[发明专利]通过超快退火非晶材料外延硅碳替位固溶体

权利要求书

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1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1的方法，其中所述退火包括加热所述非晶区域到至 少约900℃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1100℃。

7.根据权利要求6的方法，其中所述退火温度范围为约1200℃到1350 ℃。

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1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℃/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℃或以下。

14.根据权利要求1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1的方法，其中步骤(a)包括在衬底上淀积非晶的 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(i)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(a)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 所述晶体的包含硅的区域。

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。

22.一种形成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 非晶的源极/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。