專利名稱：Nmos晶體管的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種NMOS晶體管的形成方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，機(jī)械應(yīng)力可以改變硅材料的能隙和載流子遷移率，最近，機(jī)械應(yīng)力在影響MOSFET性能方面扮演了越來越重要的角色。如果可以適當(dāng)控制應(yīng)力，提高了載流子 (η-溝道晶體管中的電子，ρ-溝道晶體管中的空穴)遷移率，就提高了驅(qū)動(dòng)電流，因而應(yīng)力可以極大地提高晶體管的性能?，F(xiàn)有技術(shù)采用應(yīng)力襯墊技術(shù)以改善晶體管的機(jī)械應(yīng)力性能。如在NMOS晶體管上形成張應(yīng)力襯墊層(tensile stress liner)，在PMOS晶體管上形成壓應(yīng)力襯墊層 (compressive stress liner)，從而增大了 PMOS晶體管和NMOS晶體管的驅(qū)動(dòng)電流，提高了電路的響應(yīng)速度。據(jù)研究，使用雙應(yīng)力襯墊技術(shù)的集成電路能夠帶來的速度提升。現(xiàn)有技術(shù)還通過在在源區(qū)或者漏區(qū)的位置形成外延層，以改善晶體管的機(jī)械應(yīng)力的性能。具體地，以PMOS晶體管為例，首先在需要形成源區(qū)和漏區(qū)的區(qū)域形成外延層，如硅鍺外延層，然后再進(jìn)行摻雜形成PMOS晶體管的源區(qū)和漏區(qū)，形成硅鍺是為了弓I入硅和硅鍺(SiGe)之間晶格失配形成的壓應(yīng)力，進(jìn)一步提高壓應(yīng)力，提高晶體管的性能。公開號(hào)為 CN1011700060A的中國專利申請(qǐng)中提供了一種在源漏區(qū)域采用硅鍺(SiGe)的PMOS晶體管的形成方法。進(jìn)一步地，對(duì)于NMOS晶體管，還可以通過對(duì)NMOS晶體管的溝道區(qū)施加與溝道區(qū)溝道電流垂直的的壓應(yīng)力，以提高溝道區(qū)內(nèi)載流子遷移率，進(jìn)而提高驅(qū)動(dòng)電流?，F(xiàn)有技術(shù)一般采用應(yīng)力記憶工藝(stress memorization techniques，SMT)，以提高溝道區(qū)在垂直方向受到的壓應(yīng)力。其方法包括首先提供如圖1所示的NMOS晶體管，包括襯底001，所述襯底001上形成有柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括依次位于所述襯底001上的柵極氧化層002和柵極003，及位于所述柵極氧化層002表面和柵極003表面的側(cè)墻004。繼續(xù)參考圖1，以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，對(duì)所述襯底001進(jìn)行離子摻雜，形成源區(qū)/ 漏區(qū)。如圖2所示，在所述柵極結(jié)構(gòu)和襯底001表面上形成應(yīng)力層005，所述應(yīng)力層005 為氮化硅。形成所述應(yīng)力層005后，對(duì)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理，以激活源區(qū)/漏區(qū)內(nèi)的
摻雜離子。因?yàn)樗鰺崽幚憝h(huán)境的溫度較高，如圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)會(huì)受熱而膨脹。尤其地，當(dāng)柵極003受到高溫影響而膨脹時(shí)，因?yàn)樗鰱艠O結(jié)構(gòu)的表面形成有應(yīng)力層005，且所述應(yīng)力層005應(yīng)力較大，則在垂直向上的方向和兩側(cè)的水平方向的膨脹均因受到應(yīng)力層 005的約束，使得所述柵極003在垂直向上的方向和水平方向上無法形變。導(dǎo)致所述柵極 003因膨脹而產(chǎn)生的能量只能向下作用，產(chǎn)生較大的向下的壓力。所述壓力將作用至位于柵極氧化層002下方的溝道區(qū)，以提高溝道區(qū)的垂直方向的壓應(yīng)力，進(jìn)而提高溝道區(qū)內(nèi)載流子遷移率，提高驅(qū)動(dòng)電流。
但是通過上述方法形成的NMOS晶體管，其閾值電壓較待形成的標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓值有明顯下降，表現(xiàn)為溝道區(qū)的閾值電壓明顯下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種NMOS晶體管的形成方法，以解決通過應(yīng)力記憶工藝形成的NMOS晶體管的閾值電壓下降的問題。本發(fā)明提供一種NMOS晶體管的形成方法，包括提供襯底，及位于襯底上的柵極結(jié)構(gòu)；以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，對(duì)所述襯底進(jìn)行離子摻雜，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底內(nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)；在暴露出的襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)表面形成阻擋層，并在所述阻擋層上形成應(yīng)力層；對(duì)所述源區(qū)和漏區(qū)進(jìn)行熱處理，激活源區(qū)和漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子；去除所述阻擋層和應(yīng)力層?？蛇x的，所述阻擋層的密度不小于3g/cm3?？蛇x的，所述阻擋層的厚度范圍為10 100埃?？蛇x的，所述阻擋層為氮化硅層或者氮氧化硅?？蛇x的，所述應(yīng)力層為氮化硅層。可選的，所述應(yīng)力層的厚度范圍為100 500埃。可選的，形成所述阻擋層前，還包括在所述襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)表面形成緩沖層?？蛇x的，所述緩沖層為氧化硅層?？蛇x的，形成所述緩沖層、阻擋層和應(yīng)力層后，還包括分別去除所述緩沖層、阻擋層和應(yīng)力層內(nèi)含有的氫元素?？蛇x的，分別對(duì)所述緩沖層、阻擋層和應(yīng)力層進(jìn)行等離子體處理，以去除位于所述緩沖層、阻擋層和應(yīng)力層內(nèi)含有的氫元素。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)形成應(yīng)力層前，先在所述襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)表面上形成阻擋層，所述阻擋層密度較高，其密度不小于3g/cm3。所述致密的阻擋層可以用于阻擋應(yīng)力層內(nèi)的氫元素進(jìn)入所述襯底內(nèi)的源區(qū)/漏區(qū)，避免氫元素加強(qiáng)源區(qū)/漏區(qū)的摻雜離子的擴(kuò)散而導(dǎo)致的閾值電壓下降的問題，提高閾值電壓的可靠性，進(jìn)一步提高NMOS晶體管性能的可靠性；進(jìn)一步地，在所述襯底和阻擋層間形成緩沖層，避免因阻擋層和應(yīng)力層的應(yīng)力過大對(duì)襯底造成損傷；最后，對(duì)所述緩沖層、阻擋層和應(yīng)力層進(jìn)行等離子體處理，以去除緩沖層、阻擋層和應(yīng)力層內(nèi)含有的氫元素，避免氫元素加強(qiáng)源區(qū)/漏區(qū)的摻雜離子的擴(kuò)散導(dǎo)致的閾值電壓下降的問題，提高閾值電壓的可靠性，進(jìn)一步提高NMOS晶體管性能的可靠性。


圖1至圖2是現(xiàn)有技術(shù)中NMOS晶體管形成方法結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的NMOS晶體管形成方法的流程示意圖。
圖4至圖9為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的NMOS晶體管形成方法結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有技術(shù)采用應(yīng)力記憶工藝(stress memorization techniques，SMT)，以提高溝道區(qū)垂直方向受到的壓應(yīng)力，但是通過所述方法形成的NMOS晶體管，其閾值電壓較待形成的標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓值有明顯下降。參考圖1和至圖2，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在形成應(yīng)力層005后，位于所述源區(qū)/漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子的濃度比形成應(yīng)力層005前的摻雜離子濃度下降較多，使得開啟溝道區(qū)的難度下降，進(jìn)而導(dǎo)致閾值電壓與待形成的標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓有明顯下降。發(fā)明人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)形成應(yīng)力層005的工藝環(huán)境會(huì)導(dǎo)致形成的應(yīng)力層005內(nèi)含有氫元素。如采用化學(xué)氣相沉積法形成應(yīng)力層005時(shí)，采用硅烷、氨氣等物質(zhì)作為前驅(qū)物以沉積形成應(yīng)力層005，所述應(yīng)力層005內(nèi)含有氫元素。所述應(yīng)力層005內(nèi)的氫元素將擴(kuò)散至襯底內(nèi)的源區(qū)/漏區(qū)，而氫元素會(huì)加強(qiáng)源區(qū)/漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子的擴(kuò)散程度，降低開啟溝道區(qū)的難度，進(jìn)而降低了所述NMOS晶體管的閾值電壓。特別地，當(dāng)源區(qū)/漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子為硼離子時(shí)，因?yàn)樗雠痣x子較輕，其擴(kuò)散程度受氫元素影響較大。根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人提供一種NMOS晶體管的形成方法，包括提供襯底，及位于襯底上的柵極結(jié)構(gòu)；以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，對(duì)所述襯底進(jìn)行離子摻雜，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底內(nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)；在暴露出的襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)表面形成阻擋層，并在所述阻擋層上形成應(yīng)力層，所述阻擋層用于阻擋應(yīng)力層內(nèi)的氫元素進(jìn)入所述源區(qū)和漏區(qū)；對(duì)所述源區(qū)和漏區(qū)進(jìn)行熱處理，激活所述源區(qū)和漏區(qū)摻雜離子；去除所述阻擋層和應(yīng)力層。本發(fā)明在形成應(yīng)力層前，先在所述襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)表面上形成阻擋層，所述阻擋層密度較高，其密度不小于3g/cm3。致密的阻擋層可以用于阻擋應(yīng)力層內(nèi)的氫元素進(jìn)入襯底內(nèi)的源區(qū)/漏區(qū)，避免氫元素加強(qiáng)源區(qū)和漏區(qū)的摻雜離子的擴(kuò)散導(dǎo)致的閾值電壓下降的問題，提高閾值電壓的可靠性，進(jìn)一步提高NMOS晶體管性能的可靠性。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。如圖3所示，為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的NMOS晶體管的形成方法流程示意圖，包括執(zhí)行步驟Si，提供襯底，所述襯底上形成有柵極結(jié)構(gòu)；執(zhí)行步驟S2，以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，對(duì)所述襯底進(jìn)行離子摻雜，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底內(nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)；執(zhí)行步驟S3，在暴露的襯底表面及柵極結(jié)構(gòu)表面形成緩沖層；執(zhí)行步驟S4，對(duì)所述緩沖層進(jìn)行等離子體處理，去除緩沖層內(nèi)的氫元素；執(zhí)行步驟S5，在所述緩沖層上形成阻擋層；執(zhí)行步驟S6，在所述阻擋層上形成應(yīng)力層；執(zhí)行步驟S7，對(duì)所述源區(qū)和漏區(qū)進(jìn)行熱處理，激活位于所述源區(qū)和漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子；
執(zhí)行步驟S8，依次去除所述應(yīng)力層、阻擋層和緩沖層。圖4至圖9為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的NMOS晶體管形成方法結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖4所示，首先提供襯底110，所述襯底110上形成有柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括位于所述襯底110上的柵極氧化層120、位于所述柵極氧化層上120的柵極130及位于所述柵極氧化層120及柵極130兩側(cè)的側(cè)墻140。繼續(xù)參考圖4，以所述側(cè)墻140為掩膜，對(duì)所述襯底110進(jìn)行離子注入，形成位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)襯底110內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)。所述摻雜離子可以是硼、磷、砷等摻雜離子。本實(shí)施例中，所述摻雜離子為硼離子。至此NMOS晶體管已形成，所述NMOS晶體管的溝道區(qū)位于所述柵極氧化層120下方。后續(xù)將通過壓力記憶技術(shù)，對(duì)柵極氧化層下方的溝道區(qū)增加垂直向下的壓力，提高溝道區(qū)內(nèi)載流子遷移率，進(jìn)而提高驅(qū)動(dòng)電流。如圖5所示，在暴露的襯底110表面及柵極結(jié)構(gòu)表面形成緩沖層210，所述緩沖層 210材料為氧化硅。形成所述緩沖層210的目的是為了解決所述襯底110和后續(xù)形成的應(yīng)力層之間應(yīng)力問題，避免后續(xù)形成的應(yīng)力層因應(yīng)力過大造成襯底110的斷裂。其中，形成緩沖層210的工藝環(huán)境常常導(dǎo)致形成的緩沖層210內(nèi)含有氫元素。如采用化學(xué)氣相沉積法形成緩沖層210時(shí)，采用的前驅(qū)物為正硅酸乙酯(TEOS)，所述前驅(qū)物包含有氫元素，則通過所述前驅(qū)物形成的緩沖層210中含有氫元素。進(jìn)一步地，所述緩沖層210內(nèi)的氫元素會(huì)加強(qiáng)源區(qū)/漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子的擴(kuò)散程度，進(jìn)而降低源區(qū)/漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子的濃度。尤其硼離子較輕，其擴(kuò)散程度受到氫元素影響較大。為避免所述緩沖層210內(nèi)的氫元素對(duì)源區(qū)/漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子的濃度的影響，形成所述緩沖層210后，還包括去除緩沖層210內(nèi)的氫元素。本實(shí)施例中，所述去除氫元素的方法為對(duì)所述緩沖層210進(jìn)行等離子體處理，以去除位于所述緩沖層210內(nèi)的氫元素。如圖6所示，對(duì)所述緩沖層210進(jìn)行等離子體處理，去除緩沖層210內(nèi)的氫元素。 形成所述等離子體的物質(zhì)可以為臭氧、氧氣、氧化氮、氮?dú)饣蛘吆庵械囊环N或幾種，所述等離子體處理能量的范圍為50 1500瓦。通過上述物質(zhì)進(jìn)行電離產(chǎn)生的等離子體對(duì)位于緩沖層210內(nèi)的氫元素進(jìn)行轟擊，以去除位于所述緩沖層210內(nèi)的氫元素。如圖7所示，在所述緩沖層210上形成阻擋層220，所述阻擋層220用于阻止后續(xù)形成的應(yīng)力層中的氫元素進(jìn)入所述襯底110內(nèi)。所述阻擋層220的厚度范圍為10 100 埃。所述阻擋層220的材料為氮化硅或者氮氧化硅。作為其他實(shí)施例，還可以采用其他的材料，以阻止后續(xù)形成的應(yīng)力層中的氫元素進(jìn)入所述襯底110內(nèi)。其中，所述阻擋層220的厚度過大，如大于100埃，將影響后續(xù)形成的應(yīng)力層對(duì)NMOS器件的應(yīng)力效果，若所述阻擋層 220的厚度過小，如小于10埃，所述阻擋層220將不能起到較高的阻擋作用。當(dāng)阻擋層220 的厚度范圍位于10 100埃時(shí)候，所述阻擋層220既能起到較佳的阻擋作用，又不影響后續(xù)形成應(yīng)力層對(duì)NMOS器件的應(yīng)力效果。其中，所述阻擋層220的致密度較高，其密度不小于3g/cm3，所述阻擋層220的密度范圍大約為3g/cm3 lOg/cm3。本實(shí)施例中，所述阻擋層220的密度為6g/cm3。在所述致密的阻擋層220內(nèi)，氫元素難以擴(kuò)散，進(jìn)而所述阻擋層220可以阻擋后續(xù)形成的應(yīng)力層內(nèi)的氫元素穿過所述阻擋層220進(jìn)入緩沖層210或者襯底110內(nèi)。作為一個(gè)實(shí)施例，形成所述阻擋層220的前驅(qū)物包括硅烷、氨氣、氮?dú)狻鍤?、氫氣等物質(zhì)，其對(duì)應(yīng)的流量參數(shù)如下所述硅烷的流量范圍為10 lOOOsccm/min ；氨氣的流量范圍為10 1000sccm/min ；氮?dú)獾牧髁糠秶鸀?0 30000sccm/min ；氬氣的流量范圍為 10 10000sccm/min ；氫氣的流量范圍為 10 10000sccm/min。形成阻擋層220的工藝環(huán)境也將導(dǎo)致形成的阻擋層220內(nèi)含有氫元素，但是由于所述阻擋層220的材質(zhì)致密，氫元素較難通過所述阻擋層220進(jìn)入襯底110內(nèi)，僅會(huì)有少許的氫元素進(jìn)入所述襯底110內(nèi)。作為更佳的實(shí)施例，在形成有所述阻擋層220后，還包括對(duì)所述阻擋層220進(jìn)行等離子體處理，以進(jìn)一步去除位于所述阻擋層220的氫元素。形成所述等離子體的物質(zhì)可以為臭氧、氧氣、氧化氮、氮?dú)饣蛘吆庵械囊环N或幾種，所述等離子體處理能量的范圍為 50 1500 瓦。如圖8所示，在所述阻擋層220上形成應(yīng)力層230，所述應(yīng)力層230的材料為氮化硅。所述應(yīng)力層230的厚度范圍為100 500埃。所述應(yīng)力層230的形成方法為化學(xué)氣相沉積法，作為一個(gè)實(shí)施例，形成所述應(yīng)力層230的前驅(qū)物包括硅烷、氨氣、氮?dú)?、氬氣、氫氣等物質(zhì)，其對(duì)應(yīng)的流量參數(shù)如下所述硅烷的流量范圍為10 1000sccm/min ；氨氣的流量范圍為10 1000sccm/min ；氮?dú)獾牧髁糠秶鸀?0 30000sccm/min ；氬氣的流量范圍為10 10000sccm/min ；氫氣的流量范圍為 10 10000sccm/min。如上所述，形成應(yīng)力層230的工藝環(huán)境會(huì)導(dǎo)致形成的應(yīng)力層230內(nèi)含有氫元素。如圖8所示，阻擋層220因?yàn)槠洳牧现旅?，將阻擋?yīng)力層230內(nèi)的氫元素進(jìn)入緩沖層210和襯底110內(nèi)部，改善氫元素加強(qiáng)源區(qū)/漏區(qū)的摻雜離子的擴(kuò)散導(dǎo)致的閾值電壓下降的問題，提高閾值電壓的可靠性，進(jìn)一步提高NMOS晶體管性能的可靠性。繼續(xù)參考圖8，在NMOS晶體管的襯底和柵極表面上形成應(yīng)力層230后，對(duì)所述 NMOS晶體管進(jìn)行熱處理，激活摻雜于所述NMOS器件源區(qū)和漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子并恢復(fù)離子注入引起的NMOS器件的襯底001內(nèi)晶格損傷。作為一個(gè)實(shí)施例，所述熱處理為對(duì)所述NMOS器件進(jìn)行尖峰退火處理。所述尖峰退火的主要過程包括首先將所述襯底001加熱到一定溫度，當(dāng)所述溫度穩(wěn)定一段時(shí)間后， 再快速升溫，到達(dá)峰值溫度后立即降溫。所述尖峰退火處理的關(guān)鍵參數(shù)在于溫度曲線的峰值溫度、峰值溫度的駐留時(shí)間以及溫度發(fā)散度(即退火溫度保持在峰值溫度附近區(qū)域的時(shí)間)。在具體實(shí)施例中，所述尖峰退火處理的峰值溫度為1000至1100攝氏度。因?yàn)闊崽幚淼臏囟容^高，如圖8所示的NMOS器件會(huì)受熱而膨脹，尤其地，當(dāng)柵極 130受到高溫影響而膨脹。因?yàn)樗鰱艠O結(jié)構(gòu)的表面形成有應(yīng)力層230，所述應(yīng)力層230 應(yīng)力較大，所述柵極結(jié)構(gòu)受到應(yīng)力層230的約束而無法在垂直向上的方向和水平方向上形變，導(dǎo)致所述柵極結(jié)構(gòu)因膨脹而產(chǎn)生的能量只能向下作用，以產(chǎn)生較大的向下的壓力。所述壓力將作用至柵極氧化層120下方襯底001內(nèi)的溝道區(qū)，進(jìn)而提高溝道區(qū)的垂直方向的壓應(yīng)力，提高溝道區(qū)內(nèi)載流子遷移率和驅(qū)動(dòng)電流。如圖9所示，依次去除位于所述襯底110上的應(yīng)力層230、阻擋層220和緩沖層 210，暴露出所述襯底110的表面。若所述應(yīng)力層230和阻擋層220的材料為氮化硅，則可以采用濃硝酸溶液進(jìn)行濕法去除，或者采用含氟離子氣體進(jìn)行干法去除；若所述緩沖層210 的材料為氧化硅，則可以采用氫氟酸溶液進(jìn)行濕法去除，或者采用含氟離子氣體進(jìn)行干法去除；進(jìn)一步地，若所述應(yīng)力層230為氮氧化硅，則可以采用氫氧化銨和雙氧水的混合溶液進(jìn)行去除，或者采用含氟離子氣體進(jìn)行干法去除。在暴露出所述襯底110的表面后，還包括形成將所述NMOS晶體管與其他器件進(jìn)行連接的連接結(jié)構(gòu)，此處就不詳細(xì)敘述。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)在形成應(yīng)力層前，先在所述襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)表面上形成阻擋層，所述阻擋層密度較高，其密度不小于3g/cm3。所述致密的阻擋層可以用于阻擋形成所述應(yīng)力層環(huán)境中的氫元素進(jìn)入所述襯底內(nèi)的源區(qū)/漏區(qū)，避免氫元素加強(qiáng)源區(qū)/漏區(qū)的摻雜離子的擴(kuò)散導(dǎo)致的閾值電壓下降的問題，提高閾值電壓的可靠性，進(jìn)一步提高NMOS晶體管性能的可靠性；進(jìn)一步地，在位于所述襯底和阻擋層前形成的緩沖層，避免應(yīng)力層的應(yīng)力過大對(duì)襯底造成損傷，并且對(duì)所述緩沖層進(jìn)行等離子體處理，以去除位于所述位于緩沖層含有的氫元素，避免緩沖層內(nèi)的氫元素加強(qiáng)源區(qū)/漏區(qū)的摻雜離子的擴(kuò)散導(dǎo)致的閾值電壓下降的問題，提高閾值電壓的可靠性，進(jìn)一步提高NMOS晶體管性能的可靠性。雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。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)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種NMOS晶體管的形成方法，其特征在于，包括 提供襯底，及位于襯底上的柵極結(jié)構(gòu)；以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，對(duì)所述襯底進(jìn)行離子摻雜，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底內(nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)；在暴露出的襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)表面形成阻擋層，并在所述阻擋層上形成應(yīng)力層； 對(duì)所述源區(qū)和漏區(qū)進(jìn)行熱處理，激活源區(qū)和漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子； 去除所述阻擋層和應(yīng)力層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述NMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的密度不小于 3g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述NMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的厚度范圍為10 100埃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述NMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述阻擋層為氮化硅層或者氮氧化硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述NMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述應(yīng)力層為氮化硅層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述NMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述應(yīng)力層的厚度范圍為100 500埃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述NMOS晶體管的形成方法，其特征在于，形成所述阻擋層前，還包括在所述襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)表面形成緩沖層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述NMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述緩沖層為氧化硅層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述NMOS晶體管的形成方法，其特征在于，形成所述緩沖層、阻擋層和應(yīng)力層后，還包括分別去除所述緩沖層、阻擋層和應(yīng)力層內(nèi)含有的氫元素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述NMOS晶體管的形成方法，其特征在于，分別對(duì)所述緩沖層、阻擋層和應(yīng)力層進(jìn)行等離子體處理，以去除位于所述緩沖層、阻擋層和應(yīng)力層內(nèi)含有的氫元
全文摘要
本發(fā)明提供一種NMOS晶體管的形成方法，包括提供襯底，及位于襯底上的柵極結(jié)構(gòu)；以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，對(duì)所述襯底進(jìn)行離子注入，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底內(nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)；在暴露出的襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)表面形成阻擋層；在所述阻擋層上形成應(yīng)力層，所述阻擋層用于阻擋形成應(yīng)力層環(huán)境中的氫元素進(jìn)入所述源區(qū)和漏區(qū)；對(duì)所述源區(qū)和漏區(qū)進(jìn)行熱處理；去除所述阻擋層和應(yīng)力層。本發(fā)明在形成應(yīng)力層前，先在所述襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)表面上形成致密的阻擋層，阻擋形成所述應(yīng)力層環(huán)境中的氫元素進(jìn)入所述襯底內(nèi)的源區(qū)/漏區(qū)，避免氫元素加強(qiáng)源區(qū)/漏區(qū)的摻雜離子的擴(kuò)散導(dǎo)致的閾值電壓下降的問題，提高閾值電壓的可靠性，進(jìn)一步提高NMOS晶體管性能的可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/28GK102569090SQ20101062056
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者張彬, 鮑宇 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司