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，為了改善半導體器件的性能，應(yīng)力工程技術(shù)被廣泛應(yīng)用于半導體工藝中，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)的氮化硅層進行紫外光照射，利用紫外光照射對氮化硅層中應(yīng)力的增強作用，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)的氮化硅層分別進行紫外光照射，所述紫外光照射的時間和溫度與所述溝道長度成正比；繼續(xù)后續(xù)通用的半導體工藝流程，以形成NMOS晶體管?？蛇x的，所述紫外光包括波長范圍為320納米至400納米的光?？蛇x的，所述紫外光的照射溫度范圍為300攝氏度至500攝氏度，照射時間為2-7分鐘?？蛇x的，所述氮化硅薄膜的高拉應(yīng)力在紫外光照射之前為300-700兆帕，在紫外光照射之后為500-2000兆帕。
可選的，對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進行紫外光照射，所述紫外光照射的時間和溫度與所述溝道長度成正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，依次進行紫外光照射，其中，所述紫外光照射的時間和溫度對應(yīng)地呈遞增或遞減的順序?？蛇x的，所述對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進行紫外光照射，所述紫外光照射的時間和溫度與所述溝道長度成正比包括第一次對具有最長溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層進行紫外光照射，第二次對具有最長溝道長度的NMOS以及具有次長溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層進行紫外光照射，以此遞增，其中，第N次對具有N個溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層一起進行紫外光照射，直至對所有NMOS所對應(yīng)的氮化娃層完成紫外光照射?？蛇x的，所述繼續(xù)后續(xù)通用的半導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，通過紫外光照射的方式，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為紫外光照射能量與聞拉應(yīng)力的關(guān)系不意圖。圖3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4-圖8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9-圖11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。
具體實施例方式發(fā)明人通過大量的實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，氮化硅薄膜通過紫外光照射之后，其應(yīng)力會發(fā)生變化。應(yīng)力變化的趨勢隨著紫外光照射的時間的長短和溫度的高低而變化，具體來說，參考圖2，T1為550攝氏度，Τ2為510攝氏度，Τ3為465攝氏度，Τ4為415攝氏度。當采用相同照射溫度時，應(yīng)力隨照射時間增加而增加；而照射時間相同時，應(yīng)力與照射溫度成正比。綜上，經(jīng)紫外光照射之后，氮化硅薄膜的應(yīng)力相應(yīng)增加，并且所增加的應(yīng)力與紫外光照射的時間以及紫外光照射的溫度成正比。也就是說，當紫外光照射時間越長且溫度越高，氮化硅薄膜中的應(yīng)力將會增加地越多；反之，當紫外光照射時間越短且溫度越低，氮化硅薄膜中的應(yīng)力增加地越少。本發(fā)明所提供的NMOS器件制作方法正是利用該特性，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，對所述氮化硅層進行紫外光照射，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晶體管制作方法進行詳細闡述。參考圖3，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)的氮化硅層分別進行紫外光照射，所述紫外光照射的時間和溫度與所述溝道長度成正比；步驟S4，繼續(xù)后續(xù)通用的半導體工藝流程，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4，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、NMOS 102以及NM0S103。參考圖5，在具有NMOS的基底100上沉積第一氮化硅層110。參考圖6至圖8，對具有不同溝道長度的NM0S101、NM0S102和NM0S103對應(yīng)的氮化硅層，依次進行紫外光照射，其中，紫外光照射的時間和溫度分別依次為timel和Tl、time2 和T2以及time3和E3。NM0S101、NM0S102和NM0S103的溝道長度依次遞增，相對應(yīng)的，紫外光照射的時間timel、time2和time3依次遞增，并且紫外光照射的溫度T1、T2和T3也依次遞增。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9，對與具有最長溝道的NM0S103對應(yīng)的氮化硅層進行紫外光照射，紫外光照射的時間和溫度分別為timelO和TlO ;接著，參考圖10，對與具有最長溝道的匪0S103和與具有次長溝道的NM0S102對應(yīng)的氮化硅層同時進行紫外光照射，紫外光照射的時間和溫度分別為time20和T20;最后，參考圖11，對與NM0S10UNM0S 102和NM0S103對應(yīng)的氮化硅層進行紫外光照射，紫外光照射的時間和溫度分別為time30和T30。其中，紫外光照射的時間timelO、time20和time30可相同，也可不同，并且紫外光照射的溫度T10、T20和Τ30可相同，也可不同。由于氮化硅層中的高拉應(yīng)力能夠傳導至器件溝道中，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的性能進行調(diào)整。因此，紫外光照射的時間和溫度與其溝道長度成正比，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，上述紫外光照射的波長范圍為320納米至400納米，照射溫度范圍為300攝氏度至500攝氏度，照射時間為2-7分鐘。其中，所述氮化硅薄膜的高拉應(yīng)力在紫外光照射之前為300-700兆帕，在紫外光照射之后為500-2000兆帕。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還可分別具有兩種長度的溝道或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)的氮化硅層進行紫外光照射，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； 對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進行紫外光照射，所述紫外光照射的時間和溫度與所述溝道長度成正比； 繼續(xù)后續(xù)通用的半導體エ藝流程，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，所述紫外光包括波長范圍為320納米至400納米的光。
3.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述紫外光的照射溫度范圍為300攝氏度至500攝氏度，照射時間為2-7分鐘。
4.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述氮化硅薄膜的高拉應(yīng)カ在紫外光照射之前為300-700兆帕，在紫外光照射之后為500-2000兆帕。
5.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層分別進行紫外光照射，所述紫外光照射的時間和溫度與所述溝道長度成正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，逐個依次進行紫外光照射，其中，所述紫外光照射的時間和溫度對應(yīng)地呈遞增或遞減的順序。
6.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)的氮化硅層分別進行紫外光照射，所述紫外光照射的時間和溫度與所述溝道長度成正比包括第一次對具有最長溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層進行紫外光照射，第二次對具有最長溝道長度的NMOS以及具有次長溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層進行紫外光照射，以此遞增，其中，第N次對具有N個溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層一起進行紫外光照射，直至對所有NMOS所對應(yīng)的氮化硅層完成紫外光照射。
7.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)的氮化硅層分別進行紫外光照射，所述紫外光照射的時間和溫度與所述溝道長度成正比；繼續(xù)后續(xù)通用的半導體工藝流程，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，通過對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層進行紫外光照射，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H01L21/8234GK102709244SQ20121020906
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