氮化硅制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种氮化硅制造方法，包括：步骤c1，通入氨气和氮气并预稳定；步骤c2，通入硅烷；步骤c3，射频点火；步骤c4，沉积氮化硅；步骤c5，氮气等离子体处理氮化硅。依照本发明的张应力氮化硅制造方法，采用氮气等离子轰击来增强Si-N键合力从而提高薄膜密度，提高了张应力氮化硅的抗酸性，使其能适用于集成在双应变衬层后栅工艺中，有效提高了器件的性能和可靠性。
【专利说明】氮化硅制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体器件制造方法，特别是涉及一种具有张应力的应变氮化硅制造方法。
【背景技术】
[0002]当器件物理栅长持续缩减时，若试图使得器件仍然能保持良好的性能，则载流子迁移率增强技术对于CMOS等比例缩小是至关重要的。
[0003]应变硅技术通过仅增强载流子迁移率而提高了器件的开关速度，成为当前研究的执占。
[0004]近期在高性能逻辑技术中，广泛采用了共轴工艺应变硅。已研发了通过在器件结构上的张应力氮化物盖层来引入沟道应变，从而增强NMOS载流子迁移率。同样地，可以在器件结构上形成压应力氮化物盖层以增强PMOS载流子迁移率。采用上述的现有工艺技术，对于NMOS而言在氮化硅薄膜中产生了由上述工艺诱导得到的高达约1.4GPa的张应力，而对于PMOS而言则产生了高达约3.0GPa的压应力。
[0005]上述双应变衬层集成工艺不仅需要高的氮化硅应变，而且当使用后栅工艺时也需要薄膜具有良好的密度以及抗酸性(例如对于稀释氢氟酸dHF，特别是当后栅工艺去除假栅极及其垫氧化层时，腐蚀用的酸可能会使得应力层具有较大的、乃至不可接受的损伤，严重影响了器件的性能)。下表1是各种常见材料在dHF下的腐蚀速率对比。
[0006]表1
【权利要求】
1.一种氮化硅制造方法，包括： 步骤Cl,通入氨气和氮气并预稳定； 步骤c2，通入娃烧； 步骤c3,射频点火； 步骤c4,沉积氮化娃； 步骤c5，氮气等离子体处理氮化硅。
2.如权利要求I的氮化硅制造方法，其中，循环地重复执行步骤Cl至步骤c5。
3.如权利要求2的氮化硅制造方法，其中，循环次数为20次。
4.如权利要求2的氮化硅制造方法，其中，在每个步骤c4之后均执行步骤c5。
5.如权利要求I的氮化硅制造方法，其中，步骤Cl至步骤c5执行过程中腔内压力稳定控制在6T。
6.如权利要求I的氮化娃制造方法，其中，步骤cl中，氨气流量为80sccm,氮气流量为4000sccm,通气时间为10s。
7.如权利要求6的氮化硅制造方法，其中，步骤c2中，在保持步骤Cl的流量同时，通入硅烷流量为20sccm，通气时间5s。
8.如权利要求7的氮化硅制造方法，其中，步骤c3中，在保持步骤Cl和步骤c2的流量同时，激发射频，开启高频RF，设定为40W，时间为5s。
9.如权利要求8的氮化硅制造方法，其中，步骤c4中，在保持步骤c3的条件下，沉积时间为1.5?沉积膜厚为25八。
10.如权利要求I的氮化硅制造方法，其中，步骤C5中，关闭氨气和硅烷，持续通入氮气，开启高频RF40W，激发氮等离子体轰击氮化硅薄膜。
11.如权利要求I的氮化硅制造方法，其中，步骤Cl之前进一步包括： 步骤a，清洁以及调适腔体； 步骤b,装载晶片。
12.如权利要求11的氮化硅制造方法，其中，步骤a耗时120s，步骤b耗时5s。
13.如权利要求I的氮化硅制造方法，其中，步骤c5之后进一步包括：关掉低频RF和反应气体，通入氮气直至常压，取出晶片。
14.如权利要求I的氮化硅制造方法，其中，腔体内温度为200?550°C。
15.如权利要求I的氮化硅制造方法，其中，RF低频为106?188KHZ，高频为13.56MHz。
16.如权利要求I的氮化硅制造方法，其中，腔体内本底真空度小于等于30mT。
17.如权利要求I的氮化硅制造方法，其中，采用双频容性耦合等离子体平行板式PECVD设备。
【文档编号】H01L21/318GK103839800SQ201210473382
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月20日 优先权日:2012年11月20日
【发明者】王桂磊, 秦长亮, 李俊峰, 赵超 申请人:中国科学院微电子研究所