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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103839815103839815A(43)申请公布日2014.06.04(21)申请号201210477286.3(22)申请日2012.11.21(71)申请人中芯国际集成电路制造(上海)有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号(72)发明人鲍宇(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人骆苏华(51)Int.Cl.H01L21/336(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图2页附图2页(54)发明名称NMOS晶体管的形成方法(57)摘要一种NMOS晶体管的形成方法,包括:提供半导体衬底,在所述半导体衬底上形成有栅极结构、位于栅极结构两侧的半导体衬底中的源区和漏区;在半导体衬底上形成缓冲层,所述缓冲层覆盖所述栅极结构、源区和漏区;在所述缓冲层上形成张应力层,所述张应力层的材料为氮化硅,其中,所述缓冲层用于阻挡形成张应力层过程中的氢扩散进入源区和漏区;在形成所述张应力层后,对所述半导体衬底进行退火处理。所述缓冲层对氢向源区和漏区的扩散阻挡作用,确保源区、漏区中硼离子的稳定,并且张应力层的张应力可以适量、稳定保留在栅极、源区和漏区,尤其是栅极以下的沟道区中,有效稳定了NMOS晶体管的阈值电压,提升NMOS晶体管的性能。CN103839815ACN103895ACN103839815A权利要求书1/2页1.一种NMOS晶体管的形成方法,其特征在于,包括:提供半导体衬底,在所述半导体衬底上形成有栅极结构、位于栅极结构两侧的半导体衬底中的源区和漏区;在半导体衬底上形成缓冲层,所述缓冲层覆盖所述栅极结构、源区和漏区;在所述缓冲层上形成张应力层,所述张应力层的材料为氮化硅,其中,所述缓冲层用于阻挡形成张应力层过程中的氢扩散进入源区和漏区;在形成所述张应力层后,对所述半导体衬底进行退火处理。2.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述缓冲层包括位于所述半导体衬底上的氧化硅层、位于所述氧化硅层上的富氮氧化硅层。3.如权利要求2所述的形成方法,其特征在于,形成所述缓冲层的方法,包括:在所述半导体衬底上形成氧化硅层;对所述氧化硅层进行N2O等离子体处理,在氧化硅层上形成富氮氧化硅层。4.如权利要求3所述的形成方法,其特征在于,所述形成氧化硅层的方法,包括:等离子体增强化学气相沉积或亚大气压化学气相沉积。5.如权利要求3所述的形成方法,其特征在于,所述N2O等离子体处理工艺中,等离子化N2O气体时,等离子体反应腔内N2O气体的流动速率范围为:500~2000sccm,反应腔内的压力范围为:1~20Torr。6.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述缓冲层包括位于所述半导体衬底上的氧化硅层、位于氧化硅层上的富氧氮化硅层、位于富氧氮化硅层上的富氮氧化硅层。7.如权利源区6所述的形成方法,其特征在于,形成所述缓冲层的方法,包括:在所述半导体衬底上沉积氧化硅层;对所述氧化硅层进行NH3等离子体处理,在氧化硅层上形成富氧氮化硅层;对所述富氧氮化硅层进行N2O等离子体处理,在富氧氮化硅层上形成富氮氧化硅层。8.如权利要求7所述的形成方法,其特征在于,所述等离子体NH3处理过程中,在等离子化NH3时,等离子体反应腔内的NH3的流动速率范围为:2000~6000sccm,反应腔内的压力范围为:1~20Torr。9.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,在对半导体衬底进行退火处理后,所述张应力层对所述栅极结构、源区和漏区提供张应力的范围为:500~1700MPa。10.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述退火处理的步骤,包括:对所述半导体衬底进行快速退火;在快速退火后,对半导体衬底进行激光退火。11.如权利要求10所述的形成方法,其特征在于,所述快速退火过程,施加的温度范围为800~1200℃,快速退火时间为0.5~5s;所述激光退火过程,施加的温度范围为1000~1400℃,激光退火时间为0.1s~2ms。12.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,所述形成张应力层的方法,使用化学气相沉积,使用的原料包括硅烷和氨气。13.如权利要求1所述的形成方法,其特征在于,在退火处理后,还包括:去除所述张应力层和缓冲层。14.如权利要求13所述的形成方法,其特征在于,所述去除张应力层和缓冲层的方法,2CN103839815A权利要求书2/2页包括湿法刻蚀,使用的刻蚀剂包括热磷酸或氢氟酸。3CN103839815A说明书1/5页NMOS晶体管的形成方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种NMOS晶体管的形成方法。背景技术[0002]由于应力可以改变硅材料的能隙和载流子迁移率