[发明专利]半导体器件结构及制作该半导体器件结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，更特别地，本发明涉及一种半导体器件结构及制作该半导体器件结构的方法。

背景技术

随着半导体器件尺寸越来越小，操作速度越来越快，对电路中器件驱动电流的要求也越来越高。尤其在进入65nm工艺节点以后，由于传统的提高器件驱动电流的方法受到了诸多限制，因此使得通过应力工程改善半导体器件的驱动电流的方法被越来越广泛的采用。所谓应力工程是指，在器件形成的过程中，在器件表面生长能引入应力的层，以达到改善器件性能的目的。通常，可以利用在器件上形成具有高应力的应力层来实现。

图1为现有技术中的半导体器件结构示意图。如图1所示，在衬底101的表面形成有多晶硅栅极103，该多晶硅栅极103的下方为栅氧化层102，在多晶硅栅极103的两侧形成有侧墙104，还具有以离子注入方式形成的源极区域105和漏极区域106；除此之外，在衬底101的需要外连的区域表面还可以形成有金属硅化物(未示出)。在本层器件结构形成后，需要在其上生长应力层107。通常，对于PMOS器件，为了提高空穴的迁移率，会沉积一层具有压应力的应力层；而对于NMOS器件，为了提高电子的迁移率，则会沉积一层具有张应力的应力层，以最终达到改善器件电性能的目的。

以NMOS器件为例，通常以具有高张应力的氮化硅为材料沉积应力层；同时，为了进一步增强该氮化硅层的应力，通常需要使用紫外线照射108对氮化硅层进行处理，以改变其内部键的结构(即，使氮化硅中比较弱的Si-H键和N-H键断裂，再重新组合成Si-N键)，从而进一步提高氮化硅层的张应力。

但是，上述制作应力层的方法存在一些问题，其中最显著的问题在于：紫外线照射会产生很多光子，这些光子会穿过应力层107进入到栅氧化层102中，从而导致栅氧化层102中产生电子空穴，最终损害器件的性能。

因此，有必要对现有的半导体器件结构的制作方法进行改进，以实质性地降低由于紫外线光子进入栅氧化层而对半导体器件产生的影响，从而改善半导体器件的质量。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了解决紫外光子进入栅氧化层而对半导体器件产生不利影响，本发明提出一种半导体器件结构，所述半导体器件结构包括：

前端器件层结构；

紫外光屏蔽层，所述紫外光屏蔽层形成在所述前端器件层结构的表面；以及

应力层，所述应力层形成在所述紫外光屏蔽层的上方。

进一步地，所述应力层为经过紫外线照射后的应力层。

进一步地，所述应力层用作刻蚀停止层。

进一步地，所述紫外光屏蔽层为氮氧化硅层。

进一步地，所述氮氧化硅层的厚度为100～150埃。

进一步地，所述氮氧化硅层的反射率为1.9～2.1，吸光系数为0.4～0.7。

进一步地，所述应力层至少为2层。

进一步地，所述应力层为氮化硅层。

本发明还提供一种制作如上所述的半导体器件结构的方法，所述方法包括：

a)提供前端器件层结构；

b)在所述前端器件层结构的表面形成紫外光屏蔽层；以及

c)在所述紫外光屏蔽层的上方形成应力层。

进一步地，所述方法还包括：

d)用紫外线照射所述应力层。

进一步地，依次重复执行所述步骤c)和d)至少2次。

进一步地，所述应力层用作刻蚀停止层。

进一步地，所述紫外光屏蔽层为氮氧化硅层。

进一步地，采用等离子体增强化学气相沉积方法形成所述氮氧化硅层。

进一步地，生成所述氮氧化硅层的反应气体包括硅烷和氧化氮。

进一步地，所述硅烷的流速为300～400sccm，所述氧化氮的流速为600～800sccm，射频电源的频率为150～300Hz，温度为400～480℃。

进一步地，所述氮氧化硅层的厚度为100～150埃。

进一步地，所述氮氧化硅层的反射率为1.9～2.1，吸光系数为0.4～0.7。

进一步地，所述应力层为氮化硅层。

进一步地，所述紫外线照射的功率为2000～4000W。

进一步地，所述紫外线照射的温度为350～480℃。