專利名稱：應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及采用了應(yīng)變記憶技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制造 方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件尤其MOS器件中，提高場效應(yīng)晶體管的開關(guān)頻率的一種主要方法是 提高驅(qū)動電流，而提高驅(qū)動電流的主要途徑是提高載流子遷移率?，F(xiàn)有一種提高場效應(yīng)晶 體管載流子遷移率的技術(shù)是應(yīng)變記憶技術(shù)(Stress Memorization Technique，簡稱SMT)， 通過在場效應(yīng)晶體管的溝道區(qū)域形成穩(wěn)定應(yīng)力，提高溝道中的載流子遷移率。通常拉伸 應(yīng)力可以使得溝道區(qū)域中的分子排列更加疏松，從而提高電子的遷移率，適用于NMOS晶體 管；而壓縮應(yīng)力使得溝道區(qū)域內(nèi)的分子排布更加緊密，有助于提高空穴的遷移率，適用于 PMOS晶體管。所述應(yīng)變記憶技術(shù)SMT具體包括采用S/D退火工藝，使得應(yīng)力頂蓋層(Activation Capping Layer，簡稱ACL)底部的多晶硅柵極再結(jié)晶，使得應(yīng)力頂蓋層ACL所誘發(fā)的應(yīng)力， 記憶于MOS器件中，致使MOS器件的電性能改善6 10 %。而針對PMOS晶體管以及NMOS 晶體管對不同應(yīng)力的要求，還可以在MOS器件上進(jìn)行選擇性的局部應(yīng)變，達(dá)到提高M(jìn)OS器件 的電性能的目的。見Chien-Hao Chen 等人發(fā)表的論文"Stress Memorization Technique (SMT) by Selectively Strained-Nitride Capping for Sub-65nm High-performance Strained-Si Device Application，，(出 自 2004 年"Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers”)，介紹了一種典型的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件的制造工藝，剖面示 意圖如圖1至圖6所示。如圖1所示，首先提供半導(dǎo)體基底10，在半導(dǎo)體基底10上形成NMOS晶體管m以 及PMOS晶體管N2，且NMOS晶體管附與PMOS晶體管N2之間通過淺溝槽11相隔離。如圖2所示，在所述NMOS晶體管m以及PMOS晶體管N2的表面形成應(yīng)力頂蓋層 101，所述應(yīng)力頂蓋層101的材質(zhì)可以為SiN，可以通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積(TDCVD)或者等 離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成。通過改變所述化學(xué)氣相沉積的參數(shù)，可以調(diào)節(jié)應(yīng)力 頂蓋層101對底部晶體管所誘發(fā)的應(yīng)力類型以及應(yīng)力大小。假設(shè)，所述應(yīng)力頂蓋層101提 供拉伸應(yīng)力，從而對NMOS晶體管m產(chǎn)生有益影響。如圖3所示，使用掩膜進(jìn)行刻蝕，選擇性地去除所述PMOS晶體管N2表面的應(yīng)力頂 蓋層101，而保留位于NMOS晶體管m表面的部分應(yīng)力頂蓋層101 ；然后對晶體管的柵極以 及源、漏區(qū)域進(jìn)行熱退火。在上述退火過程中，由于僅有NMOS晶體管m表面存在應(yīng)力頂蓋層101，因此退火 后，應(yīng)力頂蓋層101所誘發(fā)的拉伸應(yīng)力，將被保留在NMOS晶體管m中，從而提高了 NMOS晶 體管m溝道區(qū)的載流子遷移率。如圖4所示，去除應(yīng)力頂蓋層101，對NMOS晶體管附以及PMOS晶體管N2進(jìn)行后端硅化工藝，形成金屬硅化物層201，用于后續(xù)工藝形成接觸孔并引出互連線，降低接觸電 阻。如圖5所示，在NMOS晶體管m以及PMOS晶體管N2的表面形成刻蝕阻擋層102。所 述刻蝕阻擋層102的材質(zhì)也可以為SiN，可以通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積(Thermally-Driven CVD, TDCVD)或者等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhance CVD, PECVD)形成。除了在 后續(xù)工藝形成接觸孔的過程中起到刻蝕阻擋的作用，另一方面也起到誘發(fā)晶體管應(yīng)力的作 用。所述刻蝕阻擋層102的應(yīng)力類型與應(yīng)力頂蓋層101相同，使得產(chǎn)生的應(yīng)力效果疊加，進(jìn) 一步提高器件的電性能。如圖6所示，在所述刻蝕阻擋層102的表面形成金屬前介質(zhì)層202。后續(xù)工藝中， 在金屬前介質(zhì)層202中形成接觸孔203，引出半導(dǎo)體器件的有源區(qū)互連線?，F(xiàn)有技術(shù)中存在如下問題刻蝕阻擋層102的厚度如果過厚，會使得相鄰晶體管 的柵極之間間隙的深寬比變大，導(dǎo)致在刻蝕阻擋層102表面沉積金屬前介質(zhì)層202時(shí)，容易 在相鄰晶體管的柵極之間底部形成空隙。因此為了保證良品率，所述刻蝕阻擋層102的厚 度應(yīng)當(dāng)盡可能小，然而單純減薄刻蝕阻擋層102的厚度會直接減弱相應(yīng)場效應(yīng)晶體管上所 誘發(fā)的應(yīng)力效果，造成半導(dǎo)體器件的電性能下降。因此迫切需要改進(jìn)現(xiàn)有的應(yīng)變記憶作用 的半導(dǎo)體器件制造方法，解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，能夠在沉積 金屬前介質(zhì)層時(shí)，避免相鄰晶體管的柵極之間底部形成空隙，另一方面對晶體管產(chǎn)生良好 的應(yīng)力效果，以保證半導(dǎo)體器件的電性能。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，包 括提供半導(dǎo)體基底，在半導(dǎo)體基底上形成場效應(yīng)晶體管；在所述場效應(yīng)晶體管的表面形成照射阻擋層；在所述照射阻擋層的表面形成應(yīng)力頂蓋層，并使用紫外線照射所述應(yīng)力頂蓋層；對所述場效應(yīng)晶體管的有源區(qū)進(jìn)行熱退火；去除所述應(yīng)力頂蓋層；在場效應(yīng)晶體管表面形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層的誘發(fā)應(yīng)力類型與應(yīng)力頂 蓋層相同；在刻蝕阻擋層的表面形成金屬前介質(zhì)層，在所述金屬前介質(zhì)層以及刻蝕阻擋層中 制作接觸孔，引出有源區(qū)互連線。作為可選方案，所述在半導(dǎo)體基底上相鄰場效應(yīng)晶體管的柵極之間間距不小于
ιοοοΑ。作為可選方案，所述照射阻擋層的材質(zhì)為SiO2，通過化學(xué)氣相沉積或者高溫?zé)嵫?化沉積形成，厚度不大于100人,具體范圍為50A 100人。作為可選方案，所述應(yīng)力頂蓋層的材質(zhì)為SiN，通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積或等離子 增強(qiáng)氣相沉積形成，厚度不小于400人,具體范圍為400人~1000入。作為可選方案，所述使用紫外線照射應(yīng)力頂蓋層的工藝參數(shù)為采用波長范圍為320 400nm的紫外線，照射時(shí)溫度升至350-480C，照射2-7min，應(yīng)力頂蓋層的誘發(fā)應(yīng)力大 小為 1. 2GPa 1. 7GPa。作為可選方案，在所述熱退火前還包括根據(jù)應(yīng)力類型選擇性去除場效應(yīng)晶體管表 面的應(yīng)力頂蓋層的步驟。作為可選方案，在所述形成刻蝕阻擋層前還包括進(jìn)行后端硅化工藝的步驟，在場 效應(yīng)晶體管的有源區(qū)表面形成金屬硅化物層。作為可選方案，所述刻蝕阻擋層的材質(zhì)為SiN，通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積或者 等離子增強(qiáng)氣相沉積形成，厚度不小于300A，具體范圍為300人 800A,誘發(fā)應(yīng)力大小為 1. OGPa 1. 7GPa ；作為可選方案，在場效應(yīng)晶體管表面形成刻蝕阻擋層后，相鄰晶體管的柵極之間 所保留的間距為150人 300人；作為可選方案，所述金屬前介質(zhì)層的材質(zhì)為SiO2，通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積或者 等離子增強(qiáng)氣相沉積形成，厚度范圍為2000A 3000A。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過使用紫外線照射應(yīng)力頂蓋層增強(qiáng)其誘發(fā)應(yīng)力的效 果，從而能夠適當(dāng)減薄刻蝕阻擋層的厚度。一方面可以保持半導(dǎo)體器件良好的電性能，另一 方面解決了晶體管的相鄰柵極之間沉積金屬前介質(zhì)層時(shí)容易形成空隙的問題。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其他目 的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。附圖中與現(xiàn)有技術(shù)相同的部件使用了相同的附圖標(biāo)記。附圖 并未按比例繪制，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。在附圖中為清楚起見，放大了層和區(qū)域的尺 寸。圖1至圖6是現(xiàn)有的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造工藝示意圖；圖7是本發(fā)明所述應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法流程圖；圖8至圖18是本發(fā)明所述應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造工藝一個(gè)具體實(shí)施例 示意圖。
具體實(shí)施例方式從背景技術(shù)可知，在應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造工藝中，如果晶體管表面形 成過厚的刻蝕阻擋層，在沉積金屬前介質(zhì)層PMD時(shí)，容易使得相鄰晶體管的柵極之間底部 形成空隙；而僅減薄刻蝕阻擋層造成表面誘發(fā)應(yīng)力下降，又會影響半導(dǎo)體器件的電性能。本 發(fā)明在盡可能減薄所述刻蝕阻擋層的同時(shí)，提高了前續(xù)應(yīng)變記憶制程中提供的應(yīng)力效果， 從而平衡半導(dǎo)體器件由于減薄刻蝕阻擋層所帶來的電性能損失。如圖7所示，本發(fā)明所述應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，基本流程包括Si、提供半導(dǎo)體基底，在半導(dǎo)體基底上形成場效應(yīng)晶體管。所述場效應(yīng)晶體管包括 NMOS晶體管以及PMOS晶體管，兩者之間通過淺溝槽相隔離。S2、在所述場效應(yīng)晶體管的表面形成照射阻擋層。所述照射阻擋層的材質(zhì)可以為 SiO2，可以通過化學(xué)氣相沉積CVD或者高溫?zé)嵫趸练e形成。S3、在所述照射阻擋層的表面沉積應(yīng)力頂蓋層。所述應(yīng)力頂蓋層ACL材質(zhì)可以是SiN，可以通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積TDCVD或者等離子增強(qiáng)氣相沉積PECVD形成，并通過調(diào) 節(jié)沉積的工藝參數(shù)調(diào)整應(yīng)力頂蓋層的誘發(fā)應(yīng)力類型以及應(yīng)力大小。S4、使用紫外線照射所述應(yīng)力頂蓋層，增強(qiáng)應(yīng)力頂蓋層誘發(fā)應(yīng)力的效果。S5、對所述場效應(yīng)晶體管的有源區(qū)，如柵極以及源、漏等區(qū)域進(jìn)行熱退火。作為可選方案，在退火前還包括根據(jù)應(yīng)力類型選擇性去除場效應(yīng)晶體管表面的應(yīng) 力頂蓋層的步驟，例如如果應(yīng)力頂蓋層誘發(fā)的應(yīng)力類型為拉伸應(yīng)力，需要去除應(yīng)力頂蓋層 位于PMOS晶體管表面的部分，而保留位于NMOS晶體管表面的部分；如果應(yīng)力頂蓋層誘發(fā) 的應(yīng)力類型為壓縮應(yīng)力，則需要去除應(yīng)力頂蓋層位于NMOS晶體管表面的部分，而保留位于 PMOS晶體管表面的部分。S6、去除所述應(yīng)力頂蓋層，并進(jìn)行后端硅化工藝，在場效應(yīng)晶體管的有源區(qū)即柵極 以及源、漏區(qū)的表面形成金屬硅化物層。S7、在已進(jìn)行后端硅化工藝的場效應(yīng)晶體管表面形成刻蝕阻擋層CESL，所述刻蝕 阻擋層CESL的誘發(fā)應(yīng)力類型與應(yīng)力頂蓋層相同，材質(zhì)可以是SiN，厚度較薄，使得場效應(yīng)晶 體管相鄰柵極之間的保留足夠間距，可以通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積TDCVD或者等離子增強(qiáng) 氣相沉積PECVD形成，并通過調(diào)節(jié)沉積的工藝參數(shù)調(diào)整刻蝕阻擋層CESL的誘發(fā)應(yīng)力類型以 及應(yīng)力大小。S8、在所述刻蝕阻擋層CESL的表面形成金屬前介質(zhì)層PMD ；然后在金屬前介質(zhì)層 PMD中形成接觸孔，引出場效應(yīng)晶體管的有源區(qū)互連線。作為可選方案，所述金屬前介質(zhì)層 PMD的材質(zhì)可以是SiO2，可以通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積TDCVD或者等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉 積PECVD形成，進(jìn)一步降低沉積時(shí)在場效應(yīng)晶體管的柵極之間底部形成空隙的可能性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述制造方法中，通過紫外線照射應(yīng)力頂蓋層ACL，增強(qiáng)誘發(fā) 應(yīng)力的效果，使得退火后場效應(yīng)晶體管所記憶的應(yīng)力增大，從而能夠適當(dāng)減薄刻蝕阻擋層 CESL的厚度。因此本發(fā)明所提供的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件一方面可以保持良好的電性 能，另一方面解決在場效應(yīng)晶體管的柵極之間沉積金屬前介質(zhì)層時(shí)容易形成空隙的問題。下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。圖8至圖18為本發(fā)明所述應(yīng)變記 憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法一個(gè)具體實(shí)施例的工藝示意圖。如圖8所示，提供半導(dǎo)體基底10，在半導(dǎo)體基底10形成NMOS晶體管以及m以及 PMOS晶體管N2，所述NMOS晶體管附與PMOS晶體管N2之間通過淺溝槽11相隔離，其中柵 極之間間距不小于1000A。具體形成工藝與現(xiàn)有技術(shù)相同，可以采用常規(guī)的CMOS工藝制作圖8所示的器件結(jié) 構(gòu)。本實(shí)施例中，僅以形成一個(gè)NMOS晶體管m以及一個(gè)PMOS晶體管N2為例，并非對本發(fā) 明所述制造方法中的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)做出限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以將本發(fā)明所述制 造方法推及并應(yīng)用至其他結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件制造工藝中，特此說明。如圖9所示，在所述NMOS晶體管m以及PMOS晶體管N2的表面形成照射阻擋層 200。所述照射阻擋層200的材質(zhì)可以為SiO2，可以通過化學(xué)氣相沉積或者高溫?zé)嵫趸ㄐ?成。本實(shí)施例中，所述照射阻擋層200采用化學(xué)氣相沉積CVD形成，材質(zhì)為SiO2，厚度 不大于100A,優(yōu)選范圍為50A 100A。如圖10所示，在所述照射阻擋層200的表面形成應(yīng)力頂蓋層101，所述應(yīng)力頂蓋層101可以通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積(TDCVD)或者等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成。 通過改變所述化學(xué)氣相沉積的參數(shù)，可以調(diào)節(jié)應(yīng)力頂蓋層101對底部晶體管所誘發(fā)的應(yīng)力 類型以及應(yīng)力大小。本實(shí)施例中，所述應(yīng)力頂蓋層101的材質(zhì)為SiN，采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (PECVD)形成，厚度不小于400A,優(yōu)選范圍為400A IOOOA,應(yīng)力頂蓋層101所誘發(fā)的應(yīng)力 類型為拉伸應(yīng)力，因此能夠提高NMOS晶體管m中溝道區(qū)的載流子遷移率。如圖11所示，使用紫外線照射所述應(yīng)力頂蓋層101 (即UV Cure Process)，增強(qiáng)應(yīng) 力頂蓋層101的誘發(fā)應(yīng)力能力。本實(shí)施例中，采用波長范圍為紫外波段的光束照射應(yīng)力頂蓋層101，優(yōu)選的，采用 波長范圍為320 400nm的紫外線，照射時(shí)溫度升至350-480C，照射2-7min，使得所述應(yīng)力 頂蓋層101的誘發(fā)應(yīng)力達(dá)到1. 2GPa 1. 7GPa。而所述照射阻擋層200能夠保護(hù)NMOS晶體 管m以及PMOS晶體管N2，尤其保護(hù)柵極不受紫外線照射損傷。如圖12所示，使用掩膜對所述應(yīng)力頂蓋層101進(jìn)行選擇性刻蝕，然后對NMOS晶體 管m以及PMOS晶體管N2的有源區(qū)，即柵極以及源、漏等區(qū)域進(jìn)行熱退火。所述熱退火將 使得應(yīng)力頂蓋層101所誘發(fā)的應(yīng)力被記憶至相應(yīng)的場效應(yīng)晶體管中，以提高溝道區(qū)的載流 子遷移率。本實(shí)施例中，由于應(yīng)力頂蓋層101誘發(fā)應(yīng)力類型為拉伸應(yīng)力，僅對NMOS晶體管m 起到提高載流子遷移率的有益作用，因此所述選擇性刻蝕具體為去除PMOS晶體管N2表面 的應(yīng)力頂蓋層101，而保留位于NMOS晶體管m表面的部分應(yīng)力頂蓋層101 ；所述退火的參 數(shù)為溫度升至950-1100C、退火時(shí)間1. 5s-2. 5s。如圖13所示，去除剩余的應(yīng)力頂蓋層101。本實(shí)施例中，所述應(yīng)力頂蓋層101僅 剩NMOS晶體管m表面的部分，材質(zhì)為SiN，而在場效應(yīng)晶體管的表面還存在有照射阻擋層 200，且所述照射阻擋層200的材質(zhì)為SiO2,因此可以采用熱磷酸進(jìn)行選擇性濕法刻蝕，去除 應(yīng)力頂蓋層101，照射阻擋層200保護(hù)場效應(yīng)晶體管不被腐蝕。如圖14所示，去除照射阻擋層200，并進(jìn)行后端硅化工藝，在NMOS晶體管附以及 PMOS晶體管N2的有源區(qū)，如柵極以及源、漏區(qū)的表面形成金屬硅化物層201。作為可選方案，所述照射阻擋層200也可以保留部分，起到將各有源區(qū)表面隔離 絕緣的作用；所述金屬硅化物層201材質(zhì)可以是硅化鎢WSix,可以采用等離子摻雜形成。如圖15所示，在已進(jìn)行后端硅化工藝的NMOS晶體管以及PMOS晶體管的表面形成 刻蝕阻擋層102。所述刻蝕阻擋層102也起到誘發(fā)應(yīng)力的作用，且應(yīng)力類型與應(yīng)力頂蓋層 101相同，可以通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積TDCVD或者等離子增強(qiáng)氣相沉積PECVD形成，并通 過調(diào)節(jié)沉積的工藝參數(shù)調(diào)整刻蝕阻擋層102的誘發(fā)應(yīng)力類型以及應(yīng)力大小。本實(shí)施例中，所述刻蝕阻擋層102的材質(zhì)為SiN，通過等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 PECVD形成，厚度不小于300A,優(yōu)選范圍為300A 8.00A,使得NMOS晶體管m與PMOS晶 體管N2的柵極之間保留150人 300A的間距，誘發(fā)應(yīng)力類型為拉伸應(yīng)力，應(yīng)力大小約為 1. 0-1. 7GPa。如圖16所示，在所述刻蝕阻擋層102的表面形成金屬前介質(zhì)層202。本實(shí)施例中，所述金屬前介質(zhì)層202的材質(zhì)可以是SiO2,可以通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相 沉積TDCVD或者等離子增強(qiáng)氣相沉積PECVD形成，由于NMOS晶體管m與PMOS晶體管N2的柵極之間已保留足夠間距，因此進(jìn)一步降低了在NMOS晶體管m與PMOS晶體管N2的柵 極之間形成空隙的可能性，所述金屬前介質(zhì)層202的厚度范圍為2000Λ 3000Λ。如圖17所示，刻蝕所述金屬前介質(zhì)層202直至露出刻蝕阻擋層102，形成接觸孔 203，所述接觸孔203對準(zhǔn)各有源區(qū)表面的金屬硅化物層201。如圖18所示，刻蝕接觸孔203底部的刻蝕阻擋層102直至露出金屬硅化物層201， 然后向接觸孔203中填充互連金屬，形成互連線。本實(shí)施例中，所述刻蝕阻擋層102為SiN，而金屬前介質(zhì)層202為SiO2，故采用熱 磷酸刻蝕接觸孔203底部的刻蝕阻擋層102，所述互連線材質(zhì)可以是Cu或者Al，可以用化 學(xué)氣相沉積或者電鍍形成。上述實(shí)施例，僅以在應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件表面形成拉伸應(yīng)力，提高NMOS晶 體管W中載流子遷移率為例；如果需要形成壓縮應(yīng)力以提高PMOS晶體管N2中載流子遷移 率，其工藝制程僅需要改變應(yīng)力頂蓋層101以及刻蝕阻擋層102的應(yīng)力類型即可，具體的制 造流程類似，本發(fā)明領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易推得，此處不再贅述。進(jìn)一步的，將上述不同應(yīng)力類型的工藝制程相結(jié)合，對半導(dǎo)體器件上不同類型的 場效應(yīng)晶體管進(jìn)行局部的應(yīng)變記憶制程，然后再進(jìn)行后端硅化工藝，制作互連線，便可以提 升半導(dǎo)體器件的整體電性能。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域 技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的 保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，包括提供半導(dǎo)體基底，在半導(dǎo)體基底上形成場效應(yīng)晶體管；在所述場效應(yīng)晶體管的表面形成照射阻擋層；在所述照射阻擋層的表面形成應(yīng)力頂蓋層，并使用紫外線照射所述應(yīng)力頂蓋層；對所述場效應(yīng)晶體管的有源區(qū)進(jìn)行熱退火；去除所述應(yīng)力頂蓋層；在場效應(yīng)晶體管表面形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層的誘發(fā)應(yīng)力類型與應(yīng)力頂蓋層相同；在刻蝕阻擋層的表面形成金屬前介質(zhì)層，在所述金屬前介質(zhì)層以及刻蝕阻擋層中制作接觸孔，引出有源區(qū)互連線。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo) 體基底上，相鄰場效應(yīng)晶體管的柵極之間間距不小于ιοοοΑ。
3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述照射阻擋層的材質(zhì)為SiO2，通過化學(xué)氣相沉積或者高溫?zé)嵫趸练e形成，厚度不大于ιοοΑ。
4.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，照射阻擋 層的厚度范圍為50A 100人。
5.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述應(yīng)力 頂蓋層的材質(zhì)為SiN，通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積或者等離子增強(qiáng)氣相沉積形成，厚度不小于 400A。
6.如權(quán)利要求5所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于所述應(yīng)力頂 蓋層的厚度范圍為400人 1000入。
7.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述使用 紫外線照射應(yīng)力頂蓋層的工藝參數(shù)為采用波長范圍為320 400nm的紫外線，照射時(shí)溫度 升至350-480C，照射2-7min，應(yīng)力頂蓋層的誘發(fā)應(yīng)力大小為1. 2GPa 1. 7GPa。
8.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，在所述熱 退火前還包括根據(jù)應(yīng)力類型選擇性去除場效應(yīng)晶體管表面的應(yīng)力頂蓋層的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，在所述形 成刻蝕阻擋層前還包括進(jìn)行后端硅化工藝的步驟，在場效應(yīng)晶體管的有源區(qū)表面形成金屬 硅化物層。
10.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述刻蝕 阻擋層的材質(zhì)為SiN，通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積或者等離子增強(qiáng)氣相沉積形成，厚度不小于 300A,誘發(fā)應(yīng)力大小為1. OGPa 1. 7GPa。
11.如權(quán)利要求10所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述刻 蝕阻擋層的厚度范圍為300A 800人。
12.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，在場效應(yīng) 晶體管表面形成刻蝕阻擋層后，相鄰晶體管的柵極之間所保留的間距為150人 300A。
13.如權(quán)利要求10所述的應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述金屬前介質(zhì)層的材質(zhì)為SiO2,通過熱驅(qū)動化學(xué)氣相沉積或者等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積形成， 厚度范圍為2000A~3000A。
全文摘要
一種應(yīng)變記憶作用的半導(dǎo)體器件制造方法，包括提供半導(dǎo)體基底，在半導(dǎo)體基底上形成場效應(yīng)晶體管；在所述場效應(yīng)晶體管的表面形成照射阻擋層；在所述照射阻擋層的表面形成應(yīng)力頂蓋層，并使用紫外線照射所述應(yīng)力頂蓋層；對所述場效應(yīng)晶體管的有源區(qū)進(jìn)行熱退火；去除所述應(yīng)力頂蓋層；在場效應(yīng)晶體管表面形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層的誘發(fā)應(yīng)力類型與應(yīng)力頂蓋層相同；在刻蝕阻擋層的表面形成金屬前介質(zhì)層，在所述金屬前介質(zhì)層以及刻蝕阻擋層中制作接觸孔引出有源區(qū)互連線。本發(fā)明使用紫外線照射應(yīng)力頂蓋層增強(qiáng)其誘發(fā)應(yīng)力的效果，并適當(dāng)減薄刻蝕阻擋層的厚度，保持半導(dǎo)體器件的電性能的同時(shí)，解決晶體管的相鄰柵極之間容易形成空隙的問題。
文檔編號H01L21/8238GK101989574SQ20091005602
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者王禎貞 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司