專利名稱：增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法
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(lái)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)(Stressmemorization technique,簡(jiǎn)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(guò)程中，會(huì)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(huì)被記憶在多晶硅柵之中。在接下來(lái)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(huì)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(lái)源于退火時(shí)多晶硅晶粒長(zhǎng)大重結(jié)晶的同時(shí)，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(huì)產(chǎn)生張應(yīng)力，而溝道X方向 (in-plane)會(huì)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(duì)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(guò)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(méi)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(guò)投射系統(tǒng)后，會(huì)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(huì)轉(zhuǎn)變成為多晶硅結(jié)構(gòu)，因整個(gè)處理過(guò)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?huì)變大，從而能夠在溝道中產(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(guò)使用非晶硅柵取代多晶硅柵，并通過(guò)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(guò)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(gè)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(guò)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(shí)間控制在 lmirTlOOOmin。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(guò)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(shí)間控制在30秒至2小時(shí)。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。


通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)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(huì)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)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說(shuō)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；
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，請(qǐng)參見圖 1，在非晶柵極201的兩個(gè)形成器件側(cè)墻202，并進(jìn)行源/漏注入；
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，請(qǐng)參見圖2， 在襯底10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)，通過(guò)使用非晶柵取代多晶柵，并引入準(zhǔn)分子激光加熱，在SMT退火之后，非晶硅柵晶粒長(zhǎng)大重新結(jié)晶，從而產(chǎn)生了更大的應(yīng)力。柵的應(yīng)力傳導(dǎo)到NMOS器件溝道內(nèi)，在多晶硅中沿Z方向(out-plane)會(huì)產(chǎn)生更大的壓應(yīng)力，此壓應(yīng)力可以提高NMOS器件的電子遷移率，增強(qiáng)了 SMT對(duì)NMOS的作用，提高了NMOS器件的性能。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，請(qǐng)參見圖3，將覆蓋在襯底10上的氮化硅層去除。本發(fā)明中進(jìn)行準(zhǔn)分子激光照射的過(guò)程中可以將溫度控制在50(T600° C之間。進(jìn)一步的，本發(fā)明中將進(jìn)行準(zhǔn)分子激光照射的時(shí)間控制在lmirTlOOOmin之間。另外，本發(fā)明中可以進(jìn)行尖峰退火的過(guò)程中將溫度控制在80(Γ1200之間。并且，本發(fā)明中可以將尖峰退火的時(shí)間控制在30秒至2小時(shí)。綜上所述，由于采用率了上述技術(shù)方案，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。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)以及上述實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)所述變化例，在此不予贅述。這樣的變化例并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，在此不予贅述。以上對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。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(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種增強(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，其特征在于，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(gè)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，將襯底上的淺溝槽區(qū)域、非晶柵極及覆蓋在非晶柵極側(cè)壁的器件側(cè)墻覆蓋；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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法，其特征在于，進(jìn)行準(zhǔn)分子激光照射的過(guò)程中將溫度控制在50(T600° C之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法，其特征在于，將進(jìn)行準(zhǔn)分子激光照射的時(shí)間控制在lmirTlOOOmin。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法，其特征在于，進(jìn)行尖峰退火的過(guò)程中將溫度控制在80(Γ1200之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)應(yīng)力記憶技術(shù)效果的方法，其特征在于，將尖峰退火的時(shí)間控制在30秒至2小時(shí)。
全文摘要
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。
文檔編號(hào)H01L21/8238GK102437119SQ20111023226
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者邱慈云, 陳玉文, 顏丙勇, 黃曉櫓 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司