[發(fā)明專利]增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110232262.7
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN102437119A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃曉櫓;顏丙勇;陳玉文;邱慈云
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)方法，尤其涉及一種增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法。

背景技術(shù)

隨著CMOS半導(dǎo)體器件工藝的發(fā)展以及按比例尺寸縮小，應(yīng)力工程在半導(dǎo)體工藝和器件性能方面起到越來越大的作用。在CMOS器件中引入應(yīng)力，主要是為了提高器件載流子遷移率。

應(yīng)力記憶效應(yīng)（Stress?memorization?technique，簡稱SMT）是一種CMOS工藝中引入應(yīng)力的方法。在器件源漏注入之后，沉積一層氮化硅薄膜保護(hù)層（cap?layer），緊接著進(jìn)行源漏退火，在源漏退火過程中，會產(chǎn)生氮化硅薄膜保護(hù)層、多晶硅柵以及側(cè)墻之間的熱應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力效應(yīng)，這些應(yīng)力會被記憶在多晶硅柵之中。在接下來的工藝中，氮化硅薄膜保護(hù)層被刻蝕掉，但記憶在多晶硅柵中的應(yīng)力，仍然會傳導(dǎo)到CMOS半導(dǎo)體器件的溝道之中。這種應(yīng)力產(chǎn)生的原因來源于退火時多晶硅晶粒長大重結(jié)晶的同時，覆蓋的氮化硅阻擋多晶硅應(yīng)力向外釋放，在多晶硅中沿Z方向（out-plane）會產(chǎn)生張應(yīng)力，而溝道X方向（in-plane）會產(chǎn)生壓應(yīng)力。傳導(dǎo)到溝道中的應(yīng)力為Z方向的壓應(yīng)力以及溝道方向的張應(yīng)力。這樣的應(yīng)力效果，對提高NMOS器件電子遷移率有益。

目前在LCD面板的制程中普遍采用了低溫多晶硅技術(shù)。最初其制程普遍采用溫度超過攝氏1000度Laser?Anneal（雷射退火）將玻璃基板上的非晶硅結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成多晶硅結(jié)構(gòu)，而低溫多晶硅技術(shù)溫度沒有那么高，僅約攝氏500～600度。低溫多晶硅制程是利用準(zhǔn)分子鐳射作為熱源，雷射光經(jīng)過投射系統(tǒng)后，會產(chǎn)生能量均勻分布的激光束，投射于非晶硅上，當(dāng)非晶硅吸收準(zhǔn)分子雷射的能量后，會轉(zhuǎn)變成為多晶硅結(jié)構(gòu)，因整個處理過程都是在攝氏600度以下完成。

非晶硅轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч瑁杈Я兇螅瑥亩軌蛟跍系乐挟a(chǎn)生更大的應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明公開了一種增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法，用以通過使用非晶硅柵取代多晶硅柵，并通過準(zhǔn)分子激光加熱，在完成應(yīng)力記憶效應(yīng)薄膜的退火后產(chǎn)生更大的應(yīng)力。

????本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

????一種增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法，在一襯底上形成至少一淺溝槽隔離，并在襯底上進(jìn)行阱注入，其中，包括以下步驟：

????在襯底上形成至少一非晶硅柵極；

????進(jìn)行外延注入；

在非晶柵極的兩個形成器件側(cè)墻，并進(jìn)行源/漏注入；

????在襯底上淀積一層氮化硅層；

????使用準(zhǔn)分子激光照射與尖峰退火，產(chǎn)生應(yīng)力記憶技術(shù)所需要的應(yīng)力并留在柵內(nèi)；

????將覆蓋在襯底上的氮化硅層去除。

????如上所述的增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法，其中，進(jìn)行準(zhǔn)分子激光照射的過程中將溫度控制在500~600°C之間。

如上所述的增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法，其中，將進(jìn)行準(zhǔn)分子激光照射的時間控制在1min~1000min。

如上所述的增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法，其中，進(jìn)行尖峰退火的過程中將溫度控制在800~1200之間。

如上所述的增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法，其中，將尖峰退火的時間控制在30秒至2小時。

綜上所述，本發(fā)明增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法淺溝隔離和阱注入之后，用非晶硅柵取代傳統(tǒng)的多晶硅柵，然后進(jìn)行外延注入，形成側(cè)墻，進(jìn)行源漏注入，淀積一層氮化硅，使用準(zhǔn)分子激光照射與尖峰退火，產(chǎn)生更大的應(yīng)力記憶技術(shù)所需要的應(yīng)力并留在柵內(nèi)，去除氮化硅層。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明及其特征、外形和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。

????圖1是本發(fā)明增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法的完成源/漏注入后的示意圖；

????圖2是本發(fā)明增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法的淀積氮化硅層后的示意圖；

????圖3是本發(fā)明增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法的將覆蓋在襯底上的氮化硅層去除后的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明：

一種增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法，在一襯底10上形成至少一淺溝槽隔離101，并在襯底10上進(jìn)行阱注入，其中，包括以下步驟：

????在襯底10上形成至少一非晶硅柵極，與現(xiàn)有技術(shù)采用多晶硅柵極不同，本發(fā)明采用非晶硅柵極；

進(jìn)行外延注入；