信蝕刻終止作用與由相對較大的鍺原子誘發(fā)的應(yīng)變相關(guān)聯(lián)。然而，在傳統(tǒng)的鍺植入和后續(xù)熱退火的情況下，所得的鍺分布曲線的深度通常為數(shù)百納米。當(dāng)后續(xù)退火溫度超過IOOO'C時所述分布曲線范圍尤其如此?？蓪⒁訤WHM測量的"植入時"的分布曲線寬度的近似值確定如下—峰值濃度5xl015Si"x.y-zGexCyBz蝕刻終止層當(dāng)使用特定的元素組合時使用組合的SiGe:C:B方法限制碳與硼兩者在硅中的擴散。在一示范性實施例中，Si,.x-y-zGexCyBz層的成分范圍為x(Ge):0%高達約70%(3.5x1022cm'3)y(C):0cm-3高達約5xl021cm-3Z(B):0cm-3高達約5xl021cm-3圖7到圖IO中的二次離子質(zhì)譜(SIMS)數(shù)據(jù)顯示在從900'C到120(TC的各種退火溫度(或在BESOI情況下的結(jié)合溫度)下并持續(xù)IO秒的情況下硼、鍺和碳在硅中的擴散。特定來說，圖7指示各種溫度下鍺在硅中的擴散。甚至在120(TC退火溫度下，實現(xiàn)約70nm的鍺擴散的FWHM值(即約30nm到100nm的范圍)。在小于1050'C的溫度下，指示鍺擴散的FWHM值小于40nm。參看圖8，SIMS分布曲線圖800表示硼在摻雜碳和Ge的硅(SiGe:C:B)中的擴散分布曲線的數(shù)據(jù)。Ge摻雜劑的位置分別由位于50nm和85nm深度的下部801和上部803垂直線來說明。在高達IOO(TC的溫度下，硼維持相對固定，接著在更高溫度下迅速擴散(在各溫度下的退火時間為IO秒)。然而，如在本發(fā)明的實施例中所述，碳與鍺兩者的存在減少了硼向外擴散。視所涉及的濃度和溫度而定，碳與Ge的存在將總體硼擴散減少10倍或10倍以上。在一特定示范性實施例中，SiGe:C:B的特定合金為Si0975Ge0.02C,B,。因此，Si與Ge的比為約50:1且B與C的比為約1.5:1。在另一實施例中，圖9指示Si與Ge的比顯著較低的SIMS分布曲線。圖中指示生長時及隨后在900'C到1200。C的退火溫度下應(yīng)變的SiGe:C:B中的碳擴散水平。數(shù)據(jù)展示碳擴散主要來自未摻雜間隔物區(qū)，其中間隔物區(qū)無B摻雜(未圖示)。然而，SIMS分布曲線的中心區(qū)(即在約60nm到80nm的深度處)指示碳擴散由于B在SiGe膜中的存在而顯著減少。在此示范性實施例中，在熱退火前SiGe:C:B膜含79.5%的Si、20%的Ge、0.2%的C和0.3%的硼(Si0.795Ge0.2C,B0003)。因此，Si與Ge的比為約4:1且B與C的比為約1.5:1。圖10為指示在各種退火溫度下具有碳的SiGe中的硼擴散深度的SIMS分布曲線700。此實施例中所采用的SiGe膜也為SiQ.795Geo.2Co.oo2B國3，類似于得到圖9曲線圖所用的膜。應(yīng)注意，SIMS分布曲線700指示在120(TC下退火IO秒后，鍺擴散從20%(即約1.0x1022個原子/立方厘米)的峰值變?yōu)?.7%(即約3.85x1021個原子/立方厘米)的峰值濃度。硼擴散從1.5x10加個原子/立方厘米的峰值變?yōu)?.0x1019個原子/立方厘米的峰值。另外，碳也發(fā)生了擴散，但所涉及的擴散機制主要歸因于SiGe間隔物(在初始生長期間僅含有Ge和C的外側(cè)邊緣)。碳擴散峰值從1.0xlO"個原子/立方厘米降到7.0><1019個原子/立方厘米(指示峰值降低約30%)。碳的最終擴散分布曲線比生長時的分布曲線窄。因此，即使在120(TC退火后最終擴散的碳分布曲線的FWHM寬度也小于20nm。蝕刻終止層的制造工藝依據(jù)所制造的特定裝置、所采用的特定設(shè)備類型和起始材料的各種組合，總體工藝條件可廣泛不同。然而，在特定示范性實施例中，一般來說，工藝條件需要以下工藝條件通常在從小于I托到約100托的壓力和從45(TC到950'C的溫度下。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>除四氫化鍺(GeH4)夕卜，可采用另一鍺前驅(qū)氣體。另外，可使用二硅垸(Si2H6)或另一硅前驅(qū)氣體來取代硅垸(SiH4)。二硅烷以比硅烷快的速率且在比硅烷低的溫度下沉積硅。另外，三氯化硼(BC13)或任何其它硼前驅(qū)氣體可用于取代二硼烷(B2H6)。除甲基硅烷(CH3SiH3)外的碳前驅(qū)氣體可用作碳前驅(qū)體。例如氮(N2)、氬(Ar)、氦(He)、氙(Xe)和氟(F2)的惰性氣體也全部為替換H2的合適載氣。所有氣體流動速率可為工藝、設(shè)備和/或裝置相依的。因此，所給出的示范性范圍外的氣體流動速率可為可完全接受的。依據(jù)所需電特性，也可以各種分布曲線沉積Si!-x卞zGexCyBz層。參看圖11A，在一特定實施例中采用Si,.x.y.zGexCyBz層的電子裝置的三角形摻雜劑濃度分布曲線1101指示示范性最大摻雜劑層深度xtl介于例如1nm與50nm之間。摻雜劑達到其極大值的慘雜劑層的近似中心中的摻雜劑濃度d介于0.1。/。與100%之間。具有圖11B的梯形摻雜劑濃度分布曲線1103的電子裝置具有介于約1nm與50nm之間的示范性摻雜劑層深度xt2。在此實例中，摻雜劑的濃度從水平<:2處的約5%線性增加到C3處的約100%。圖UC的半圓形濃度分布曲線1105具有介于約1nm與50nm之間的示范性摻雜劑層深度Xt3。摻雜劑的濃度以半圓、橢圓或拋物線方式增加到C4處高達100%的最大濃度。圖IID的正方形或箱型分布曲線1107具有介于約lnm與50nm之間的示范性摻雜劑層深度Xt4。摻雜劑的濃度以正方形或矩形方式增加到C5處高達100%的最大濃度。圖IIA到IID的分布曲線1101-1107和其相關(guān)聯(lián)的深度和濃度水平僅為示范性的且將依據(jù)(例如)所制造的特定裝置類型而變化。形成斜率變化的分布曲線要求使質(zhì)量流量控制器從較低/較高值斜率變化到較高/較低值。使用斜率變化方法可實現(xiàn)線性或非線性技術(shù)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，其它形狀、深度和濃度也是可能的。非晶化增強型蝕刻終止層如圖7中所示，植入Ge的分布曲線比CVDGe的分布曲線對向外擴散更具彈性。因此，可增加額外的工藝步驟。例如，在SiGe:C:B納米級膜堆疊的CVD沉積后，可執(zhí)行非晶化植入物。植入物使得沿Si/SiGe異質(zhì)結(jié)的膜應(yīng)變減少(與當(dāng)前文獻所發(fā)現(xiàn)的情形相反)。因此，使假晶態(tài)SiGe:C:B層非晶化將進一步增強選擇性。已發(fā)現(xiàn)此步驟可接受的物質(zhì)尤其包括硼、鍺、硅、氬、氮、氧(單質(zhì))、碳和第III-V族和第II-VI族半導(dǎo)體。在上述說明書中，已參看本發(fā)明的特定實施例描述了本發(fā)明。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，在不脫離如所附權(quán)利要求書中所陳述的本發(fā)明的更廣精神和范圍的情況下可對本發(fā)明作出各種修改和改變。例如，盡管詳細地展示且描述了工藝步驟和技術(shù)，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，可使用依然包括在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的其它技術(shù)和方法。舉例來說，通常存在若干種用于沉積膜層的技術(shù)(例如化學(xué)氣相沉積、等離子體增強型氣相沉積、外延、原子層沉積等)。盡管并非所有技術(shù)均適用于本文中所描述的所有膜類型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，可使用多種用于沉積給定層和/或膜類型的方法。另外，很多與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)可利用遠程碳注入技術(shù)。舉例來說，數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè)中的薄膜磁頭(TFH)工藝或平板顯示器產(chǎn)業(yè)中的有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)可容易地利用本文中所描述的工藝和技術(shù)。應(yīng)認為術(shù)語"半導(dǎo)體"包括上述和相關(guān)產(chǎn)業(yè)。因此應(yīng)將本說明書和圖式視為具有說明性意義而非限制性意義。權(quán)利要求1.一種蝕刻終止層，其包含硅層，其含有選自由鍺、硼和碳組成的群組的一種或一種以上摻雜劑元素；摻雜劑層，其在所述硅層內(nèi)，所述摻雜劑層具有所述摻雜劑元素中的一種或一種以上且具有小于50納米的半高全寬(FWHM)厚度值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層，其中所述硅層含有小于約70%的鍺。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層，其中所述硅層含有小于約5"021個原子/立方厘米的硼。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層，其中所述硅層含有小于約5"021個原子/立方厘米的碳。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層形分布曲線。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層分布曲線。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層形分布曲線。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層形分布曲線。11.根據(jù)權(quán)利要求l所述的蝕刻終止層線分布曲線。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層分布曲線。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層，其中所述摻雜劑層的FWHM測量值小于20納米。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層，其進一步包含非晶化植入物，所述非晶化植入物選自由硼、鍺、硅、氬、氮、氧和碳組成的群組。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層，其進一步包含添加非晶化植入物，所述非晶化植入物選自由第III族和第V族半導(dǎo)體組成的群組。,其中所述硅層包含在硅襯底內(nèi)。，其中所述硅層為硅膜層。，其中所述一種或一種以上摻雜劑元素具有三角，其中所述一種或一種以上摻雜劑元素具有梯形，其中所述一種或一種以上摻雜劑元素具有橢圓，其中所述一種或一種以上摻雜劑元素具有半圓,其中所述一種或一種以上摻雜劑元素具有拋物,其中所述一種或一種以上摻雜劑元素具有箱形16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻終止層，其進一步包含非晶化植入物，所述非晶化植入物選自由第II族和第VI族半導(dǎo)體組成的群組。17.—種蝕刻終止層，其包含硅-鍺層，所述硅-鍺層包含小于約70%的鍺且含有選自由硼和碳組成的群組的一種或一種以上摻雜劑元素；摻雜劑層，其在所述硅-鍺層內(nèi)，所述摻雜劑層具有所述摻雜劑元素中的一種或一種以上且具有小于50納米的半高全寬(FWHM)厚度值。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蝕刻終止層，其中所述硅-鍺層含有小于約5><1021個原子/立方厘米的硼。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蝕刻終止層，其中所述硅-鍺層含有小于約5><1021個原子/立方厘米的碳。20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蝕刻終止層，其中所述硅-鍺層包含在硅-鍺襯底中。21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蝕刻終止層，其中所述硅-鍺層為硅-鍺膜層。22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蝕刻終止層，其中所述摻雜劑層的FWHM測量值小于20納米。23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蝕刻終止層，其進一步包含非晶化植入物，所述非晶化植入物選自由硼、鍺、硅、氬、氮、氧和碳組成的群組。24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蝕刻終止層，其進一步包含添加非晶化植入物，所述非晶化植入物選自由第III族和第V族半導(dǎo)體組成的群組。25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蝕刻終止層，其進一步包含非晶化植入物，所述非晶化植入物選自由第II族和第VI族半導(dǎo)體組成的群組。26.—種制造蝕刻終止層的方法，所述方法包含在沉積腔室中使載氣流過襯底；在所述沉積腔室中使硅前驅(qū)氣體流過所述襯底；使鍺前驅(qū)氣體流過所述襯底；形成硅-鍺層使得所述硅-鍺層含有小于約70%的鍺；在所述沉積腔室中使摻雜劑前驅(qū)氣體流過所述襯底，所述摻雜劑前驅(qū)氣體選自由硼和碳組成的群組，且其形成摻雜劑層以充當(dāng)所述蝕刻終止層的至少一部分；使所述襯底退火到90(TC或更高的溫度；以及當(dāng)測量為半高全寬(FWHM)值時，將所述摻雜劑層的厚度維持到小于50納米。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中當(dāng)測量為FWHM值時，將所述摻雜劑層的厚度維持在小于約20納米的厚度。28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包含將所述摻雜劑層的所述至少一部分形成為具有三角形分布曲線。29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包含將所述摻雜劑層的所述至少一部分形成為具有梯形分布曲線。30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包含將所述摻雜劑層的所述至少一部分形成為具有半圓形分布曲線。31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包含將所述摻雜劑層的所述至少一部分形成為具有橢圓形分布曲線。32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包含將所述摻雜劑層的所述至少一部分形成為具有拋物線分布曲線。33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包含將所述摻雜劑層的所述至少一部分形成為具有箱形分布曲線。34.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包含添加非晶化植入物，所述非晶化植入物選自由硼、鍺、硅、氬、氮、氧和碳組成的群組。35.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包含添加非晶化植入物，所述非晶化植入物選自由第III族和第V族半導(dǎo)體組成的群組。36.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包含添加非晶化植入物，所述非晶化植入物選自由第II族和第VI族半導(dǎo)體組成的群組。全文摘要本發(fā)明涉及一種方法和所得的包含硅-鍺層和所述硅-鍺層內(nèi)的摻雜劑層的蝕刻終止層。所述硅-鍺層包含小于約70％的鍺且含有選自由硼和碳組成的群組的一種或一種以上摻雜劑元素。所述摻雜劑層具有所述摻雜劑元素中的一種或一種以上和小于50納米的FWHM厚度值。文檔編號H01L21/30GK101536156SQ200780040638公開日2009年9月16日申請日期2007年10月8日優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日發(fā)明者達爾文·G·伊尼克斯申請人:愛特梅爾公司