发明创造名称:晶体管的形成方法
外观设计名称:
决定号:192126
决定日:2019-10-12
委内编号:1F276402
优先权日:
申请(专利)号:201410504675.X
申请日:2014-09-26
复审请求人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:韩颖姝
合议组组长:赵致民
参审员:焦永涵
国际分类号:H01L21/336,H01L21/28,H01L29/51
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相对于最接近的现有技术具有区别技术特征,其中区别技术特征的一部分在另一篇对比文件中公开且给出了技术启示,其余部分区别技术特征为本领域的公知常识,则该权利要求对于本领域技术人员是显而易见的,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201410504675.X,发明名称为“晶体管的形成方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为中芯国际集成电路制造(上海)有限公司,申请日为2014年09月26日,公开日为2016年04月20日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年12月04日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:申请日2014年09月26日提交的说明书第1-19页,说明书附图第1-6页,说明书摘要,摘要附图和权利要求第1-20项。
驳回决定所针对的权利要求书内容如下:
“1. 一种晶体管的形成方法,其特征在于,包括:
提供衬底,所述衬底表面具有伪栅极层,所述衬底表面具有介质层,所述介质层覆盖所述伪栅极层的侧壁表面,且所述介质层暴露出所述伪栅极层;
去除所述伪栅极层,在所述介质层内形成开口,所述开口底部暴露出衬底表面;
在所述开口底部的衬底表面形成界面层;
在所述开口的侧壁表面和所述开口底部的界面层表面形成栅介质层;
在所述栅介质层内掺杂逆反应离子;
在所述栅介质层表面形成填充满所述开口的栅极层。
2. 如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述栅介质层和栅极层的形成工艺包括:在所述介质层表面、开口的侧壁表面和界面层表面形成栅介质膜;在所述栅介质膜表面形成栅极膜,所述栅极膜填充满所述开口;平坦化所述栅极膜和栅介质膜,直至暴露出所述介质层表面为止,形成所述栅介质层和栅极层。
3. 如权利要求2所述的晶体管的形成方法,其特征在于,在所述栅介质层内掺杂逆反应离子的工艺包括:在形成所述栅极膜之前,采用离子注入工艺、等离子体掺杂工艺或原位掺杂工艺在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子。
4. 如权利要求3所述的晶体管的形成方法,其特征在于,在所述栅介质层内掺杂逆反应离子的工艺还包括:采用离子注入工艺、等离子体掺杂工艺或原位掺杂工艺在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子之前或之后,对所述栅介质层进行热处理。
5. 如权利要求4所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述热处理工艺为激光退火、快速热退火、尖峰退火、形成气体退火或高压退火;所述激光退火工艺的温度大于1000℃;所述快速热退火或尖峰退火的温度为500℃~800℃;形成气体退火的温度大于400℃。
6. 如权利要求2所述的晶体管的形成方法,其特征在于,还包括:在形成所述栅极膜之前,在所述栅介质膜表面形成覆盖膜,在所述覆盖膜表面形成 栅极膜;平坦化所述栅极膜、覆盖膜和栅介质膜,直至暴露出所述介质层表面为止,在栅极层和栅介质层之间形成覆盖层。
7. 如权利要求6所述的晶体管的形成方法,其特征在于,在所述覆盖膜内掺杂逆反应离子;在所述覆盖膜内掺杂逆反应离子的工艺为离子注入工艺或原位掺杂工艺。
8. 如权利要求6所述的晶体管的形成方法,其特征在于,还包括:在形成所述覆盖膜之后,在所述覆盖膜表面形成阻挡膜,在所述阻挡膜表面形成栅极膜;平坦化所述栅极膜、阻挡膜、覆盖膜和栅介质膜,直至暴露出所述介质层表面为止,在栅极层和覆盖层之间形成阻挡层。
9. 如权利要求8所述的晶体管的形成方法,其特征在于,在所述阻挡膜内掺杂逆反应离子;在所述覆盖膜内掺杂逆反应离子的工艺为离子注入工艺或原位掺杂工艺。
10. 如权利要求1、7或9所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述逆反应离子包括硅离子、钛离子、镧离子、铝离子中的一种或多种。
11. 如权利要求1、7或9所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述逆反应离子的掺杂浓度为1E12atom/cm3~1E21atom/cm3。
12. 如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述界面层的材料为氧化硅或氮氧化硅;所述界面层的厚度为5埃~10埃;所述界面层的形成包括热氧化工艺、氮化氧化工艺、化学氧化工艺、化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
13. 如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述衬底包括第一区域和第二区域,所述第一区域和第二区域的衬底表面均具有伪栅极层。
14. 如权利要求13所述的晶体管的形成方法,其特征在于,还包括:在形成栅极层之前,在第一区域的栅介质层上形成第一功函数层;在形成栅极层之前,在第二区域的栅介质层上形成第二功函数层;在所述第一功函数层和第二功函数层表面形成栅极层。
15. 如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,还包括:在所述衬 底和伪栅极层之间形成伪栅介质层;在去除伪栅极层之后,去除开口底部的伪栅介质层。
16. 如权利要求15所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述伪栅介质层的材料为氧化硅;所述伪栅介质层的形成工艺为热氧化工艺、原位蒸汽生成氧化工艺、化学气相沉积工艺;所述伪栅介质层的厚度为5埃~100埃。
17. 如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,还包括:在所述伪栅极层的侧壁表面形成侧墙,所述介质层覆盖于所述侧墙表面;所述侧墙的材料为SiN、SiON、SiOCN、SiOBN中的一种或多种组合;所述侧墙的形成工艺包括化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺;所述侧墙的厚度为20埃~200埃。
18. 如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,还包括:在所述介质层与所述伪栅极层和衬底之间形成停止层;所述停止层的材料与介质层的材料不同;所述停止层的材料为SiN、SiON、SiOCN、SiOBN中的一种或多种组合;所述停止层的形成工艺包括化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺;所述停止层的厚度为10埃~200埃。
19. 如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述栅介质层的厚度为10埃~50埃;所述栅介质层的材料为高K介质材料。
20. 如权利要求1所述的晶体管的形成方法,其特征在于,所述栅极层的为金属,所述金属为铜、钨或铝;在形成所述栅极层之后,进行热处理工艺,所述热处理工艺包括形成气体退火;所述形成气体退火工艺的温度大于400℃,气体包括氮气、氢气中的一种或两种。”
驳回决定引用了以下对比文件:
对比文件1:CN 103928326A,公开日:2014年07月16日;
对比文件2:CN 102201435A,公开日:2011年09月28日。
驳回决定的具体理由是:独立权利要求1和对比文件1的区别在于:在形成栅介质层之后、形成栅极层之前,在栅介质层内掺杂逆反应离子。对比文件2公开了上述区别技术特征,且给出了技术启示。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。从属权利要求2-20的附加技术特征或者被对比文件1、 2公开,或者是本领域的公知常识,因此权利要求2-20也不具备专利法第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2019年03月14日向国家知识产权局提出了复审请求,并提交了权利要求书的全文修改替换页,共包括权利要求第1-18项。其中,在驳回决定所针对的权利要求书的基础上,将权利要求1中的技术特征“在所述开口的侧壁表面和所述开口底部的界面层表面形成栅介质层;在所述栅介质层内掺杂逆反应离子;在所述栅介质层表面形成填充满所述开口的栅极层”修改为“在所述介质层表面、开口的侧壁表面和界面层表面形成栅介质膜;对所述栅介质膜进行热处理;在对所述栅介质膜进行热处理之后,在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子;在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子之后,在所述栅介质膜表面形成栅极膜,所述栅极膜填充满所述开口;平坦化所述栅极膜和栅介质膜,直至暴露出所述介质层表面为止,形成所述栅介质层和栅极层”,删除从属权利要求2和4,对其他权利要求的编号和引用关系作了相应修改。
提出复审请求时新修改的权利要求1内容如下:
“1. 一种晶体管的形成方法,其特征在于,包括:
提供衬底,所述衬底表面具有伪栅极层,所述衬底表面具有介质层,所述介质层覆盖所述伪栅极层的侧壁表面,且所述介质层暴露出所述伪栅极层;
去除所述伪栅极层,在所述介质层内形成开口,所述开口底部暴露出衬底表面;
在所述开口底部的衬底表面形成界面层;
在所述介质层表面、开口的侧壁表面和界面层表面形成栅介质膜;
对所述栅介质膜进行热处理;
在对所述栅介质膜进行热处理之后,在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子;
在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子之后,在所述栅介质膜表面形成栅极膜,所述栅极膜填充满所述开口;
平坦化所述栅极膜和栅介质膜,直至暴露出所述介质层表面为止,形成所述栅介质层和栅极层。”
复审请求人认为:(A).修改后权利要求1相对于对比文件1具备以下区别技术特征:(1)对所述栅介质膜进行热处理;(2)在对所述栅介质膜进行热处理之后,在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子;(3)在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子之后,在所述栅介质膜表面形成栅极膜,所述栅极膜填充满所述开口。(B).对比文件2并未公开在形成离子调节层42之前进行“热制程”,且在对比文件2中,“注入金属离子”的目的包括“半导体结构”的功函数调节,由于“功函数层”对于所选材料的限制,所述注入离子调节层42内所注入的离子的选择有限,同时基于“功函数层”的功能和特点可知,所述注入离子调节层42需要位于栅介质层20上并且所述注入离子调节层42需要保证与衬底1之间具有足够大的距离,否则将导致“功函数层”对于功函数调剂的能力发生偏差,且容易导致衬底1和后续形成的金属栅电极层30之间发生隧穿。因此,对比文件2的技术方案中所注入的金属离子不能直接与界面层10直接接触,则对比文件2并不具有直接在栅介质层20内掺杂均匀分布的金属离子,以形成注入离子调节层42的技术启示。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年03月19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。
实质审查部门在前置审查意见书中认为:权利要求相对于对比文件1,2以及本领域公知常识的结合不具备创造性,因而坚持驳回决定。
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08月21向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-18相对于对比文件1,2和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。对于复审请求人的意见,合议组认为:形成栅极膜后对其进行热处理是本领域的公知常识;对比文件2给出了在栅介质层中注入离子从而减小等效栅氧的技术启示;离子注入位置并未记载在权利要求中,另外在对比文件2的基础上选择具体的注入深度也是本领域的常规选择;注入的离子种类是在对比文件基础上的常规选择。
复审请求人于2019年09月25提交了意见陈述书,并提交了权利要求书的全文修改替换页,共包括权利要求第1-18项。其中,在复审通知书所针对的权利要求的基础上将权利要求1中的“对所述栅介质膜进行热处理;在对所述栅介质膜进行热处理之后,在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子”修改为“在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子;在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子之前进行热处理,用于使所述逆反应离子在栅介质膜内分布更均匀”。
答复复审通知书时新修改的权利要求1内容如下:
“1. 一种晶体管的形成方法,其特征在于,包括:
提供衬底,所述衬底表面具有伪栅极层,所述衬底表面具有介质层,所述介质层覆盖所述伪栅极层的侧壁表面,且所述介质层暴露出所述伪栅极层;
去除所述伪栅极层,在所述介质层内形成开口,所述开口底部暴露出衬底表面;
在所述开口底部的衬底表面形成界面层;
在所述介质层表面、开口的侧壁表面和界面层表面形成栅介质膜;
在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子;
在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子之前进行热处理,用于使所述逆反应离子在栅介质膜内分布更均匀;
在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子之后,在所述栅介质膜表面形成栅极膜,所述栅极膜填充满所述开口;
平坦化所述栅极膜和栅介质膜,直至暴露出所述介质层表面为止,形成所述栅介质层和栅极层。”
复审请求人认为:
权利要求1的技术方案相对于对比文件1,至少包括区别技术特征:(1)在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子之前进行热处理,用于使所述逆反应离子在栅介质膜内分布更均匀;(2)平坦化所述栅极膜和栅介质膜,直至暴露出所述介质层表面为止,形成所述栅介质层和栅极层。本申请通过“在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子之前进行热处理,用于使所述逆反应离子在栅介质膜内分布更均匀”的技术手段,解决了“提高逆反应离子自界面层内拉取氧离子的能力,有利于进一步降低界面层内的含氧量以提高界面层的介电常数,以此降低晶体管的阈值电压”的技术问题。
现有技术中“在形成栅极膜后对其进行热处理”的作用与本申请技术方案中的“热处理”的作用不同:一方面,现有技术中热处理是在形成栅极膜之后进行的,而非“在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子之前进行”的。另一方面,现有技术中的热处理是用于降低界面态密度,改善的是器件表面的迁移率变化,因此,所述热处理的作用是改善膜层界面质量,而并非用于提高膜层内部的离子扩散能力。
对比文件2不具有应用区别技术特征的技术启示:首先,对比文件2中注入的金属离子作用与本申请中“掺杂逆反应离子”的作用不同,对比文件2中注入金属离子的作用是调节晶体管栅极的功函数,而本申请技术方案中的“逆反应离子”的作用是自“界面层”内吸附氧离子;其次,对比文件2中注入的金属离子的位置与本申请中“掺杂逆反应离子”不同,基于对比文件2中注入金属离子的目的与本申请中“掺杂逆反应离子”的不同目的,对比文件2中金属离子到界面层的距离大于本申请中“逆反应离子”到界面层的距离。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人于2019年09月25日提交了权利要求书的全文修改替换页(共包括权利要求第1-18项)。经审查,上述修改符合专利法实施细则第61条第1款及专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所针对的审查文本为:申请日2014年09月26日提交的说明书第1-19页,说明书附图第1-6页,说明书摘要和摘要附图;2019年09月25日提交的权利要求第1-18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相对于最接近的现有技术具有区别技术特征,其中区别技术特征的一部分在另一篇对比文件中公开且给出了技术启示,其余部分区别技术特征为本领域的公知常识,则该权利要求对于本领域技术人员是显而易见的,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN 103928326A,公开日:2014年07月16日;
对比文件2:CN 102201435A,公开日:2011年09月28日。
2-1.权利要求1请求保护一种晶体管的形成方法,对比文件1公开了一种晶体管的形成方法,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第[0048]-[0069]段,附图1-8):提供衬底300,所述衬底300表面具有伪栅极301(相当于伪栅极层),所述衬底300表面具有层间介质层302,所述层间介质层302覆盖所述伪栅极301的侧壁表面,且所述层间介质层302暴露出所述伪栅极301;去除所述伪栅极301,在所述层间介质层302内形成第一沟槽303(相当于开口),所述第一沟槽303底部暴露出衬底300表面;在所述第一沟槽303底部的衬底300表面形成界面层304;在所述层间介质层302表面、第一沟槽303的侧壁表面和界面层304表面形成高K栅介质层305;在所述高K栅介质层305表面形成填充满所述第一沟槽303的栅极309(相当于栅极膜)。
该权利要求的技术方案与对比文件1相比,区别技术特征是:(1)在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子; 在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子之前进行热处理,用于使所述逆反应离子在栅介质膜内分布更均匀;(2)平坦化所述栅极膜和栅介质膜,直至暴露出所述介质层表面为止,形成所述栅介质层和栅极层。
基于区别技术特征(1),本申请实际解决的技术问题是:减小等效氧化物厚度。对比文件2公开了一种晶体管的形成方法,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第[0037]-[0042]、[0070]-[0077]段,附图2、13):提供衬底1,在所述衬底1上依次形成界面层10、栅介质层20;向栅介质层20中注入金属离子(相当于逆反应离子)以形成注入离子调节层42;在所述栅介质层20表面形成金属栅电极层30(相当于栅极层)。其作用和在本申请中的作用相同,都是减小等效氧化物厚度。即对比文件2给出了通过对栅介质进行离子注入以减小等效氧化物厚度的技术启示。而且为了降低缺陷在栅介质膜沉积后对其进行热处理是本领域的公知常识,退火降低了缺陷之后有利于对栅介质膜的掺杂更加均匀地分布。
对于区别技术特征(2),对比文件1还公开了如下技术特征(参见说明书第[0059]段,附图1-8):在层间介质层302表面、第一沟槽303的侧壁表面和界面层304表面形成高K介质层(相当于栅介质膜),化学机械抛光或回刻工艺去除高出层间介质层302的高K介质层,直至暴露出所述层间介质层302表面为止,形成所述高K栅介质层305。对本领域技术人员来说,具体选用在栅介质膜表面形成栅极膜,使得栅极膜填充满开口,随后在平坦化栅介质膜的同时也平坦化栅极膜,直至暴露出介质层表面为止,以形成栅极层,是本领域的惯用手段,属于公知常识。
综上所述,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域公知常识得到该权利要求请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此,该权利要求所不具有突出的实质性特点,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-2.权利要求2对权利要求1作了进一步限定。对比文件2公开了(参见说明书第[0070]-[0077]段,附图2、13):在形成金属栅电极层30(相当于栅极层)之前,向栅介质层20中注入金属离子(相当于逆反应离子)以形成注入离子调节层42(相当于采用离子注入工艺在所述栅介质膜内掺杂逆反应离子)。等离子体掺杂和原位掺杂工艺是本领域常规的掺杂方式,选择上述掺杂方式也是本领域技术人员的常规选择。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-3.权利要求3对权利要求1作了进一步限定。对本领域技术人员来说,具体选用激光退火、快速热退火、尖峰退火、形成气体退火或高压退火,是本领域的惯用手段;进一步,根据掺杂的逆反应离子的种类、剂量等,选择合适的激光退火工艺的温度、快速热退火或尖峰退火的温度和形成气体退火的温度,属于本领域技术人员的常规设计范畴。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求所要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-4.权利要求4对权利要求1作了进一步限定。对比文件1还公开了(参见说明书第[0058]-[0059]段,附图1-8):在形成栅极309之前,在所述高K介质层305表面形成氮化钛材料层306(相当于覆盖膜),采用化学机械抛光或回刻工艺去除高出层间介质层302的高K介质层、氮化钛材料层,直至暴露出所述层间介质层302表面为止,形成氮化钛层306(相当于覆盖层)。对本领域技术人员来说,在覆盖层表面形成栅极膜,之后再平坦化栅极膜、覆盖膜和栅介质膜,是本领域的惯用手段。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-5.权利要求5对权利要求4作了进一步限定,对比文件1还公开了(参见说明书第[0061]-[0062]段,附图1-8):对氮化钛层306进行吸氧物质掺杂(相当于在所述覆盖膜内掺杂逆反应离子);对氮化钛层306进行吸氧物质掺杂的方法,可以选择物理气相沉积(PVD)法,例如溅射法、离子镀等(即原位掺杂)。而离子注入工艺也是本领域惯用的掺杂方法,选择离子注入工艺是本领域的常规选择。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-6.权利要求6对权利要求4作了进一步限定。对本领域技术人员来说,在形成覆盖膜之后在所述覆盖膜表面形成阻挡膜,并在所述阻挡膜表面形成栅极膜;随后平坦化所述栅极膜、阻挡膜、覆盖膜和栅介质膜,直至暴露出所述介质层表面为止,在栅极层和覆盖层之间形成阻挡层,是本领域的惯用手段,属于公知常识。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-7.权利要求7对权利要求6作了进一步限定。采用离子注入工艺或原位掺杂工艺在阻挡膜内掺杂逆反应离子是本领域的常规选择。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-8.权利要求8对权利要求1、5或7作了进一步限定,对比文件1还公开了(参见说明书第[0062]段,附图1-8):对氮化钛层306进行吸氧物质掺杂,吸氧物质为金属,包括铜、铁、钴、锌、锡或锰中的一种或多种。对比文件2还公开了(参见说明书第[0037]-[0042]段,附图2、13):所述注入离子调节层42中的金属离子为Er、Y、Gd中的一种或多种,向NMOS的半导体结构中注入的金属离子为功函数较低的金属,如镧系金属中的一种或几种。对本领域技术人员来说,具体选用硅离子、钛离子、镧离子、铝离子中的一种或多种作为逆反应离子是本领域技术人员的常规选择。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-9.权利要求9对权利要求1、5或7作了进一步限定,对比文件1还公开了如下技术特征(参见说明书第[0062]段,附图1-8):在氮化钛层306中的吸氧物质的质量浓度范围为0.01%~10%。对本领域技术人员来说,根据需要设置逆反应离子合适的掺杂浓度是本领域的常规选择。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-10.权利要求10对权利要求1作了进一步限定,对比文件1还公开了(参见说明书第[0056]段,附图1-8):界面层304为氧化硅层,形成氧化硅层304的方法包括热氧化生长法或化学气相沉积。另外,氮氧化硅也是本领域惯用的界面层材料。而界面层的形成工艺属于本领域的常规设计范畴。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-11.权利要求11对权利要求1作了进一步限定,对本领域技术人员来说,具体设置第一衬底包括第一区域和第二区域,且第一区域和第二区域的衬底表面均具有伪栅极层,是根据实际需求的常规选择。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-12.权利要求12对权利要求11作了进一步限定,对本领域技术人员来说,设置在形成栅极层之前在第一区域的栅介质层上形成第一功函数层、在第二区域的栅介质层上形成第二功函数层,随后在所述第一功函数层和第二功函数层表面形成栅极层,以调节晶体管的阈值电压,是本领域的惯用手段,属于公知常识。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-13.权利要求13对权利要求1作了进一步限定,对本领域技术人员来说,在衬底和伪栅极层之间形成伪栅介质层;在去除伪栅极层之后去除开口底部的伪栅介质层,是本领域的惯用手段,属于公知常识。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-14.权利要求14对权利要求13作了进一步限定,对本领域技术人员来说,选择伪栅介质层的材料为氧化硅;并选用热氧化工艺、原位蒸汽生成氧化工艺、化学气相沉积工艺来形成伪栅介质层,根据需要设置伪栅介质层为一合适的厚度,是本领域的惯用手段,属于公知常识。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-15.权利要求15对权利要求1作了进一步限定。对本领域技术人员来说,在伪栅极层的侧壁表面形成侧墙,并设置介质层覆盖于侧墙表面,是本领域的惯用手段,进一步,选用SiN、SiON、SiOCN、SiOBN中的一种或多种组合为侧墙、并选择化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺来形成侧墙、设置侧墙为一合适的厚度,是本领域的惯用手段,属于公知常识。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-16.权利要求16对权利要求1作了进一步限定。对本领域技术人员来说,在介质层与伪栅极层和衬底之间形成停止层,是本领域的惯用手段,进一步,选择SiN、SiON、SiOCN、SiOBN中的一种或多种组合作为停止层,并设置停止层与介质层的材料不同,且选用化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺来形成停止层,设置停止层为一合适的厚度,是本领域的惯用手段,属于公知常识。由此可知,因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-17.权利要求17对权利要求1作了进一步限定,对比文件1还公开了特征(参见说明书第[0059]段,附图1-8):高K栅介质层305。对本领域技术人员来说,根据需要设置栅介质层为一合适的厚度,是本领域的惯用手段,属于公知常识。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2-18.权利要求18对权利要求1作了进一步限定,对比文件1还公开了如下技术特征(参见说明书第[0068]段,附图1-8):栅极309的材料可以为金属,包括Al、Cu、W。对本领域技术人员来说,在形成栅极层之后采用形成气体退火进行热处理工艺,是本领域的惯用手段,进一步,设置形成气体退火工艺的合适温度,并选用气体包括氮气、氢气中的一种或两种,是本领域的惯用手段,属于公知常识。因此在其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见
对于复审请求人在答复复审通知书时的意见陈述,合议组认为:
对于区别(1),首先,对比文件2中注入金属离子的作用有两个:实现功函数的调节,同时能够减薄界面层,减小EOT(参见说明书第[0020]段)。对比文件2中明确记载了(参见说明书第[0020]、[0037] 、[0042]段):“注入离子调节层形成于栅介质层的顶部”,“由于注入离子调节层中金属原子与氧的结合能力高于栅介质层中原子与氧的结合能力,而栅介质层中原子与氧的结合能力高于界面层中原子与氧的结合能力,因此,氧原子从界面层迁移至栅介质层,而栅介质层中的氧原子迁移至注入离子调节层,形成注入离子的氧化物,从而减薄界面层”。由此可见,对比文件2中注入离子的作用之一和本申请相同,都是自界面层吸附氧离子从而减薄界面层,对比文件2给出了在栅介质层中注入离子从而减小等效栅氧的技术启示,实现功函数的调节并不影响给出减小等效栅氧的技术启示。
其次,在形成高K栅极膜后对其进行热处理是以消除膜内缺陷,提高膜质量是本领域公知常识(参见《凝聚态物理专题》,徐慧编著,第359-363页,长沙:中南大学出版社,2009年07月,公开了:为了抑制退化,高K栅介质膜需要低的缺陷态密度…对高K栅介质膜退火能够提高界面质量,降低界面态密度;《材料科学与工程国际前沿》,第91页,2003年02月,公开了:沉积高K栅介质后对其进行快速热退火处理;《半导体集成电路制造技术》,张亚非等编著,第325页,2006年06月,公开了:退火有助于降低高K栅介质材料ZrO2的陷阱密度)。在对比文件2的启示下在对比文件1的栅介质层中注入离子以减小等效栅氧时,为了消除高K栅极膜中的缺陷而进行的退火自然在形成栅介质膜之后,离子注入之前,消除了缺陷后进行掺杂可以使得杂质能够分布地更加均匀。
另外,至于注入位置的问题,首先,目前的权利要求中并未记载逆反应离子的注入深度,是否和界面层直接接触,因此无法将其和对比文件2相区别;其次,本申请说明书中记载了(参见说明书第[0085]段)“在栅介质膜207内掺杂逆反应离子之前进行热处理工艺”时,“所述热处理工艺用于消除所述栅介质膜207内的缺陷,使得所述逆反应离子在栅介质膜207内的分布更均匀,对于拉取界面层206内的氧离子更有利”,然而,从上述记载仅能得到注入的离子在注入区域更均匀,并不能得到离子均匀分布在整个栅介质层中,即本申请说明书中并未记载逆反应离子在栅介质层中的注入深度,以及是否和界面层直接接触,因此说明书中记载的技术方案也无法和对比文件2相区别;再次,对比文件2中披露了注入深度对等效氧化层厚度的影响,并明确记载了“上述图4至图7所示的实施例仅为示意性的例子,并不用于限制本发明,本领域技术人员可以根据实际需要改变金属离子的注入深度”(参见说明书第[0047]-[0052]段,附图4-7)。由此本领域技术人员有动机根据实际需求选择具体的注入深度。
对于区别(2),对比文件1还公开了如下技术特征(参见说明书第[0059]段,附图1-8):在层间介质层302表面、第一沟槽303的侧壁表面和界面层304表面形成高K介质层(相当于栅介质膜),化学机械抛光或回刻工艺去除高出层间介质层302的高K介质层,直至暴露出所述层间介质层302表面为止,形成所述高K栅介质层305。对本领域技术人员来说,具体选用在栅介质膜表面形成栅极膜,使得栅极膜填充满开口,随后在平坦化栅介质膜的同时也平坦化栅极膜,直至暴露出介质层表面为止,以形成栅极层,是本领域的惯用手段,属于公知常识。
综上所述,复审请求人的意见陈述不具有说服力,合议组不予支持。
基于以上事实和理由,合议组现依法作出以下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年12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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