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NMOS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)溝道長度的長短依次對具有不同溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層進行沉積-干法刻蝕去除-再次沉積，使得氮化硅層厚度與溝道長度成正比，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；將沉積前無氮化硅層覆蓋的所述NMOS按照NMOS溝道長度的長短次序進行分類，保留上述NMOS中具有最長溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層，干法刻蝕以去除上述NMOS中其余所對應(yīng)的氮化硅層，再次沉積氮化硅層；重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至沉積前無氮化硅層覆蓋的所述NMOS無法按照NMOS溝道長度的長短次序進行分類，繼續(xù)后續(xù)通用的半導(dǎo)體工藝流程，以形成NMOS晶體管。可選的，所述將沉積前無氮化硅層覆蓋的NMOS按照NMOS溝道長度的長短次序進行分類，保留上述NMOS中具有最長溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層，干法刻蝕以去除上述NMOS中其余所對應(yīng)的氮化硅層，再次沉積氮化硅層包括將所述NMOS按照NMOS溝道長度的長短次序分為三類，對于溝道長度最短和次短的NM0S，干法刻蝕去除其對應(yīng)的氮化硅層；沉積第二氮化硅層；干法刻蝕去除與溝道長度最短的NMOS對應(yīng)的第二氮化硅層；沉積第三氮化娃層?？蛇x的，采用等離子體增強化學氣相沉積法沉積所述氮化硅層?？蛇x的，每次所沉積的所述氮化硅 層的厚度為100埃至300埃。可選的，所述氮化硅層具有高拉應(yīng)力，所述高拉應(yīng)力為0. 7吉帕至2. 0吉帕。可選的，所述對氮化硅層進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不同厚度的氮化硅層的高拉應(yīng)力對溝道載流子的不同影響，根據(jù)NMOS器件溝道長度的長短，通過沉積-干法刻蝕去除-再次沉積的方法，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施方式的流程示意圖；圖3-圖9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。
具體實施例方式本發(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采取沉積-干法刻蝕去除-再次沉積的處理，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2，本發(fā)明NMOS器件制作方法包括步驟S100，提供含有NMOS的基底；步驟S200,在所述基底上沉積具有聞拉應(yīng)力的氣化娃層；步驟S300，將沉積前無氮化硅層覆蓋的所述NMOS按照NMOS溝道長度的長短次序進行分類，保留上述NMOS中具有最長溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層，干法刻蝕以去除上述NMOS中其余所對應(yīng)的氮化硅層，再次沉積氮化硅層；重復(fù)執(zhí)行步驟S300，直至沉積前無氮化硅層覆蓋的所述NMOS無法按照NMOS溝道長度的長短次序進行分類，執(zhí)行步驟S400，繼續(xù)后續(xù)通用的半導(dǎo)體工藝流程，以形成NMOS
晶體管。參考圖3，在一種實施方式中，基底100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。對應(yīng)地，參考圖4，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，在所述基底上沉積第一氮化硅層；
步驟S3，對于溝道長度最短和次短的NM0S，干法刻蝕去除其對應(yīng)的第一氮化硅層；步驟S4，沉積第二氮化硅層；步驟S5，干法刻蝕去除與溝道長度最短的NMOS對應(yīng)的第二氮化硅層；步驟S6，沉積第三氮化硅層；步驟S7，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5，在具有NMOS的基底100上沉積第一氮化硅層110。參考圖6，先對溝道長度最短的NM0S101以及溝道長度次短的NM0S102上所沉積的第一氮化硅層110進行曝光和干法刻蝕，去除對應(yīng)的第一氮化硅層110。接著，參考圖7，再次沉積，形成第二氮化硅層120。然后，參考圖8，再對溝道長度最短的NM0S101上所沉積的第二氮化硅層120進行曝光和干法刻蝕，去除對應(yīng)的第二氮化硅層120。接著，參考圖9，再次沉積，形成第三氮化娃層130。上述第一氮化硅層110、第二氮化硅層120和第三氮化硅層130中任一個的厚度可為100埃至300埃，且可采用等離子體增強化學氣相沉積法進行沉積。所述第一氮化硅層110、第二氮化硅層120和第三氮化硅層130都具有高拉應(yīng)力，應(yīng)力范圍為0. 7吉帕(GPa)至2.0吉帕。不難發(fā)現(xiàn)，當形成第三氮化硅層130之后，溝道長度最長的NM0S103上沉積了第一氮化硅層110、第二氮化硅層120和第三氮化硅層130，溝道長度次長的NM0S102上沉積了第二氮化硅層120和第三氮化硅層130，而溝道長度最短的NM0S101上沉積了第三氮化硅層130。也就是說，通過上述沉積-干法刻蝕去除-再次沉積的方式，使得NMOS上所沉積的 氮化硅層的厚度與其溝道長度的長短成正比，溝道長度長，則所沉積的氮化硅層厚度厚，反之，溝道長度短，則所沉積的氮化硅層厚度薄。由于所沉積的氮化硅層具有高拉應(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的性能進行調(diào)整。因此，與溝道長度成正比的氮化硅層能夠?qū)崿F(xiàn)對NMOS器件性能調(diào)整的一致性。其中，上述干法刻蝕時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)等氣體進行刻蝕。在一種具體實施方式
中，步驟S7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厚度使得其所具有的高拉應(yīng)力對溝道載流子所造成的不同影響，根據(jù)NMOS器件溝道長度的長短，將NMOS進行分類，并分次進行干法刻蝕去除以及再次沉積，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
1.一種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； 將沉積前無氮化硅層覆蓋的所述NMOS按照NMOS溝道長度的長短次序進行分類，保留上述NMOS中具有最長溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層，干法刻蝕以去除上述NMOS中其余所對應(yīng)的氮化硅層，再次沉積氮化硅層； 重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至沉積前無氮化硅層覆蓋的所述NMOS無法按照NMOS溝道長度的長短次序進行分類，繼續(xù)后續(xù)通用的半導(dǎo)體工藝流程，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，所述將沉積前無氮化硅層覆蓋的NMOS按照NMOS溝道長度的長短次序進行分類，保留上述NMOS中具有最長溝道長度的 NMOS所對應(yīng)的氮化硅層，干法刻蝕以去除上述NMOS中其余所對應(yīng)的氮化硅層，再次沉積氮化娃層包括 將所述NMOS按照NMOS溝道長度的長短次序分為三類，對于溝道長度最短和次短的NM0S，干法刻蝕去除其對應(yīng)的氮化硅層； 沉積第二氮化硅層； 干法刻蝕去除與溝道長度最短的NMOS對應(yīng)的第二氮化硅層； 沉積第三氮化硅層。
3.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，采用等離子體增強化學氣相沉積法沉積所述氮化硅層。
4.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述氮化硅層的厚度為100埃至300埃。
5.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述氮化硅層具有高拉應(yīng)力，所述高拉應(yīng)力為0. 7吉帕至2. 0吉帕。
6.如權(quán)利要求I所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述對氮化硅層進行干法刻蝕采用的刻蝕氣體為氟和碳含量低的氣體。
7.如權(quán)利要求6所述的NMOS器件制作方法，其特征在于，所述刻蝕氣體為四氟化碳，和/或八氟環(huán)丁烷，和/或全氟丁二烯。
8.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)體工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；將沉積前無氮化硅層覆蓋的所述NMOS按照NMOS溝道長度的長短次序進行分類，保留上述NMOS中具有最長溝道長度的NMOS所對應(yīng)的氮化硅層，干法刻蝕以去除上述NMOS中其余所對應(yīng)的氮化硅層，再次沉積氮化硅層；重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至沉積前無氮化硅層覆蓋的所述NMOS無法按照NMOS溝道長度的長短次序進行分類，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器件制作方法根據(jù)NMOS器件溝道長度的長短，通過沉積-干法刻蝕去除-再次沉積的方法，使得所述氮化硅層的厚度與溝道長度成正比，實現(xiàn)對NMOS器件性能調(diào)整的一致性。
文檔編號H01L21/336GK102751196SQ20121020899
公開日2012年10月24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