專利名稱：Nmos器件制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制 造工藝，且特別涉及NMOS器件制作方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制造工藝技術(shù)的發(fā)展，集成電路芯片的特征線寬越來越小，為了改善半導(dǎo)體器件的性能，應(yīng)力工程技術(shù)被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工藝中，用以提高載流子的電遷移率。其中，比較常見的，例如在NMOS器件的制作過程中采用通孔刻蝕停止層(Contact EtchStop Layer, CESL)應(yīng)力工程技術(shù)。通孔刻蝕停止層應(yīng)力工程，是在通孔刻蝕停止層薄膜沉積過程中，通過調(diào)整沉積條件，在薄膜內(nèi)部產(chǎn)生高應(yīng)力，使該應(yīng)力傳導(dǎo)到器件溝道中，從而對載流子的遷移率產(chǎn)生影響。例如，對于NMOS器件，可通過通孔刻蝕停止層應(yīng)力工程，形成通孔刻蝕停止層薄膜，在薄膜內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，并將該應(yīng)力傳導(dǎo)至NMOS的溝道中，對溝道形成張應(yīng)力。由于溝道方向的張應(yīng)力有助于提高NMOS器件的電子遷移率，從而能夠有助于改善NMOS器件的性能。實踐中，已經(jīng)有實驗可以證明，通過沉積高拉應(yīng)力氮化硅薄膜，可以提高匪OS的性能達(dá)到10%以上。然而，發(fā)明人通過在實踐發(fā)現(xiàn)，采用常規(guī)通孔刻蝕停止層應(yīng)力工程的方法來提升NMOS的性能，對于不同溝道長度的NM0S，其提升效果是不一致的。參考圖1，隨著溝道長度的增加，提升性能的效果變小。目前，在生產(chǎn)實際中，為了解決這一問題，通常在版圖設(shè)計時就考慮到溝道長度的影響，從而采用特殊結(jié)構(gòu)的晶體管設(shè)計，并對所設(shè)計的版圖不斷地進(jìn)行檢驗與修正，這種方法無疑大大增加了產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)周期和成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種NMOS器件制作方法，根據(jù)溝道長度的長短，分別對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層進(jìn)行離子注入，利用離子注入對氮化硅層中應(yīng)力的削弱作用，使得氮化硅層的應(yīng)力與溝道長度成正比，從而實現(xiàn)對NMOS器件性能調(diào)整的一致性。。為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提出一種匪OS器件制作方法，包括提供含有NMOS的基底；在所述基底上沉積具有高拉應(yīng)力的氮化硅層；對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進(jìn)行離子注入，所注入的離子能量的總和與NMOS溝道長度成反比；繼續(xù)后續(xù)通用的半導(dǎo)體工藝流程，以形成NMOS晶體管?？蛇x的，所述離子注入采用鍺和/或硼元素。可選的，所述對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進(jìn)行離子注入且所注入的離子能量的總和與NMOS溝道長度成反比包括按照溝道長度遞增或遞減的順序，對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層，依次進(jìn)行離子注入，其中，所述離子注A的能量對應(yīng)地呈遞減或遞增的順序?？蛇x的，所述對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進(jìn)行離子注入且所注入的離子能量的總和與NMOS溝道長度成反比包括可選的，所述繼續(xù)后續(xù)通用的半導(dǎo)體工藝流程包括沉積金屬前介電質(zhì)層。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明NMOS器件制作方法充分考慮了氮化硅層的不同高拉應(yīng)力對溝道載流子的影響，根據(jù)NMOS器件溝道長度的長短，通過離子注入的方式，使得所述氮化硅層的應(yīng)力與溝道長度成正比，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對NMOS器件性能調(diào)整的一致性。


圖I為NMOS器件的溝道長度與其對應(yīng)的器件性能的示意圖；圖2為本發(fā)明NMOS器件制作方法一種實施方式的流程示意圖；圖3-圖7為按照本發(fā)明NMOS器件制作方法一種具體實施方式
所形成的NMOS器件的剖面示意圖； 圖8-圖10為按照本發(fā)明NMOS器件制作方法另一種具體實施方式
所形成的NMOS器件的剖面示意圖；圖11為離子注入能量與高拉應(yīng)力的關(guān)系示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明所提供的NMOS器件制作方法通過在通常的高拉應(yīng)力氮化硅層沉積完成之后，根據(jù)NMOS器件溝道長度的長短，對所述氮化硅層進(jìn)行離子注入，使得NMOS器件的溝道越長，其對應(yīng)的所述氮化硅層的高拉應(yīng)力越大，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對NMOS器件性能調(diào)整的一致性。下面將結(jié)合具體實施例和附圖，對本發(fā)明NMOS晶體管制作方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。參考圖2，本發(fā)明NMOS器件制作方法包括 步驟SI，提供含有NMOS的基底；步驟S2,在所述基底上沉積具有聞拉應(yīng)力的氣化娃層；步驟S3，對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進(jìn)行離子注入，所注入的離子能量的總和與NMOS溝道長度成反比；步驟S4，繼續(xù)后續(xù)通用的半導(dǎo)體工藝流程，以形成NMOS晶體管。本發(fā)明NMOS器件制作方法一種實施方式中，參考圖3，基底100中的NMOS分別具有三種長度不同的溝道，其中按照溝道長度遞增的順序依次為NM0S101、NM0S102以及NM0S103。參考圖4，在具有NMOS的基底100上沉積第一氮化硅層110。參考圖5至圖7，對具有不同溝道長度的NM0S101、NM0S102和NM0S103對應(yīng)的氮化硅層，依次進(jìn)行離子注入，其中，離子注入能量依次為El、E2和E3。由于NM0S101、NM0S102和NM0S103的溝道長度依次遞增，相對應(yīng)的，離子注入能量E1、E2和E3依次遞減。本發(fā)明NMOS器件制作方法的另一種實施方式中，首先，參考圖8，對與具有最短溝道的NM0S101對應(yīng)的氮化硅層進(jìn)行離子注入，離子注入能量為ElO ;接著，參考圖9，對與具有最短溝道的NM0S101和與具有次短溝道的NM0S102對應(yīng)的氮化硅層同時進(jìn)行離子注入，離子注入能量為E20 ;最后，參考圖10，對與NM0S101、NM0S102和NM0S103對應(yīng)的氮化硅層進(jìn)行離子注入，離子注入能量為E30。其中，注入離子能量E10、E20和E30可相同，也可不同。參考圖11，發(fā)明人通過大量的實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，對具有高拉應(yīng)力的氮化硅薄膜進(jìn)行離子注入以后，注入的離子將會對氮化硅內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，從而使得氮化硅薄膜的應(yīng)力發(fā)生變化。應(yīng)力變化的趨勢隨著離子注入能量的大小而變化，具體來說，以一定注入能量進(jìn)入氮化硅薄膜的離子會對形成高拉應(yīng)力的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊，從而削弱該高拉應(yīng)力。也就是說，當(dāng)離子注入能量越大，氮化硅薄膜中的應(yīng)力將會變得越小；反之，當(dāng)離子注入能量越小，氮化硅薄膜中的應(yīng)力減少的越少。由于氮化硅層中的高拉應(yīng)力能夠傳導(dǎo)至器件溝道中，以提高載流子的遷移速率，而氮化硅層的應(yīng)力越大，其所能影響的載流子數(shù)量越多，從而能夠?qū)哂休^長的溝道的NMOS的性能進(jìn)行調(diào)整。因此，離子注入的能量與其溝道長度成反比，從而能夠使氮化硅層中的應(yīng)力與溝道長度成正比，以實現(xiàn)對NMOS器件性能調(diào)整的一致性。其中，上述離子注入可采用鍺(Ge)和/或硼(B)等元素。在其它具體實施方式
中，步驟S4還可包括沉積金屬前介電質(zhì)層。在本發(fā)明NMOS器件制作方法的其它實施方式中，基底中的NMOS還可分別具有超過三種不同長度的溝道，其溝道長度的種類并不對本發(fā)明NMOS器件制作方法的發(fā)明思路造成限制。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明NMOS器件制作方法充分考慮了氮化硅層的高拉應(yīng)力對不同溝道長度的不同影響，根據(jù)NMOS器件溝道長度的長短，對與其對應(yīng)的氮化硅層進(jìn)行離子注入，使得所述氮化硅層的應(yīng)力與溝道長度成正比，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對NMOS器件性能調(diào)整的一致性。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，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)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種NMOS器件制作方法，其特征在于，包括 提供含有NMOS的基底； 在所述基底上沉積具有聞拉應(yīng)力的氣化娃層； 具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進(jìn)行離子注入，所注入的離子能量的總和與NMOS溝道長度成反比； 繼續(xù)后續(xù)通用的半導(dǎo)體エ藝流程，以形成NMOS晶體管。
2.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述離子注入采用鍺和/或硼元素。
3.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進(jìn)行離子注入且所注入的離子能量的總和與NMOS溝道長度成反比包括按照溝道長度遞增或遞減的順序，對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層，逐個依次進(jìn)行離子注入，其中，所述離子注入的能量對應(yīng)地呈遞減或遞增的順序。
4.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進(jìn)行離子注入包括第一次對具有最短溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層進(jìn)行離子注入，第二次對具有最短溝道長度的NMOS以及具有次短溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層進(jìn)行離子注入，以此遞增，其中，第N次對具有N個溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層一起進(jìn)行離子注入，直至對所有NMOS所對應(yīng)的氮化硅層完成離子注入。
5.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述繼續(xù)后續(xù)通用的半導(dǎo)體エ藝流程包括沉積金屬前介電質(zhì)層。
全文摘要
一種NMOS器件制作方法，包括提供含有NMOS的基底；在所述基底上沉積具有高拉應(yīng)力的氮化硅層；對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進(jìn)行離子注入，所注入的離子能量的總和與NMOS溝道長度成反比；繼續(xù)后續(xù)通用的半導(dǎo)體工藝流程，以形成NMOS晶體管。本發(fā)明所提供的NMOS器件制作方法根據(jù)溝道長度的長短依次對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層進(jìn)行離子注入，使得氮化硅層的應(yīng)力與溝道長度成正比，從而實現(xiàn)對NMOS器件性能調(diào)整的一致性。
文檔編號H01L21/311GK102709194SQ201210209049
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者徐強 申請人:上海華力微電子有限公司