本發(fā)明的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體集成電路(ic)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。在ic材料和設(shè)計(jì)上的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)產(chǎn)生了一代又一代ic，每一代都具有比前一代更小更復(fù)雜的電路。在ic進(jìn)化過(guò)程中，功能密度(即，單位芯片面積上互連器件的數(shù)量)已經(jīng)普遍地增長(zhǎng)，而幾何尺寸(使用制造工藝可以創(chuàng)建的最小的組件(或線))有所減小。這種縮放工藝普遍地通過(guò)提高生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本來(lái)提供利益。

這樣的縮放也增加了處理和制造ic的復(fù)雜性以及，為了實(shí)現(xiàn)這些先進(jìn)的技術(shù)，也需要在ic處理和制造中的類似的發(fā)展。例如，已經(jīng)引進(jìn)了諸如鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)的三維晶體管來(lái)替代平面晶體管。盡管現(xiàn)有的finfet器件和形成finfet器件的方法已經(jīng)能普遍地滿足它們的預(yù)期目的，但是它們還沒(méi)有在各個(gè)方面完全令人滿意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底，包括第一區(qū)域和第二區(qū)域；p型mos晶體管，位于所述第一區(qū)域中；n型mos晶體管，位于所述第二區(qū)域中；以及固化的可流動(dòng)的氧化物層，覆蓋所述p型mos晶體管和所述n型mos晶體管，其中，施加到所述p型mos晶體管的所述固化的可流動(dòng)的氧化物層的第一應(yīng)變不同于施加到所述n型mos晶體管的所述固化的可流動(dòng)的氧化物層的第二應(yīng)變，所述第一應(yīng)變和所述第二應(yīng)變之間的差異大于0.002gpa。

本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底，包括第一區(qū)域和第二區(qū)域；p型mos晶體管，位于所述第一區(qū)域中；n型mos晶體管，位于所述第二區(qū)域中；以及固化的可流動(dòng)的氧化物層，覆蓋所述p型mos晶體管和所述n型mos晶體管，其中，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中的所述固化的可流動(dòng)的氧化物層的摻雜劑濃度、h-n鍵合和孔隙率的至少一個(gè)是不同的。

本發(fā)明的又一實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：提供包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的襯底；在所述第一區(qū)域中形成第一mos晶體管并且在所述第二區(qū)域中形成第二mos晶體管；在所述襯底上方形成第一可流動(dòng)的氧化物材料；去除位于所述第二區(qū)域中的部分所述第一可流動(dòng)的氧化物材料，以使位于所述第一區(qū)域中的保留的所述第一可流動(dòng)的氧化物材料形成第一介電層；在所述襯底上方形成第二可流動(dòng)的氧化物材料；以及去除位于所述第一區(qū)域中的部分所述第二可流動(dòng)的氧化物材料，以使位于所述第二區(qū)域中的保留的所述第二可流動(dòng)的氧化物材料形成第二介電層。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，從以下詳細(xì)描述可最佳地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件未按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或減小。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。

圖2a至圖2f是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出半導(dǎo)體器件的制造工藝的截面示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。

圖4a至圖4d是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出半導(dǎo)體器件的制造工藝的截面示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。

圖6a至圖6e是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的截面示意圖。

具體實(shí)施方式

以下公開(kāi)內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接觸的方式形成的實(shí)施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字符。該重復(fù)是為了簡(jiǎn)單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

而且，為了便于描述，在此可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)以描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一個(gè)(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并且在此使用的空間相對(duì)描述符可以同樣地作出相應(yīng)的解釋。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。圖2a至圖2f是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出半導(dǎo)體器件的制造工藝的截面示意圖。

參照?qǐng)D1和圖2a，在步驟10中，在襯底100上方形成第一金屬氧化物半導(dǎo)體(mos)晶體管a和第二mos晶體管b。在一些實(shí)施例中，第一mos晶體管a是第一finfet，并且第二mos晶體管b是第二finfet。在可選實(shí)施例中，第一mos晶體管a是第一平面mosfet，并且第二mos晶體管b是第二平面mosfet。在一些實(shí)施例中，如圖2a至圖2f所示的第一mos晶體管a和第二mos晶體管b描述為第一平面finfet和第二平面finfet。

襯底100是平面襯底或塊狀襯底。在一些實(shí)施中，襯底100包括一個(gè)或多個(gè)鰭101。襯底100的示例性材料包括硅、諸如硅鍺、碳化硅鍺、磷砷化鎵或磷化銦鎵的合金半導(dǎo)體、或其它半導(dǎo)體材料。此外，襯底100可以是諸如絕緣體上硅(soi)或藍(lán)寶石上硅的絕緣體上半導(dǎo)體。可選地或此外，襯底100包括諸如鍺、砷化鎵或其它合適的半導(dǎo)體材料的其它元素半導(dǎo)體材料。在一些實(shí)施例中，襯底100還包括諸如各種摻雜區(qū)、掩埋層和/或外延層的其它部件。例如，襯底100可以包括依據(jù)設(shè)計(jì)要求(例如，p型阱或n型阱)的各種摻雜區(qū)。摻雜區(qū)是摻雜有諸如硼或bf2的p型摻雜劑和/或諸如磷或砷的n型摻雜劑。此外，可以在襯底100上、在p阱結(jié)構(gòu)中、在n阱結(jié)構(gòu)中、在雙阱結(jié)構(gòu)中或使用凸起結(jié)構(gòu)直接形成摻雜區(qū)。

將襯底100分成第一區(qū)域r1和第二區(qū)域r2。此外，襯底100也包括形成為用于隔離第一mos晶體管a和第二mos晶體管b的隔離區(qū)(未示出)。隔離區(qū)使用諸如硅的局部氧化(locos)或淺溝槽隔離(sti)以電隔離各個(gè)區(qū)域的隔離技術(shù)。如果隔離區(qū)由sti制成，sti區(qū)包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其它合適的材料或它們的組合。在一些實(shí)例中，填充的溝槽具有諸如填充有氮化硅或氧化硅的熱氧化墊層的多層結(jié)構(gòu)。

在第一區(qū)域r1中形成第一mos晶體管a并且在第二區(qū)域r2中形成第二mos晶體管b。第一mos晶體管a包括第一柵極結(jié)構(gòu)102a和第一摻雜的源極和漏極(s/d)區(qū)110a。類似地，第二mos晶體管b包括第二柵極結(jié)構(gòu)102b和第二摻雜的源極和漏極(s/d)區(qū)110b。在一些實(shí)施例中，第一mos晶體管a和第二mos晶體管b是相似的。然而，注入第一摻雜的s/d區(qū)110a和第二摻雜的s/d區(qū)110b中的摻雜劑類型是不同的。換言之，第一mos晶體管a和第二mos晶體管b具有不同的導(dǎo)電類型。詳細(xì)地，半導(dǎo)體襯底100包括諸如配置為nmos晶體管的區(qū)域和配置為pmos晶體管的區(qū)域的各種有源區(qū)。也就是說(shuō)，襯底100具有形成在第一摻雜的s/d區(qū)110a和第二摻雜的s/d區(qū)110b中的摻雜區(qū)和外延層。在一些實(shí)施例中，第一摻雜的s/d區(qū)110a摻雜有p型摻雜劑以及第二摻雜的s/d區(qū)110b摻雜有n型摻雜劑?；谶@些摻雜劑類型，第一mos晶體管a是p型finfet，以及第二mos晶體管b是n型finfet。在可選實(shí)施例中，可互換摻雜劑的類型以呈現(xiàn)相反導(dǎo)電類型的mos晶體管。應(yīng)當(dāng)注意，在一些實(shí)施例中的摻雜劑通過(guò)離子注入摻雜入s/d區(qū)?？蛇x地，在一些其它實(shí)施例中，通過(guò)蝕刻或其它合適的工藝去除部分襯底100并且通過(guò)外延生長(zhǎng)在凹陷的區(qū)域中形成摻雜劑。特別地，外延層包括sige、sic或其它合適的材料。例如，在一些實(shí)施例中，第一mos晶體管a的s/d區(qū)110a包括sige，以及第二mos晶體管b的s/d區(qū)110b包括sip。應(yīng)當(dāng)理解，可以通過(guò)cmos技術(shù)處理形成半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，并且因此一些工藝不在此詳細(xì)地描述。

在一些實(shí)施例中，第一柵極結(jié)構(gòu)102a包括第一柵極介電層106a、第一柵電極108a和第一間隔件120a。同樣地，第二柵極結(jié)構(gòu)102b包括第二柵極介電層106b、第二柵電極108b和第二間隔件120b。在一些實(shí)施例中，第一柵極結(jié)構(gòu)102a和第二柵極結(jié)構(gòu)102b是相似或相同的。在一些其它實(shí)施例中，第二柵極結(jié)構(gòu)102b中的元素不同于第一柵極結(jié)構(gòu)102a中的元素。應(yīng)當(dāng)注意，下面關(guān)于第一柵極結(jié)構(gòu)102a的元素的詳細(xì)描述也可以適用于第二柵極結(jié)構(gòu)102b的元素，并且因此省略第二柵極結(jié)構(gòu)102b中的元素的描述。

在襯底100上方按從下到上的依次順序形成第一柵極介電層106a和第一柵電極108a。第一柵極介電層106a包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高k介電材料或它們的組合。應(yīng)當(dāng)注意，高k介電材料通常是具有大于4的介電常數(shù)的介電材料。高k介電材料包括金屬氧化物。用于高k介電材料的金屬氧化物的實(shí)例包括li、be、mg、ca、sr、sc、y、zr、hf、al、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu和/或它們的組合的氧化物。在一些實(shí)施例中，第一柵極介電層106a是具有在約10埃至30埃的范圍內(nèi)的厚度的高k介電層。通過(guò)使用諸如原子層沉積(ald)、化學(xué)汽相沉積(cvd)、物理汽相沉積(pvd)、可流動(dòng)化學(xué)汽相沉積(fcvd)、熱氧化、uv-臭氧氧化或它們的組合的合適的工藝形成第一柵極介電層106a。

在一些實(shí)施例中，第一柵電極108a用作偽柵電極，以及第一柵電極108a由多晶硅制成。金屬柵極(或稱為“替代柵極”)將在后續(xù)步驟中替代偽柵電極。替代步驟將在后面更詳細(xì)地討論。

參考圖2a，在第一柵電極108a的側(cè)壁上方形成第一間隔件120a。通過(guò)氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、碳化硅、摻氟的硅酸鹽玻璃(fsg)、低k介電材料、或它們的組合形成第一間隔件120a。應(yīng)當(dāng)注意，低k介電材料通常是具有低于3.9的介電常數(shù)的介電材料。第一間隔件120a可以具有包括一個(gè)或多個(gè)墊層的多層結(jié)構(gòu)。墊層包括諸如氧化硅、氮化硅和/或其它合適的材料的介電材料。通過(guò)沉積合適的介電材料和各向異性地蝕刻掉介電材料實(shí)現(xiàn)第一間隔件120a和第二間隔件120b的形成。

參照?qǐng)D1和圖2b，在步驟s20中，在第一mos晶體管a和第二mos晶體管b上方形成蝕刻停止層114。特別地，如圖2b所示，形成蝕刻停止層114以覆蓋第一mos晶體管a和第二mos晶體管b。在一些實(shí)施例中，蝕刻停止層114是接觸蝕刻停止層(cesl)。蝕刻停止層114包括例如氮化硅、碳摻雜的氮化硅或它們的組合。在一些實(shí)施例中，例如，通過(guò)使用諸如cvd、高密度等離子體(hdp)cvd、亞大氣壓cvd(sacvd)、分子層沉積(mld)或其它合適的方法的工藝沉積蝕刻停止層114。在一些實(shí)施例中，在蝕刻停止層114形成之前，在襯底100上方進(jìn)一步形成緩沖層(未示出)。在實(shí)施例中，緩沖層是諸如氧化硅的氧化物，然而，本公開(kāi)不局限于此，可以使用其它成分。在一些實(shí)施例中，通過(guò)諸如cvd、hdpcvd、sacvd、mld、或其它合適的工藝沉積緩沖層。

參照?qǐng)D1和圖2c，在步驟s30中，在蝕刻停止層114上方和第一柵極結(jié)構(gòu)102a和第二柵極結(jié)構(gòu)102b旁邊形成介電材料116，并且對(duì)介電材料116實(shí)施固化工藝cp。在一些實(shí)施例中，介電材料116是層間介電層(ild)。在一些實(shí)施例中，介電材料116包括可流動(dòng)的氧化物材料?？闪鲃?dòng)的氧化物材料包括但是不限于聚合物硅酸鹽、硅氧烷、甲基倍半硅氧烷(msq)、氫倍半硅氧烷(hsq)、msq/hsq、全氫硅氮烷(tcps)、全氫聚硅氮烷(psz)、其它合適的材料或它們的組合。在襯底100和第一摻雜的s/d區(qū)110a與第二摻雜的s/d區(qū)110b的外延層上方形成可流動(dòng)的氧化物材料。通過(guò)諸如旋涂玻璃(sog)、可流動(dòng)化學(xué)汽相沉積(fcvd)工藝或其它合適的工藝的沉積工藝形成可流動(dòng)的氧化物材料。在沉積之后，對(duì)可流動(dòng)的氧化物材料實(shí)施固化工藝cp，也就是說(shuō)，介電材料116在從約150℃至400℃的范圍的溫度處烘焙的持續(xù)時(shí)間為從約5分鐘至30分鐘的范圍。

參照?qǐng)D1和圖2d，在步驟s40中，對(duì)介電材料116實(shí)施退火工藝ap，以形成介電層118。在一些實(shí)施例中，在退火工藝ap后，對(duì)介電材料116實(shí)施去除工藝。在一些實(shí)施例中，在退火工藝ap和去除工藝后，對(duì)介電材料116依次實(shí)施額外的退火工藝和額外的去除工藝。詳細(xì)地，退火工藝ap去除溶劑并致密化介電材料116，以及去除工藝去除部分介電材料116。額外的退火工藝完全固化了可流動(dòng)的氧化物材料。額外的去除工藝去除部分介電材料116和部分蝕刻停止層114，這樣暴露了第一柵電極108a的頂面和第二柵電極108b的頂面。在退火工藝和額外的退火工藝中，在從約400℃至800℃的范圍的溫度處加熱介電材料116的持續(xù)時(shí)間為約1小時(shí)至6小時(shí)的范圍。在一些實(shí)施例中，例如，去除工藝是化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)工藝、蝕刻工藝或其它合適的工藝。如圖2d所示，在額外的去除工藝后，第一間隔件120a和蝕刻停止層114a位于介電層118和第一柵電極108a之間。同樣地，第二間隔件120b和蝕刻停止層114a位于介電層118和第二柵電極118b之間。在額外的去除工藝后，介電層118具有從500埃至600埃的范圍的厚度。

參照?qǐng)D1和圖2e，在步驟s50中，對(duì)介電層118實(shí)施摻雜工藝dp。在一些實(shí)施例中，通過(guò)可流動(dòng)的氧化物材料形成的介電層118是拉伸膜并且將在層內(nèi)呈現(xiàn)高應(yīng)變。因此，可以將摻雜劑300引入介電層118中以調(diào)節(jié)介電層118的應(yīng)變。詳細(xì)地，摻雜劑300可以是應(yīng)變縮減劑、應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)劑或其它調(diào)節(jié)劑以改變介電層118的應(yīng)變。例如，具有更大尺寸的摻雜劑300(諸如ge和as)是壓縮應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)劑，以及具有更小尺寸的摻雜劑300(諸如b和c)是拉伸應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)劑。在一些實(shí)施例中，將摻雜劑300摻雜入位于第一mos晶體管a和第二mos晶體管b上方的介電層118中。摻雜劑300可以是原子、分子、離子或以其它可能的形式存在。在一些實(shí)施例中，摻雜劑300包括但不限于ia族的元素、iii族至v族的元素或它們的組合。在一些實(shí)施例中，摻雜劑300包括he、ne、ar、kr、xe、rn、b、c、n、o、f、as、sb、ge、sn、ga、in和/或它們的組合。在一些實(shí)施例中，只要材料滿足摻雜的介電層118的所需的應(yīng)變，可以使用其它合適的材料作為本發(fā)明的摻雜劑300。在一些實(shí)施例中，在襯底100上方形成圖案化的掩模層(未示出)并且圖案化的掩模層具有暴露第一區(qū)域r1和第二區(qū)域r2的開(kāi)口。換言之，圖案化的掩模層暴露第一mos晶體管a、第二mos晶體管b、蝕刻停止層114a以及在第一區(qū)域r1和第二區(qū)域r2中形成的介電層118。由于第一區(qū)域r1和第二區(qū)域r2未被圖案化的掩模層屏蔽，在摻雜工藝dp期間，將摻雜劑300摻雜入位于第一區(qū)域r1和第二區(qū)域r2中的整個(gè)介電層118中。在可選實(shí)施例中，使用圖案化的掩模層以覆蓋第一區(qū)域r1和第二區(qū)域r2中的一個(gè)并且暴露第一區(qū)域r1和第二區(qū)域r2中的另外一個(gè)。例如，在襯底100上方形成圖案化的掩模并且圖案化的掩模具有暴露第一區(qū)域r1而覆蓋第二區(qū)域r2的開(kāi)口。由于圖案化的掩模層的開(kāi)口暴露了第一區(qū)域r1，在摻雜工藝dp期間，將摻雜劑300摻雜入第一區(qū)域r1中的介電層118中。在可選實(shí)施例中，可以在固化工藝cp和退火工藝ap之間實(shí)施摻雜工藝dp。

通過(guò)例如離子注入工藝(imp)獲得摻雜工藝dp。當(dāng)采用imp工藝時(shí)，例如，能量可以是10kev至50kev。此外，例如，摻雜劑300的劑量在從1×10¹⁵原子/cm²至1×10¹⁶原子/cm²的范圍。例如，摻雜劑300的深度在從約0埃至約600埃的范圍。

參照?qǐng)D1和圖2f，在步驟s60中，在一些實(shí)施例中，第一柵電極108a和第二柵電極108b是分別被第一柵電極122a和第二柵電極122b替代的偽柵電極。特別地，第一柵電極108a和第二柵電極108b的材料是多晶硅并且第一柵電極122a和第二柵電極122b的材料包括金屬。在一些實(shí)施例中，第一柵電極122a和第二柵電極122b中的一個(gè)包括用于pmos器件的tin、wn、tan或ru，而第一柵電極122a和第二柵電極122b中的另外一個(gè)包括用于nmos器件的ti、ag、al、tial、tialn、tac、tacn、tasin、mn、或zr。此外，第一柵電極122a和第二柵電極122b可進(jìn)一步包括阻擋件、功函數(shù)層或它們的組合。應(yīng)當(dāng)注意，在可選實(shí)施例中，第一柵電極122a和襯底100之間和/或第二柵電極和襯底100之間可以進(jìn)一步包括墊層、界面層、晶種層、粘合層或它們的組合。

在一些實(shí)施例中，通過(guò)蝕刻工藝或其它合適的工藝去除第一柵電極108a和第二柵電極108b。另一方面，通過(guò)諸如ald、cvd、pvd、鍍或它們的組合的合適的工藝沉積金屬材料(未示出)來(lái)形成第一柵電極122a和第二柵電極122b。在沉積金屬材料后，去除部分金屬材料以暴露第一間隔件120a、第二間隔件120b、蝕刻停止層114a和介電層118的頂面。例如，第一柵電極122a和第二柵電極122b可以具有在約30nm至約60nm的范圍內(nèi)的厚度。通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)工藝、蝕刻工藝或它們的組合可以實(shí)現(xiàn)去除部分金屬材料的工藝。

在可選實(shí)施例中，第一柵極介電層106a和第二柵極介電層106b與第一柵電極108a和第二柵電極108b一起去除以形成柵極溝槽。隨后，在柵極溝槽中形成界面層(未示出)、另外的柵極氧化物層(未示出)和金屬柵極電極122a、122b。例如，可以使用界面層以在鰭101和第一柵極介電層106a之間創(chuàng)建良好的界面，以及抑制半導(dǎo)體器件的溝道載流子的遷移率退化。此外，通過(guò)熱氧化工藝、化學(xué)汽相沉積(cvd)工藝或原子層沉積(ald)工藝形成界面層。界面層的材料包括諸如氧化硅層、氮氧化硅層等的介電材料。

由于第一柵電極108a和第二柵電極108b被第一柵電極122a和第二金屬柵電極122b替代，可以實(shí)施形成金屬互連(未示出)的后續(xù)工藝。例如，形成其它導(dǎo)電線(未顯示)以將第一柵電極122a和第二金屬柵電極122b與半導(dǎo)體器件中的其它元件電連接。

在一些實(shí)施例中，通過(guò)控制可流動(dòng)的氧化物材料的固化或退火條件，或?qū)诫s劑摻雜入通過(guò)可流動(dòng)的氧化物材料形成的固化的介電層，改變了介電層118的應(yīng)變。由于介電層118在第一mos晶體管a和第二mos晶體管b上引起相反的效應(yīng)，施加到第一mos晶體管a的介電層118的應(yīng)變不同于施加到第二mos晶體管b的介電層118的應(yīng)變，例如，它們之間的差異大于0.002gpa。換言之，可以容易地調(diào)節(jié)施加到第一mos晶體管a的介電層118的應(yīng)變和應(yīng)用到第二mos晶體管b的介電層118的應(yīng)變。因此，精細(xì)調(diào)節(jié)第一mos晶體管a的遷移率和第二mos晶體管b的遷移率。此外，由于在目前的半導(dǎo)體器件制造方法中存在固化、退火和摻雜工藝，簡(jiǎn)化了用于調(diào)節(jié)介電層118的應(yīng)變的方法，而不增加成本。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。圖4a至圖4d是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出半導(dǎo)體器件的制造工藝的截面示意圖。本實(shí)施例中提供的半導(dǎo)體器件類似于圖2f中描述的半導(dǎo)體器件，并且因此，在這些圖中相同的元件將用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示，并且下文中將不再重復(fù)描述。兩個(gè)實(shí)施例之間的差異在于，在本實(shí)施例中，分別對(duì)第一區(qū)域和第二區(qū)域的介電層實(shí)施摻雜工藝。參照?qǐng)D3和圖4a，在步驟s10中，在第一區(qū)域r1中的第一mos晶體管a和第二區(qū)域r2中的第二mos晶體管b上方形成介電層118。在一些實(shí)施例中，介電層118的材料和形成方法類似于圖2d中描述的介電層118的材料和形成方法，并且因此不在此重復(fù)。

參照?qǐng)D3和圖4b，在步驟s20中，對(duì)第一區(qū)域r1中的介電層118實(shí)施第一摻雜工藝dp1。特別地，在襯底100上方形成第一掩模117a以覆蓋第二區(qū)域r2中的介電層118并且暴露第一區(qū)域r1中的介電層118，并且因此通過(guò)第一摻雜工藝dp1將第一摻雜劑300a摻雜入第一區(qū)域r1中的介電層118中。在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝籱os晶體管a是p型mos時(shí)，第一摻雜劑300a是，但不限于，諸如ge、as或具有大尺寸的其它合適的摻雜劑的壓縮應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)劑。

參照?qǐng)D3和圖4c，在步驟s30中，對(duì)第二區(qū)域r2中的介電層118實(shí)施第二摻雜工藝dp2。特別地，在襯底100上方形成第二掩模117b以覆蓋第一區(qū)域r1中的介電層118并且暴露第二區(qū)域r2中的介電層118，并且因此通過(guò)第二摻雜工藝dp2將第二摻雜劑300b摻雜入第二區(qū)域r2中的介電層118中。在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙os晶體管b是n型mos時(shí)，第二摻雜劑300b是，但不限于，諸如b、c或具有小尺寸的其它合適的摻雜劑的拉伸應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)劑。在可選實(shí)施例中，第二摻雜劑300b具有比第一摻雜劑300a更大的尺寸。在可選實(shí)施例中，第一摻雜劑300a和第二摻雜300b都可以是壓縮應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)劑或拉伸應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)劑，并且第一摻雜劑300a的劑量和第二摻雜劑300b的劑量是不同的。在可選實(shí)施例中，第一摻雜工藝dp1的劑量和第二摻雜工藝dp2的劑量之間的差異至少大于1×10¹⁵原子/cm²。在可選實(shí)施例中，可以對(duì)第一區(qū)域r1和第二區(qū)域r2兩者中的介電層118實(shí)施第一摻雜工藝dp1和第二摻雜工藝dp2中的一個(gè)。

參照?qǐng)D3和圖4d，在步驟s40中，在一些實(shí)施例中，第一柵電極108a和第二柵電極108b是偽柵電極，并分別被第一柵電極122a和第二柵電極122b替代。在一些實(shí)施例中，圖4d中描述的半導(dǎo)體器件類似于圖2f中描述的半導(dǎo)體器件，并且因此不在此重復(fù)。

在一些實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)第一區(qū)域r1和第二區(qū)域r2中的介電層118分別實(shí)施摻雜工藝，第一區(qū)域r1中的介電層118的應(yīng)變和第二區(qū)域r2中的介電層118的應(yīng)變是不同的。此外，第一區(qū)域r1和第二區(qū)域r2中的介電層118的摻雜濃度、h-n鍵合和孔隙率的至少一個(gè)是不同的。在一些實(shí)施例中，通過(guò)翹曲測(cè)量方法測(cè)量的第一區(qū)域r1中的介電層118的應(yīng)變和第二區(qū)域r2中的介電層118的應(yīng)變之間的差異大于0.002gpa。在一些實(shí)施例中，第一區(qū)域r1中的介電層118的摻雜劑濃度和第二區(qū)域r2中的介電層118的摻雜劑濃度之間的差異大于1×10¹⁵原子/cm²。在一些實(shí)施例中，通過(guò)ftir法測(cè)量的第一區(qū)域r1中的介電層118的h-n鍵合和第二區(qū)域r2中的介電層118的h-n鍵合之間的差異大于5％。在一些實(shí)施例中，通過(guò)小角x射線/中子散射法測(cè)量的第一區(qū)域r1中的介電層118的孔隙率與第二區(qū)域r2中的介電層118的孔隙率之間的差異大于3％。因此，精細(xì)調(diào)節(jié)第一mos晶體管a的遷移率和第二mos晶體管b的遷移率。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。圖6a至圖6e是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造工藝的截面示意圖。本實(shí)施例中提供的半導(dǎo)體器件類似于圖2f中描述的半導(dǎo)體器件，并且因此，在這些圖中相同的元件將用相同的標(biāo)號(hào)表示，并且下文中將不再進(jìn)一步描述。兩個(gè)實(shí)施例之間的差異將在下面描述。參照?qǐng)D5和圖6a，在步驟s10中，在第一區(qū)域r1中的第一mos晶體管a和第二區(qū)域中的第二mos晶體管b上方形成第一可流動(dòng)的氧化物材料116a’。在一些實(shí)施例中，通過(guò)依次實(shí)施第一沉積工藝、第一固化工藝和第一退火工藝形成第一可流動(dòng)的氧化物材料116a’。在一些實(shí)施例中，第一退火工藝后選擇性地實(shí)施第一去除工藝，以去除固化的第一可流動(dòng)的氧化物材料116a’的部分。在一些實(shí)施例中，例如，在第一去除工藝后，暴露第一柵電極108a的頂面和第二柵電極108b的頂面。在一些實(shí)施例中，第一可流動(dòng)的氧化物材料116a’類似于圖2c的實(shí)施例中描述的可流動(dòng)的氧化物材料。第一沉積工藝、第一固化工藝、第一退火工藝和第一去除工藝類似于圖2c的實(shí)施例中描述的沉積工藝和固化工藝以及圖2d的實(shí)施例中描述的退火工藝和去除工藝。因此，它們的細(xì)節(jié)不在此重復(fù)。

參照?qǐng)D5和圖6b，在步驟s20中，去除第二區(qū)域r2中的部分第一可流動(dòng)的氧化物材料，以使保留的第一可流動(dòng)的氧化物材料116a’形成為第一區(qū)域r1中的第一介電層118a。詳細(xì)地，在襯底100的第一區(qū)域r1上方形成第一掩模117a，并且暴露第二區(qū)域r2。然后，通過(guò)使用第一掩模117a作為掩模去除第二區(qū)域r2中的部分第一可流動(dòng)的氧化物材料。在一些實(shí)施例中，通過(guò)例如蝕刻工藝或其它合適的工藝去除部分第一介電材料116a’以暴露第二區(qū)域r2中的蝕刻停止層114。

參照?qǐng)D5和圖6c，在步驟s30中，在第一介電層118a和第二mos晶體管b上方形成第二可流動(dòng)的氧化物材料116b’。在形成第二可流動(dòng)的氧化物材料116b’前，去除第一掩模117。在一些實(shí)施例中，通過(guò)依次實(shí)施第二沉積工藝、第二固化工藝和第二退火工藝形成第二可流動(dòng)的氧化物材料116b’。在一些實(shí)施例中，第二可流動(dòng)的氧化物材料116b’類似于圖2c的實(shí)施例中描述的可流動(dòng)的氧化物材料。第二沉積工藝、第二固化工藝和第二退火工藝類似于圖2c的實(shí)施例中描述的沉積工藝和固化工藝以及圖2d的實(shí)施例中描述的退火工藝。因此，它們的細(xì)節(jié)不在此重復(fù)。

應(yīng)當(dāng)注意，通過(guò)對(duì)第一可流動(dòng)的氧化物材料116a’和第二可流動(dòng)的氧化物材料116b’實(shí)施固化工藝、退火工藝或它們的組合調(diào)節(jié)施加到第一mos晶體管和第二mos晶體管的介電層的應(yīng)變。詳細(xì)地，在一些實(shí)施例中，第一固化工藝和第二固化工藝中的固化溫度、固化時(shí)間和其它固化條件的至少一個(gè)是不同的，其中第一固化工藝中的固化溫度和第二固化工藝中的固化溫度之間的差異至少大于20℃，并且第一固化工藝中的固化時(shí)間和第二固化工藝中的固化時(shí)間之間的差異至少大于10分鐘。在可選實(shí)施例中，第一退火工藝和第二退火工藝中的退火溫度、退火時(shí)間和其它退火條件的至少一個(gè)是不同的，其中第一退火工藝中的退火溫度和第二退火工藝中的退火溫度之間的差異至少大于50℃，并且第一退火工藝中的退火時(shí)間和第二退火工藝中的退火時(shí)間之間的差異至少大于20分鐘。

參照?qǐng)D5和圖6d，在步驟s40中，去除第一區(qū)域r1中的部分第二可流動(dòng)的氧化物材料116b’，以使保留的第二可流動(dòng)的氧化物材料116b’形成為第二區(qū)域r2中的第二介電層118b。詳細(xì)地，通過(guò)例如化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)工藝、蝕刻工藝或其它適合的工藝去除部分第二可流動(dòng)的氧化物材料116b’以暴露第一介電層118a的頂面、第一柵電極108a的頂面和第二柵電極108b的頂面。

在可選實(shí)施例中，在形成第一介電層118a和第二介電層118b后，對(duì)第一介電層118a和第二介電層118b的至少一個(gè)實(shí)施摻雜工藝。在對(duì)第一介電層118a實(shí)施摻雜工藝期間，在第二區(qū)域上方形成第一掩模以屏蔽第二介電層118b。同樣地，在對(duì)第二介電層118b實(shí)施摻雜工藝期間，在第一區(qū)域上方形成第二掩模以屏蔽第一介電層118a。

參照?qǐng)D5和圖6e，在步驟s50中，在一些實(shí)施例中，第一柵電極108a和第二柵電極108b是偽柵電極，并且分別被第一柵電極122a和第二柵電極122b替代。在一些實(shí)施例中，圖6e中描述的半導(dǎo)體器件類似于圖2f中描述的半導(dǎo)體器件，并且在此不再重復(fù)。

在一些實(shí)施例中，通過(guò)控制固化條件和退火條件(例如，時(shí)間和溫度)的至少一個(gè)，在第一區(qū)域r1和第二區(qū)域r2上方分別形成具有不同應(yīng)變的第一介電層118a和第二介電層118b。因此，精細(xì)調(diào)節(jié)第一mos晶體管a的遷移率和第二mos晶體管b的遷移率。

在一些實(shí)施例中，通過(guò)固化工藝、退火工藝和摻雜工藝的至少一個(gè)調(diào)節(jié)施加到第一mos晶體管和第二mos晶體管的介電層的應(yīng)變。在一些實(shí)施例中，第一區(qū)域和第二區(qū)域中的介電層的摻雜劑濃度、h-n鍵合和孔隙率的至少一個(gè)是不同的，分別在第一和第二區(qū)域中設(shè)置第一和第二mos晶體管。在一些實(shí)施例中，通過(guò)分別在第一區(qū)域和第二區(qū)域上方形成第一介電層和第二介電層，施加到第一mos晶體管的第一介電層的應(yīng)變和施加到第二mos晶體管的第二介電層的應(yīng)變是不同的。換言之，可以容易地調(diào)節(jié)施加到p型mos和n型mos上的介電層的應(yīng)變，并且因此精細(xì)調(diào)節(jié)p型mos的遷移率和n型mos的遷移率。此外，由于在固化工藝、退火工藝和摻雜工藝是目前的半導(dǎo)體器件制造方法中的現(xiàn)有的工藝，并且因此簡(jiǎn)化了用于調(diào)節(jié)介電層的應(yīng)變的方法，而不增加成本。

半導(dǎo)體器件包括襯底、p型mos晶體管、n型mos晶體管和固化的可流動(dòng)的氧化物層。襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域。p型mos晶體管位于第一區(qū)域中。n型mos晶體管位于第二區(qū)域中。固化的可流動(dòng)的氧化物層覆蓋p型mos晶體管和n型mos晶體管，其中施加到p型mos晶體管的固化的可流動(dòng)的氧化物層的第一應(yīng)變不同于施加到n型mos晶體管的固化的可流動(dòng)的氧化物層的第二應(yīng)變，并且兩者之間的差異大于0.002gpa。

在上述半導(dǎo)體器件中，還包括位于所述固化的可流動(dòng)的氧化物層和所述襯底之間的接觸蝕刻停止層。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述固化的可流動(dòng)的氧化物層摻雜有選自由ia族和iii族至v族構(gòu)成的組的摻雜劑。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述固化的可流動(dòng)的氧化物層摻雜有選自由ia族和iii族至v族構(gòu)成的組的摻雜劑，所述固化的可流動(dòng)的氧化物層的摻雜劑濃度是1×10¹⁵原子/cm²至1×10¹⁶原子/cm²。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述第一應(yīng)變和所述第二應(yīng)變選自拉伸應(yīng)變和壓縮應(yīng)變。

半導(dǎo)體器件包括襯底、p型mos晶體管、n型mos晶體管和固化的可流動(dòng)的氧化物層。襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域。p型mos晶體管位于第一區(qū)域中。n型mos晶體管位于第二區(qū)域中。固化的可流動(dòng)的氧化物層覆蓋p型mos晶體管和n型mos晶體管，其中第一區(qū)域和第二區(qū)域中的介電層的摻雜劑濃度、h-n鍵合和孔隙率的至少一個(gè)是不同的。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，還包括位于所述固化的可流動(dòng)的氧化物層和所述襯底之間的接觸蝕刻停止層。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，摻雜位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的至少一個(gè)中的所述固化的可流動(dòng)的氧化物層。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的至少一個(gè)中的所述固化的可流動(dòng)的氧化物層摻雜有選自由ia族和iii族至v族構(gòu)成的組的摻雜劑。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，位于所述第一區(qū)域中的所述固化的可流動(dòng)的氧化物層的摻雜劑濃度和位于所述第二區(qū)域中的所述固化的可流動(dòng)的氧化物層的摻雜劑濃度之間的差異大于1×10¹⁵原子/cm²。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，位于所述第一區(qū)域中的所述固化的可流動(dòng)的氧化物層的h-n鍵合和位于所述第二區(qū)域中的所述固化的可流動(dòng)的氧化物層的h-n鍵合之間的差異大于5％。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，位于所述第一區(qū)域中的所述固化的可流動(dòng)的氧化物層的孔隙率和位于所述第二區(qū)域中的所述固化的可流動(dòng)的氧化物層的孔隙率之間的差異大于3％。

半導(dǎo)體器件的制造方法包括至少以下步驟。提供包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的襯底。在第一區(qū)域中形成第一mos晶體管并且在第二區(qū)域中形成第二mos晶體管。在襯底上方形成第一可流動(dòng)的氧化物材料。去除第二區(qū)域中的部分第一可流動(dòng)的氧化物材料，以使第一區(qū)域中的保留的第一可流動(dòng)的氧化物材料形成第一介電層。在襯底上方形成第二可流動(dòng)的氧化物材料。去除第一區(qū)域中的部分第二可流動(dòng)的氧化物材料，以使第二區(qū)域中的保留的第二可流動(dòng)的氧化物材料形成第二介電層。

在上述方法中，還包括對(duì)所述第一可流動(dòng)的氧化物材料實(shí)施第一固化工藝和第一退火工藝并且對(duì)所述第二可流動(dòng)的氧化物材料實(shí)施第二固化工藝和第二退火工藝。

在上述方法中，還包括對(duì)所述第一可流動(dòng)的氧化物材料實(shí)施第一固化工藝和第一退火工藝并且對(duì)所述第二可流動(dòng)的氧化物材料實(shí)施第二固化工藝和第二退火工藝，其中，所述第一固化工藝中的固化溫度和所述第二固化工藝中的固化溫度之間的差異大于20℃。

在上述方法中，還包括對(duì)所述第一可流動(dòng)的氧化物材料實(shí)施第一固化工藝和第一退火工藝并且對(duì)所述第二可流動(dòng)的氧化物材料實(shí)施第二固化工藝和第二退火工藝，其中，所述第一退火工藝中的退火溫度和所述第二退火工藝中的退火溫度之間的差異大于50℃。

在上述方法中，還包括對(duì)所述第一介電層和所述第二介電層的至少一個(gè)實(shí)施摻雜工藝。

在上述方法中，還包括對(duì)所述第一介電層和所述第二介電層的至少一個(gè)實(shí)施摻雜工藝，其中，摻雜劑選自由ia族和iii族至v族構(gòu)成的組。

在上述方法中，還包括對(duì)所述第一介電層和所述第二介電層的至少一個(gè)實(shí)施摻雜工藝，其中，摻雜劑選自由he、ne、ar、kr、xe、rn、b、c、n、o、f、as、sb、ge、sn、ga和in構(gòu)成的組。

在上述方法中，還包括對(duì)所述第一介電層和所述第二介電層的至少一個(gè)實(shí)施摻雜工藝，其中，所述第一介電層的摻雜劑濃度和所述第二介電層的摻雜劑濃度之間的差異大于1×10¹⁵原子/cm²。

上面概述了若干實(shí)施例的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)施與在此所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢(shì)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在此他們可以做出多種變化、替換以及改變。