发明创造名称:用于晶体管装置的改良应力记忆技术
外观设计名称:
决定号:182476
决定日:2019-06-21
委内编号:1F261187
优先权日:2014-06-13
申请(专利)号:201510329397.3
申请日:2015-06-15
复审请求人:格罗方德半导体公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:罗慧晶
合议组组长:树奇
参审员:周忠堂
国际分类号:H01L21/336;H01L21/265;H01L29/08;H01L29/32
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比,存在区别技术特征,但所述区别技术特征的一部分被其他对比文件公开且作用相同,所述区别技术特征的其他部分属于本领域的公知常识,则该项权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510329397.3,名称为“用于晶体管装置的改良应力记忆技术”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为格罗方德半导体公司,申请日为2015年06月15日,优先权日为2014年06月13日,公开日为2016年01月27日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年06月04日发出驳回决定,以权利要求1-25不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为:申请日2015年06月15日提交的说明书第1-12页、说明书附图第1-9页、说明书摘要和摘要附图,2016年05月10日提交的权利要求第1-25项。
驳回决定所针对的权利要求书内容如下:
“1. 一种形成包括栅极结构及多个源极/漏极区域的晶体管装置的方法,该方法包括:
以掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺,藉以形成掺杂的延伸植入区域于该源极/漏极区域内;
以VII族材料执行VII族材料离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
在执行该VII族材料离子植入工艺后,形成覆盖材料层于该源极/漏极区域上方;
在该覆盖材料层就定位时,执行退火工艺,以便形成堆迭缺陷于该源极/漏极区域内;
移除该覆盖材料层;
在移除该覆盖材料层之后,对该源极/漏极区域形成磊晶半导体材料;
在形成该磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺;以及
执行第二退火工艺以活化该深源极/漏极离子植入工艺的植入的掺杂材料。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中,该晶体管为N型金属氧化物半导体晶体管。
3. 根据权利要求1所述的方法,其中,该栅极结构包括高k值栅极绝缘层及包括至少一层金属的栅极电极。
4. 根据权利要求1所述的方法,其中,该栅极结构包括二氧化硅栅极绝缘层及包括一层多晶硅的栅极电极。
5. 根据权利要求1所述的方法,其中,该VII族材料为氟。
6. 根据权利要求1所述的方法,更包括在执行该VII族材料离子植入工艺之前,执行非晶质化离子植入工艺于该源极/漏极区域上。
7. 根据权利要求1所述的方法,更包括在执行该VII族材料离子植入工艺之后,执行非晶质化离子植入工艺于该源极/漏极区域上。
8. 根据权利要求1所述的方法,其中,该VII族材料离子植入工艺非晶质化该源极/漏极区域的一部分。
9. 根据权利要求6所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是使用锗或硅而执行。
10. 根据权利要求1所述的方法,其中,该退火工艺是执行于在至少大约600℃的温度的惰性工艺环境。
11. 根据权利要求1所述的方法,其中,该VII族材料离子植入工艺是使用落在1至30keV的范围内的植入能量及落在1e14至1e16离子/平方公分的范围内的该VII族材料的剂量而执行。
12. 根据权利要求6所述的方法,其中,该非晶质化植入工艺是使用落在大约10至100keV的范围内的植入能量及大约1e14至1e16离子/平方公分的植入剂量而执行。
13. 一种形成包括栅极结构及多个源极/漏极区域的晶体管装置的方法,该方法包括:
以掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺,藉以形成掺杂的延伸植入区域于该源极/漏极区域内;
执行非晶质化离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
以VII族材料执行VII族材料离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
在执行该VII族材料离子植入工艺后,形成覆盖材料层于该源极 /漏极区域上方;
于该覆盖材料层就定位时,执行退火工艺,以便形成堆迭缺陷于该源极/漏极区域内;
移除该覆盖材料层;
在移除该覆盖材料层之后,对该源极/漏极区域形成磊晶半导体材料;
在形成该磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺;以及
执行第二退火工艺以活化该深源极/漏极离子植入工艺的植入的N型掺杂材料。
14. 根据权利要求13所述的方法,其中,该VII族材料为氟。
15. 根据权利要求13所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是在执行该VII族材料离子植入工艺之前而执行。
16. 根据权利要求13所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是在执行该VII族材料离子植入工艺之后而执行。
17. 根据权利要求13所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是使用锗或硅而执行。
18. 根据权利要求13所述的方法,其中,该退火工艺是执行于在至少大约600℃的温度的惰性工艺环境。
19. 一种形成包括栅极结构及多个源极/漏极区域的N型金属氧化物半导体晶体管装置的方法,该方法包括:
以N型掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺,藉以形成掺杂的延伸植入区域于该源极/漏极区域内;
执行非晶质化离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
执行氟离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
在执行该氟离子植入工艺后,形成覆盖材料层于该源极/漏极区域上方;
在该覆盖材料层就定位时,执行退火工艺,以便形成堆迭缺陷于该源极/漏极区域内;
移除该覆盖材料层;
在移除该覆盖材料层之后,对该源极/漏极区域形成磊晶半导体材料;
在形成该磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺;以及
执行第二退火工艺以活化该深源极/漏极离子植入工艺的植入的掺杂材料。
20. 根据权利要求19所述的方法,其中,该覆盖材料层为一层氮化硅。
21. 根据权利要求19所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是在该氟离子植入工艺之前而执行。
22. 根据权利要求19所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是在该氟离子植入工艺之后而执行。
23. 根据权利要求19所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是使用锗、硅或氟而执行。
24. 根据权利要求19所述的方法,其中,该退火工艺是执行于在至少大约600℃的温度的惰性工艺环境。
25. 根据权利要求19项所述的方法,其中,该氟离子植入工艺是使用落在1至30keV的范围内的植入能量及落在1e14至1e16离子/平方公分的范围内的氟的剂量而执行。”
驳回决定引用了如下对比文件:
对比文件1:US2012184075A1,公开日为2012年07月19日;
对比文件2:US2008102588A1,公开日为2008年05月01日;
对比文件3:CN103545207A,公开日为2014年01月29日。
驳回决定指出:权利要求1-25相对于对比文件1-3与本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年09月19日向国家知识产权局提出了复审请求,同时修改了权利要求书(包括权利要求第1-25项),所作的修改为:将独立权利要求1、13、19中的“退火工艺”修改为“第一退火工艺”,同时在权利要求1中补入技术特征“并修复该多个源极/漏极区域”、在权利要求13、19中补入技术特征“并修复该非晶质化离子植入工艺所执行的该多个源极/漏极区域”,将权利要求10、18、24的“退火工艺”修改为“第一退火工艺”。复审请求人认为:本申请第二退火工艺不仅是用以活化该深源极/漏极离子植入工艺的植入的掺杂材料,另外还要修复该多个源极/漏极区域。请注意,第一退火工艺是在大约600℃的环境下执行,但第二退火工艺却必须在高达800-1000℃的环境下执行,如此才能有效地修复该多个源极/漏极区域。对比文件3公开的退火工艺仅是“使得提升源区3RS具有与源区3HS相同的导电类型”,没有提到要修复该多个源极/漏极区域,因此,在600℃的环境下执行的退火工艺无法相对于本申请修改后的独立权利要求1中所记载的“第二退火工艺”。也就是说,对比文件3并没有公开本申请修改后的独立权利要求1中所记载的“执行第二退火工艺以活化该深源极/漏极离子植入工艺的植入的掺杂材料并修复该多个源极/漏极区域”技术特征。对比文件1和对比文件2也没有公开上述技术特征。此外,对比文件3也没有公开本申请说明书第[0034]段“呈现临界电压位准的较少的衰退”的预料不到的技术效果,因此,权利要求1-25具备创造性。 。
复审请求时新修改的权利要求书内容如下:
“1. 一种形成包括栅极结构及多个源极/漏极区域的晶体管装置的方法,该方法包括:
以掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺,藉以形成掺杂的延伸植入区域于该源极/漏极区域内;
以VII族材料执行VII族材料离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
在执行该VII族材料离子植入工艺后,形成覆盖材料层于该源极/漏极区域上方;
在该覆盖材料层就定位时,执行第一退火工艺,以便形成堆迭缺陷于该源极/漏极区域内;
移除该覆盖材料层;
在移除该覆盖材料层之后,对该源极/漏极区域形成磊晶半导体材料;
在形成该磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺;以及
执行第二退火工艺以活化该深源极/漏极离子植入工艺的植入的掺杂材料并修复该多个源极/漏极区域。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中,该晶体管为N型金属氧化物半导体晶体管。
3. 根据权利要求1所述的方法,其中,该栅极结构包括高k值栅极绝缘层及包括至少一层金属的栅极电极。
4. 根据权利要求1所述的方法,其中,该栅极结构包括二氧化硅栅极绝缘层及包括一层多晶硅的栅极电极。
5. 根据权利要求1所述的方法,其中,该VII族材料为氟。
6. 根据权利要求1所述的方法,更包括在执行该VII族材料离子植入工艺之前,执行非晶质化离子植入工艺于该源极/漏极区域上。
7. 根据权利要求1所述的方法,更包括在执行该VII族材料离子植入工艺之后,执行非晶质化离子植入工艺于该源极/漏极区域上。
8. 根据权利要求1所述的方法,其中,该VII族材料离子植入工艺非晶质化该源极/漏极区域的一部分。
9. 根据权利要求6所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是使用锗或硅而执行。
10. 根据权利要求1所述的方法,其中,该第一退火工艺是执行于在至少大约600℃的温度的惰性工艺环境。
11. 根据权利要求1所述的方法,其中,该VII族材料离子植入工艺是使用落在1至30keV的范围内的植入能量及落在1e14至1e16离子/平方公分的范围内的该VII族材料的剂量而执行。
12. 根据权利要求6所述的方法,其中,该非晶质化植入工艺是使用落在大约10至100keV的范围内的植入能量及大约1e14至1e16离子/平方公分的植入剂量而执行。
13. 一种形成包括栅极结构及多个源极/漏极区域的晶体管装置的方法,该方法包括:
以掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺,藉以形成掺杂的延伸植入区域于该源极/漏极区域内;
执行非晶质化离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
以VII族材料执行VII族材料离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
在执行该VII族材料离子植入工艺后,形成覆盖材料层于该源极 /漏极区域上方;
于该覆盖材料层就定位时,执行第一退火工艺,以便形成堆迭缺陷于该源极/漏极区域内;
移除该覆盖材料层;
在移除该覆盖材料层之后,对该源极/漏极区域形成磊晶半导体材料;
在形成该磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺;以及
执行第二退火工艺以活化该深源极/漏极离子植入工艺的植入的N型掺杂材料并修复该非晶质化离子植入工艺所执行的该多个源极/漏极区域。
14. 根据权利要求13所述的方法,其中,该VII族材料为氟。
15. 根据权利要求13所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是在执行该VII族材料离子植入工艺之前而执行。
16. 根据权利要求13所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是在执行该VII族材料离子植入工艺之后而执行。
17. 根据权利要求13所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是使用锗或硅而执行。
18. 根据权利要求13所述的方法,其中,该第一退火工艺是执行于在至少大约600℃的温度的惰性工艺环境。
19. 一种形成包括栅极结构及多个源极/漏极区域的N型金属氧化物半导体晶体管装置的方法,该方法包括:
以N型掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺,藉以形成掺杂的延伸植入区域于该源极/漏极区域内;
执行非晶质化离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
执行氟离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
在执行该氟离子植入工艺后,形成覆盖材料层于该源极/漏极区域上方;
在该覆盖材料层就定位时,执行第一退火工艺,以便形成堆迭缺陷于该源极/漏极区域内;
移除该覆盖材料层;
在移除该覆盖材料层之后,对该源极/漏极区域形成磊晶半导体材料;
在形成该磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺;以及
执行第二退火工艺以活化该深源极/漏极离子植入工艺的植入的掺杂材料并修复该非晶质化离子植入工艺所执行的该多个源极/漏极区域。
20. 根据权利要求19所述的方法,其中,该覆盖材料层为一层氮化硅。
21. 根据权利要求19所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是在该氟离子植入工艺之前而执行。
22. 根据权利要求19所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是在该氟离子植入工艺之后而执行。
23. 根据权利要求19所述的方法,其中,该非晶质化离子植入工艺是使用锗、硅或氟而执行。
24. 根据权利要求19所述的方法,其中,该第一退火工艺是执行于在至少大约600℃的温度的惰性工艺环境。
25. 根据权利要求19项所述的方法,其中,该氟离子植入工艺是使用落在1至30keV的范围内的植入能量及落在1e14至1e16离子/平方 公分的范围内的氟的剂量而执行。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年09月27日依法受理了该复审请求,并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019 年01 月30 日向复审请求人发出复审通知书,指出:(1)权利要求1-25相对于对比文件1-3和本领域的公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。(2)关于复审请求人的意见陈述,合议组认为:首先,CMOS工艺中离子注入之后的退火工艺,通常的主要作用是修复离子注入带来的损伤并使杂质原子处于替位状态,起到提供载流子的作用(参见《纳米CMOS电路和物理设计》,王班等著,辛维平等译,机械工业出版社,2011年4月第一版第一次印刷,其中第2章CMOS器件与工艺技术中,第35页)。无论对比文件3对于其公开的退火工艺是否强调“修复”作用,在实质上,其都是可以起到修复离子注入区域的作用的。其次,对比文件1已经公开了较高温度下的第二退火,其作用为活化杂质离子以及重结晶(即修复源极、漏极区域),因而,本领域技术人员为了降低源漏区的电阻并修复源漏区的晶格质量,容易想到将对比文件3的磊晶后重掺杂工艺设置在高温退火工艺之前,这属于本领域公知常识。第三,本申请之所以能够“呈现临界电压位准的较少的衰退”的技术效果,主要依赖于本申请相对于现有技术,采用了VII族材料,例如氟的导入等技术手段。而对比文件2公开了相应的技术方案,且作用相同,给出了相应的结合启示,因而,上述技术效果,是在对比文件1的基础上结合对比文件2、对比文件3的技术方案可以得到的,并不属于本领域技术人员预料不到的技术效果。
复审请求人于2019 年03 月14 日提交了意见陈述书,同时修改了权利要求书(包括权利要求第1-25项),所作的修改为:在独立权利要求1、13中加入技术特征“及在该栅极结构的侧壁间隔件的外缘与该晶体管装置的隔离材料之间”、在独立权利要求19中加入技术特征“及在该栅极结构的侧壁间隔件的外缘与该N型金属氧化物半导体晶体管装置的隔离材料之间”以进一步限定堆叠缺陷在源极/漏极区域内的位置。复审请求人认为:(1)对比文件1的堆叠缺陷是位于栅极结构的外侧侧壁间隔件618正下方且接近内侧侧壁间隔件608,即使本领域技术人员为了降低源漏区的电阻并修复源漏区的晶格质量,容易想到将对比文件3的磊晶重掺杂工艺设置在对比文件1的高温退火工艺之前,对比文件3的磊晶半导体材料仍无法形成在具有堆叠缺陷的源极/漏极区域上,对比文件2仅公开植入掺杂工艺及执行退火工艺,并未涉及“堆叠缺陷形成在装置的扩散长度尺寸内”;(2)在对比文件1公开的堆叠缺陷基础上,对比文件2仅公开掺杂剂232可以与空隙缺陷组合以进一步抑制TED效应,对比文件3公开磊晶重掺杂工艺设置在高温退火工艺之前,还需要结合公知常识证据的内容,即便是为了解决技术问题,前述诸多对比文件所公开的工艺,其所付出的创造性劳动当非属显而易见。
答复复审通知书时,新修改的权利要求1、13、19内容如下:
“1. 一种形成包括栅极结构及多个源极/漏极区域的晶体管装置的方法,该方法包括:
以掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺,藉以形成掺杂的延伸植入区域于该源极/漏极区域内;
以VII族材料执行VII族材料离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
在执行该VII族材料离子植入工艺后,形成覆盖材料层于该源极/漏极区域上方;
在该覆盖材料层就定位时,执行第一退火工艺,以便形成堆迭缺陷于该源极/漏极区域内及在该栅极结构的侧壁间隔件的外缘与该晶体管装置的隔离材料之间;
移除该覆盖材料层;
在移除该覆盖材料层之后,对该源极/漏极区域形成磊晶半导体材料;
在形成该磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺;以及
执行第二退火工艺以活化该深源极/漏极离子植入工艺的植入的掺杂材料并修复该多个源极/漏极区域。”
“13. 一种形成包括栅极结构及多个源极/漏极区域的晶体管装置的方法,该方法包括:
以掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺,藉以形成掺杂的延伸植入区域于该源极/漏极区域内;
执行非晶质化离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
以VII族材料执行VII族材料离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
在执行该VII族材料离子植入工艺后,形成覆盖材料层于该源极/漏极区域上方;
于该覆盖材料层就定位时,执行第一退火工艺,以便形成堆迭缺陷于该源极/漏极区域内及在该栅极结构的侧壁间隔件的外缘与该晶体管装置的隔离材料之间;
移除该覆盖材料层;
在移除该覆盖材料层之后,对该源极/漏极区域形成磊晶半导体材料;
在形成该磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺;以及
执行第二退火工艺以活化该深源极/漏极离子植入工艺的植入的N型掺杂材料并修复该非晶质化离子植入工艺所执行的该多个源极/漏极区域。”
“19. 一种形成包括栅极结构及多个源极/漏极区域的N型金属氧化物半导体晶体管装置的方法,该方法包括:
以N型掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺,藉以形成掺杂的延伸植入区域于该源极/漏极区域内;
执行非晶质化离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
执行氟离子植入工艺于该源极/漏极区域上;
在执行该氟离子植入工艺后,形成覆盖材料层于该源极/漏极区域上方;
在该覆盖材料层就定位时,执行第一退火工艺,以便形成堆迭缺陷于该源极/漏极区域内及在该栅极结构的侧壁间隔件的外缘与该N型金属氧化物半导体晶体管装置的隔离材料之间;
移除该覆盖材料层;
在移除该覆盖材料层之后,对该源极/漏极区域形成磊晶半导体材料;
在形成该磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺;以及
执行第二退火工艺以活化该深源极/漏极离子植入工艺的植入的掺杂材料并修复该非晶质化离子植入工艺所执行的该多个源极/漏极区域。”
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人答复复审通知书时提交了权利要求书的全文修改替换页,包括权利要求第1-25项。经审查,所作修改符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所依据的文本为:申请日2015年06月15日提交的说明书第1-12页、说明书附图第1-9页、说明书摘要和摘要附图,2019年03月14日提交的权利要求书第1-25项。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,
该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比,存在区别技术特征,但所述区别技术特征的一部分被其他对比文件公开且作用相同,所述区别技术特征的其他部分属于本领域的公知常识,则该项权利要求不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与复审通知书以及驳回决定引用的对比文件相同,即:
对比文件1:US2012184075A1,公开日为2012年07月19日;
对比文件2:US2008102588A1,公开日为2008年05月01日;
对比文件3:CN103545207A,公开日为2014年01月29日;
2-1、独立权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性
独立权利要求1要求保护一种形成晶体管装置的方法。对比文件1公开了一种减小位错形成的方法,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第[0036]至[0044]段,附图4-12):形成包括栅极结构606/604以及多个源极/漏极区域622的晶体管装置的方法包括,如图7所示以掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺610以形成掺杂的延伸植入区域612于源极/漏极区域内;如图8所示,植入碳(C)以非晶化;如图9所示,将Xe、Ge材料离子植入源漏极区域上;如图11所示,形成覆盖材料层624于源漏极上方;如说明书第[0041]段所述执行退火工艺(即第一退火工艺),形成如图12所示的堆叠缺陷于源漏极区域内;退火工艺(即第一退火工艺)为低温退火,在覆盖材料层去除之后,进行高温(900-1080℃)的用于激活掺杂离子的退火工艺(参见说明书第[0041]段,附图4)。
权利要求1与对比文件1的区别技术特征包括:(1)植入VII族材料替代Xe、Ge材料,以便形成堆迭缺陷于源极/漏极区域内,及在栅极结构的侧壁间隔件的外缘与晶体管装置的隔离材料之间;(2)移除覆盖材料层,移除覆盖材料层之后,对源极、漏极区域形成磊晶半导体材料,在形成磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺,执行第二退火工艺以活化深源极/漏极离子植入工艺的植入的掺杂材料,并修复多个源极/漏极区域;先退火形成堆叠缺陷然后再深注入形成重掺杂源漏区。
基于上述区别技术特征,权利要求1实际解决的技术问题是:(1)改善堆叠缺陷;(2)形成抬升源漏以降低串联电阻、调节缺陷、杂质分布。
对于区别技术特征(1),对比文件2公开了一种形成MOS晶体管的方法,并具体公开了(参见说明书第[0007]、[0021]至[0037]段,附图4-15):执行PAI工艺220;采用共植入掺杂剂232执行共植入工艺230,其中共植入掺杂剂232包括C、F(也即VII族材料植入源漏区)或N;执行植入工艺240;执行RTA退火工艺250;说明书第[0025]段记载了,通过RTA退火激活掺杂剂232,掺杂剂232可以与空隙缺陷组合以进一步抑制TED效应,也即给出了掺杂剂与空隙缺陷组合以改善缺陷的技术启示或教导。由此可见,对比文件2公开了区别技术特征(1)的大部分,其在对比文件2和权利要求1中所起的作用均为改善堆叠缺陷,也即对比文件2给出了将相应技术特征应用于对比文件1以进一步解决技术问题的启示;由于对比文件2公开了将VII族材料植入源漏区的技术方案,本领域技术人员在对比文件2的启示下容易想到选择VII族材料植入,进而得到在侧壁间隔件的外缘与晶体管装置的隔离材料之间形成堆迭缺陷的晶体管制备方法,这属于本领域的公知常识。
对于区别技术特征(2),对比文件3公开了一种半导体器件制造方法,并具体公开了(参见说明书第[0023]至[0034]段,附图2-8):形成覆盖材料层5于源漏区3HS/3HD上方;移除覆盖材料层5的一部分;在暴露区域对该源漏区形成磊晶半导体材料3RS;如说明书[0033]段所述,可选的,形成磊晶半导体材料3RS之后,以掺杂材料执行深源漏极离子植入工艺,并且执行退火工艺以活化该植入的掺杂材料。至此,对比文件3公开了形成抬升源漏区的区别技术特征,其在对比文件3和权利要求1中所起的作用均为降低源漏串联电阻,也即对比文件3给出了将上述区别技术特征应用于对比文件1以进一步解决其技术问题的启示。同时,由于对比文件1中已经公开了较高温度下的第二退火,其作用为活化杂质离子以及重结晶(即修复源极、漏极区域),因而,本领域技术人员为了降低源漏区的电阻并修复源漏区的晶格质量,容易想到将对比文件3的磊晶后重掺杂工艺设置在高温退火工艺之前,这属于本领域公知常识。此外,本领域技术人员在面对形成抬升源漏的技术问题时,容易想到依照源漏区电阻减小的需要而合理设置抬升源漏的位置,完全移除覆盖材料层以后,以在源区和漏区上均形成抬升源漏,这对于本领域技术人员而言是显而易见的。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2、对比文件3以及本领域公知常识得到权利要求1的技术方案,这对本领域技术人员而言是显而易见的,不具有突出的实质性特点,因此,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-2、从属权利要求2-12不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
从属权利要求2-12对权利要求1作了进一步的限定。对比文件1公开了(参见说明书第[0036]至[0044]段,附图4-12):晶体管可以是NFET(说明书第[0038]段);栅极结构包括氧化物的栅极绝缘层604以及金属或多晶硅的栅极电极606(说明书第[0036]段)。由此可见,对比文件1公开了从属权利要求2-4的部分附加技术特征。而本领域技术人员在面对制造NMOSFET技术问题时,很容易想到各种常用的结构以及材料选择,从属权利要求2-4的其余附加技术特征是本领域惯用的技术手段,属于本领域的公知常识。对比文件2公开了(参见说明书第[0007]、[0021]至[0037]段,附图4-15):共植入掺杂剂232包括C、F或N,也即VII族材料为F(说明书第[0022]段);图4、5公开了在植入F之前,执行非晶化离子植入工艺220;在植入F之后,执行非晶化离子植入工艺330(附图10-11);非晶化采用Ge;F植入参数为3-20 KeV(落入1-30 KeV范围内)以及1×1015至5×1015原子/cm3(说明书第[0007]段)。由此可见,对比文件2公开了从属权利要求5-12的部分附加技术特征,所起的作用均为改善堆叠缺陷。而本领域技术人员在面对改善堆叠缺陷的技术问题时,很容易依照器件电学性能要求合理采用各种常用的工艺步骤顺序、材料种类、退火工艺温度、以及注入剂量和能量,从属权利要求5-12的其余附加技术特征属于本领域公知常识。因此当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求2-12也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-3、独立权利要求13不具备专利法第22条第3款规定的创造性
独立权利要求13要求保护一种形成晶体管装置的方法。对比文件1公开了一种减小位错形成的方法,并具体公开了以下技术特征(参见说明书[0036]至[0044]段,附图4-12):形成包括栅极结构606/604以及多个源极/漏极区域622的晶体管装置的方法包括,如图7所示以掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺610以形成掺杂的延伸植入区域612于源极/漏极区域内;如图8所示,植入碳(C)以非晶化;如图9所示,将Xe、Ge材料离子植入源漏极区域中以进行第二非晶化;如图11所示形成覆盖材料层624于源漏极上方;如[0041]段所述执行退火工艺(即第一退火工艺),形成如图12所示的堆叠缺陷于源漏极区域内;退火工艺(即第一退火工艺)为低温退火,在覆盖材料层去除之后,进行高温(900-1080℃)的用于激活掺杂离子的退火工艺(说明书第[0041]段,附图4)。
权利要求13与对比文件1的区别技术特征包括:(1)植入VII族材料替代Xe、Ge材料,以便形成堆迭缺陷于源极/漏极区域内,及在栅极结构的侧壁间隔件的外缘与晶体管装置的隔离材料之间;(2)移除覆盖材料层,移除覆盖材料层之后,对源极、漏极区域形成磊晶半导体材料,在形成磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺,执行第二退火工艺以活化深源极/漏极离子植入工艺的植入的掺杂材料,并修复多个源极/漏极区域;先退火形成堆叠缺陷然后再深注入形成重掺杂源漏区。
基于上述区别技术特征,权利要求13实际解决的技术问题是(1)改善堆叠缺陷;(2)形成抬升源漏以降低串联电阻、调节缺陷、杂质分布。
对于区别技术特征(1),对比文件2公开了一种形成MOS晶体管的方法,并具体公开了(参见说明书[0007]、[0021]至[0037]段,附图4-15):执行PAI工艺220;采用共植入掺杂剂232执行共植入工艺230,其中共植入掺杂剂232包括C、F(也即VII族材料植入源漏区)或N;执行植入工艺240;执行RTA退火工艺250;说明书第[0025]段记载了,通过RT退火激活掺杂剂232,掺杂剂232可以与空隙缺陷组合以进一步抑制TED效应,也即给出了掺杂剂与空隙缺陷组合以改善缺陷的技术启示或教导。由此可见,对比文件2公开了区别技术特征(1)的大部分,其在对比文件2和权利要求13中所起的作用均为改善堆叠缺陷,也即对比文件2给出了将相应技术特征应用于对比文件1以进一步解决技术问题的启示;由于对比文件2公开了将VII族材料植入源漏区的技术方案,本领域技术人员在对比文件2的启示下容易想到选择VII族材料植入,进而得到在侧壁间隔件的外缘与晶体管装置的隔离材料之间形成堆迭缺陷的晶体管制备方法,这属于本领域的公知常识。
对于区别技术特征(2),对比文件3公开了一种半导体器件制造方法,并具体公开了(参见说明书第[0023]至[0034]段,附图2-8):形成覆盖材料层5于源漏区3HS/3HD上方;移除覆盖材料层5的一部分;在暴露区域对该源漏区形成磊晶半导体材料3RS;如说明书[0033]段所述,可选的,形成磊晶半导体材料3RS之后,以掺杂材料执行深源漏极离子植入工艺,并且执行退火工艺以活化该植入的掺杂材料。至此,对比文件3公开了形成抬升源漏区的区别技术特征,其在对比文件3和权利要求13中所起的作用均为降低源漏串联电阻,也即对比文件3给出了将上述区别技术特征应用于对比文件1以进一步解决其技术问题的启示。同时,由于对比文件1中已经公开了较高温度下的第二退火,其作用为活化杂质离子以及重结晶(即修复源极、漏极区域),因而,本领域技术人员为了降低源漏区的电阻并修复源漏区的晶格质量,容易想到将对比文件3的磊晶后重掺杂工艺设置在高温退火工艺之前,这属于本领域公知常识。此外,本领域技术人员在面对形成抬升源漏的技术问题时,容易想到依照源漏区电阻减小的需要而合理设置抬升源漏的位置,完全移除覆盖材料层以在源区和漏区上均形成抬升源漏,这对于本领域技术人员而言是显而易见的。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2、对比文件3以及公知常识得到权利要求13的技术方案,这对本领域技术人员而言是显而易见的,该技术方案没有突出的实质性特点,权利要求13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-4、从属权利要求14-18不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
从属权利要求14-18对权利要求13作了进一步的限定。对比文件2(参见说明书第[0007]、[0021]至[0037]段,附图4-15):共植入掺杂剂232包括C、F或N,也即VII族材料为F([0022]段);图4、5公开了在植入F之前,执行非晶化离子植入工艺220;在植入F之后,执行非晶化离子植入工艺330(附图10-11);非晶化采用Ge;F植入参数为3-20 KeV(落入1-30 KeV范围内)以及1×1015至5×1015原子/cm3(说明书第[0007]段)。由此可见,对比文件2公开了从属权利要求14-18的部分附加技术特征,所起的作用均为改善堆叠缺陷。而本领域技术人员在面对改善堆叠缺陷的技术问题时,很容易依照器件电学性能要求合理采用各种常用的工艺步骤顺序、材料种类、退火工艺温度,从属权利要求14-18的其余附加技术特征均属于本领域的公知常识。因此当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求14-18也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-5、独立权利要求19不具备专利法第22条第3款规定的创造性
独立权利要求19要求保护一种形成晶体管装置的方法。对比文件1公开了一种减小位错形成的方法,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第[0036]至[0044]段,附图4-12):形成包括栅极结构606/604以及多个源极/漏极区域622的晶体管装置的方法包括,如图7所示以掺杂材料执行源极/漏极延伸离子植入工艺610以形成掺杂的延伸植入区域612于源极/漏极区域内;如图8所示,植入碳(C)以非晶化;如图9所示,将Xe、Ge材料离子植入源漏极区域中以进行第二非晶化工艺;如图11所示形成覆盖材料层624于源漏极上方;如[0041]段所述执行退火工艺(即第一退火工艺),形成如图12所示的堆叠缺陷于源漏极区域内;退火工艺(即第一退火工艺)为低温退火,在覆盖材料层去除之后,进行高温(900-1080℃)的用于激活掺杂离子的退火工艺(说明书第[0041]段,附图4);对于NFET,植入As、P的N型掺杂材料(说明书第[0038]段)。
权利要求19与对比文件1的区别技术特征包括:(1)植入氟离子替代Xe、Ge材料,以便形成堆迭缺陷于源极/漏极区域内,及在栅极结构的侧壁间隔件的外缘与晶体管装置的隔离材料之间;(2)移除覆盖材料层,移除覆盖材料层之后,对源极、漏极区域形成磊晶半导体材料,在形成磊晶半导体材料之后,以掺杂材料执行深源极/漏极离子植入工艺,执行第二退火工艺以活化深源极/漏极离子植入工艺的植入的掺杂材料,并修复多个源极/漏极区域;先退火形成堆叠缺陷然后再深注入形成重掺杂源漏区。
基于上述区别技术特征,权利要求1实际解决的技术问题是(1)改善堆叠缺陷;(2)形成抬升源漏以降低串联电阻、调节缺陷、杂质分布。
对于区别技术特征(1),对比文件2公开了一种形成MOS晶体管的方法,并具体公开了(参见说明书第[0007]、[0021]至[0037]段,附图4-15):执行PAI工艺220;采用共植入掺杂剂232执行共植入工艺230,其中共植入掺杂剂232可以包括F(也即将氟材料植入源漏区);执行植入工艺240;执行RTA退火工艺250;说明书第[0025]段记载了,通过RTA退火激活掺杂剂232,掺杂剂232可以与空隙缺陷组合以进一步抑制TED效应,也即给出了掺杂剂与空隙缺陷组合以改善缺陷的技术启示或教导。由此可见,对比文件2公开了区别技术特征(1)的大部分,其在对比文件2和权利要求19中所起的作用均为改善堆叠缺陷,也即对比文件2给出了将相应技术特征应用于对比文件1以进一步解决技术问题的启示;由于对比文件2公开了将氟植入源漏区的技术方案,本领域技术人员在对比文件2的启示下容易想到选择氟植入,进而得到在侧壁间隔件的外缘与晶体管装置的隔离材料之间形成堆迭缺陷的晶体管制备方法,这属于本领域的公知常识;此外,本领域技术人员可以根据实际情况选择氟离子还是氟材料,选择氟离子替代氟材料进行植入,是本领域常用的技术手段。
对于区别技术特征(2),对比文件3公开了一种半导体器件制造方法,并具体公开了(参见说明书第[0023]至[0034]段,附图2-8):形成覆盖材料层5于源漏区3HS/3HD上方;移除覆盖材料层5的一部分;在暴露区域对该源漏区形成磊晶半导体材料3RS;如说明书第[0033]段所述,可选的,形成磊晶半导体材料3RS之后,以掺杂材料执行深源漏极离子植入工艺,并且执行退火工艺(也即第二退火)以活化该植入的掺杂材料。由此可见,对比文件3公开了形成抬升源漏区的区别技术特征,其在对比文件3和权利要求19中所起的作用均为降低源漏串联电阻,也即对比文件3给出了将相应技术特征应用于对比文件1以进一步解决其技术问题的启示。同时,由于对比文件1中已经公开了较高温度下的第二退火,其作用为活化杂质离子以及重结晶(即修复源极、漏极区域)因而,本领域技术人员为了降低源漏区的电阻并修复源漏区的晶格质量,容易想到将对比文件3的磊晶后重掺杂工艺设置在高温退火工艺之前,这属于本领域公知常识。此外,本领域技术人员在面对形成抬升源漏的技术问题时,很容易想到依照源漏区电阻减小的需要而合理设置抬升源漏的位置,完全移除覆盖材料层以在源区和漏区上均形成抬升源漏,这对于本领域技术人员而言是显而易见的。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2、对比文件3以及本领域公知常识得到权利要求19的技术方案,这对本领域技术人员而言是显而易见的,该技术方案不具有突出的实质性特点,因此权利要求19不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-6、从属权利要求20-25不具备专利法第22条第3款所规定的创造性
从属权利要求20-25对权利要求19作了进一步的限定。对比文件1公开了(参见说明书第[0036]至[0044]段,附图4-12):覆盖材料层为SiN(说明书第[0041]段)。由此可见,对比文件1公开了从属权利要求20的部分附加技术特征,所起的作用均为提高应力、提高载流子迁移率以提高器件驱动能力。对比文件2公开了(参见说明书第[0007]、[0021]至[0037]段,附图4-15):共植入掺杂剂232可以包括F(说明书第[0022]段),图4、5公开了在植入F之前,执行非晶化离子植入工艺220;在植入F之后,执行非晶化离子植入工艺330(附图10-11);非晶化采用Ge(说明书第[0007]段);F植入参数为3-20 KeV(落入1-30 KeV范围内)以及1×1015至5×1015原子/cm3。由此可见,对比文件2公开了从属权利要求21-25的部分附加技术特征,所起的作用均为改善堆叠缺陷。此外,本领域技术人员可以根据实际情况选择氟离子还是氟材料,选择氟离子替代氟材料进行植入,是本领域常用的技术手段;本领域技术人员在面对改善堆叠缺陷的技术问题时,很容易依照器件电学性能要求合理采用各种常用的工艺步骤顺序、材料种类、退火工艺温度、以及注入剂量和能量,从属权利要求21-25的这些其余附加技术特征属于公知常识。因此当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求20-25也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人的意见,合议组认为:
首先,对比文件1的堆迭缺陷也是形成在源极/漏极区域内的,与本申请的不同仅在于对比文件1的堆迭缺陷在第二侧壁间隔件的正下方,而本申请的堆迭缺陷形成在侧壁间隔件的外缘与该晶体管装置的隔离材料之间;本领域中,正如本申请说明书第[0034]段所述的“熟悉该项技艺的人士相信VII族材料的导入,注入氟,进入该基板将降低用于此类堆迭缺陷的242的形成能量”,也就是说,根据本领域的普通技术知识可知,堆迭缺陷在源/漏极区域的具体位置是取决于注入离子的,对于常规离子,由于注入能量较大,会使得堆迭缺陷的形成位置较深,注入范围较宽;而对于氟,则会降低堆迭缺陷的形成能量,最终容易在侧壁间隔件的外缘与该晶体管装置的隔离材料之间形成堆迭缺陷。
第二,对比文件2公开了一种形成MOS晶体管的方法,并具体公开了(参见说明书第[0007]、[0021]至[0037]段,附图4-15):执行PAI工艺220;采用共植入掺杂剂232执行共植入工艺230,其中共植入掺杂剂232可以包括F(也即将氟材料植入源漏区)。即对比文件2公开了将F植入源漏区的技术方案,本领域技术人员在对比文件2的启示下容易想到选择氟进行植入,进而得到在侧壁间隔件的外缘与晶体管装置的隔离材料之间形成堆迭缺陷的晶体管制备方法。
第三,对比文件1已经公开了较高温度下的第二退火,其作用为活化杂质离子以及重结晶(即修复源极、漏极区域)。因而,本领域技术人员为了降低源漏区的电阻并修复源漏区的晶格质量,容易想到将对比文件3的磊晶后重掺杂工艺设置在高温退火工艺之前,这属于本领域公知常识。本申请的堆迭缺陷之所以能够形成“在该栅极结构的侧壁间隔件的外缘与该晶体管装置的隔离材料之间”,主要依赖于本申请相对于现有技术,采用了VII族材料,即氟的导入。而对比文件2公开了相应的技术方案,且作用相同,给出了相应的结合启示,因而,上述技术方案是在对比文件1的基础上结合对比文件2、对比文件3和本领域的公知常识容易得到的,对于本领域技术人员来说是显而易见的。
综上,复审请求人的意见没有说服力,合议组不予支持。
基于上述事实和理由,合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年06 月04 日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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