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(shí)踐中，已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)際中，為了解決這一問題，通常在版圖設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)，并對所設(shè)計(jì)的版圖不斷地進(jìn)行檢驗(yàn)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)溝道長度對所述氮化硅層進(jìn)行曝光和干法刻蝕，使得氮化硅層厚度與溝道長度成正比，從而實(shí)現(xiàn)對NMOS器件性能調(diào)整的一致性。為了實(shí)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；按照NMOS溝道長度的長短次序，依次對所述氮化硅層進(jìn)行曝光和干法刻蝕，使得溝道長度與其對應(yīng)的所述氮化硅層的厚度成正比；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，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法沉積所述氮化硅層。可選的，所述氮化硅層的厚度為300埃至800埃?？蛇x的，所述氮化硅層的應(yīng)力為O. 7吉帕至2. O吉帕?？蛇x的，所述按照NMOS溝道長度的長短次序包括按照所述溝道長度遞增的順序，或者按照溝道長度遞減的順序?？蛇x的，對氮化硅層進(jìn)行曝光和干法刻蝕至少為2次及以上。
可選的，所述對氮化硅層進(jìn)行干法刻蝕采用的刻蝕氣體為氟和碳含量低的氣體?？蛇x的，所述對氮化硅層進(jìn)行干法刻蝕采用的刻蝕氣體為四氟化碳，和/或八氟環(huán)丁烷，和/或全氟丁二烯?？蛇x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所具有的高拉應(yīng)力對溝道載流子所造成的影響，根據(jù)NMOS器件溝道長度的長短，通過對所述氮化硅層進(jìn)行曝光和干法刻蝕，使得所述氮化硅層的厚度與溝道長度成正比，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)性能的示意圖；
圖2為本發(fā)明NMOS器件制作方法一種實(shí)施方式的流程示意圖；圖3為按照圖2所示步驟S2所形成的NMOS器件的剖面示意圖；圖4-圖5為按照圖2所示步驟S3 —種具體實(shí)施方式
所形成的NMOS器件的剖面示意圖。
具體實(shí)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)行曝光和干法刻蝕，使得NMOS器件的溝道越長，其對應(yīng)的所述氮化硅層越厚，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(shí)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，在一種實(shí)施方式中，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，按照NMOS溝道長度的長短次序，依次對所述氮化硅層進(jìn)行曝光和干法刻蝕，使得溝道長度與其對應(yīng)的所述氮化硅層的厚度成正比；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。具體來說，參考圖3，在具有NMOS的基底100上沉積氮化硅層110。其中，所述氮化硅層的厚度為300埃至800埃，可采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法進(jìn)行沉積。所述氮化硅層110具有高拉應(yīng)力，應(yīng)力范圍為O. 7吉帕(GPa)至2. O吉帕?；?00中的NMOS分別具有長度不同的溝道，其中按照溝道長度遞增的順序依次為NM0S101、NM0S102以及NM0S103，可按照所述溝道長度遞增的順序，或者按照溝道長度遞減的順序，對所沉積的氮化硅層110進(jìn)行處理。其中，對所述氮化硅層110的曝光和干法刻蝕至少為2次及以上。在一種具體實(shí)施方式
中，按照溝道長度遞增的順序，參考圖4，先對溝道長度最短的NMOS 101上所沉積的氮化硅層進(jìn)行曝光和干法刻蝕，去除氮化硅層110的厚度為Hl ;接著，參考圖5，再對溝道長度次短的NM0S102上所沉積的氮化硅層進(jìn)行曝光和干法刻蝕，去除氮化硅層110的厚度為H2 ;并且，厚度Hl大于厚度H2。因此，當(dāng)去除掩膜層之后，所述基底100上所沉積的氮化硅層110具有不同的厚度，與溝道長度相對應(yīng)的，溝道長度越長，氮化硅層110的厚度越厚。由于所沉積的氮化硅層110具有高拉應(yīng)力，并且該應(yīng)力能傳導(dǎo)至溝道中，以提高載流子的遷移速率，而氮化硅層越厚，其應(yīng)力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。其中，所述干法刻蝕時(shí)采用的刻蝕氣體為氟和碳的含量較低的氣體，例如，可采用四氟化碳(CF4)，和/或八氟環(huán)丁烷(C4F8),和/或全氟丁二烯(C4F6)等氣體進(jìn)行刻蝕。在一種具體實(shí)施方式
中，步驟S4還可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所具有的高拉應(yīng)力對溝道載流子所造成的影響，根據(jù)NMOS器件溝道長度的長短，通過對所述氮化硅層進(jìn)行曝光和干法刻蝕，使得所述氮化硅層的厚度與溝道長度成正比，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(shí)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(dòng)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(shí)質(zhì)對以上實(shí)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； 按照NMOS溝道長度的長短次序，依次對所述氮化硅層進(jìn)行曝光和干法刻蝕，使得溝道長度與其對應(yīng)的所述氮化硅層的厚度成正比； 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，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法沉積所述氮化硅層。
3.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述氮化硅層的厚度為300埃至800埃。
4.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述氮化硅層的應(yīng)カ為O.7吉帕至2. O吉帕。
5.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述按照匪OS溝道長度的長短次序包括按照所述溝道長度遞增的順序，或者按照溝道長度遞減的順序。
6.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在干，對氮化硅層進(jìn)行曝光和干法刻蝕至少為2次及以上。
7.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述對氮化硅層進(jìn)行干法刻蝕采用的刻蝕氣體為氟和碳含量低的氣體。
8.如權(quán)利要求7所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述對氮化硅層進(jìn)行干法刻蝕采用的刻蝕氣體為四氟化碳，和/或八氟環(huán)丁烷，和/或全氟丁ニ烯。
9.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；按照NMOS溝道長度的長短次序，依次對所述氮化硅層進(jìn)行曝光和干法刻蝕，使得溝道長度與其對應(yīng)的所述氮化硅層的厚度成正比；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)行曝光和干法刻蝕，使得NMOS器件的溝道與其對應(yīng)的氮化硅層厚度成正比，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對NMOS器件性能調(diào)整的一致性。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102709195SQ20121020907
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(qiáng) 申請人:上海華力微電子有限公司