[发明专利]一种改善PMOS器件载流子迁移率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改善PMOS器件载流子迁移率的方法。

背景技术

在半导体制造领域，提高金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide -Semiconductor Field Effect Transistor，简称MOSFET）载流子迁移率一直是热门主题；现今，业界通常在制程中通过引入应力工程或采用不同半导体材料沟道等方法来改善N沟道场效应晶体管（Negative Channel Metal-Oxide -Semiconductor ，简称PMOS）载流子（电子）的迁移率，但这些方法大大提高了制程的复杂程度。

发明内容

本发明公开了一种改善PMOS器件载流子迁移率的方法，其中，包括以下步骤：

步骤S1：在一硅衬底上生长基底氧化物层后，采用去耦等离子氮化工艺，氮化该基底氧化物层；

步骤S2：采用快速氮化退火工艺修复去耦等离子氮化工艺时的等离子损伤及氮气泡沫调剖工艺，淀积多晶硅栅；

其中，修复后的氧化物层中的氮远离其与硅衬底的接触面上。

上述的改善PMOS器件载流子迁移率的方法，其中，采用快速加热氧化工艺或原位水气生成工艺，在硅衬底上生长基底氧化物层。

上述的改善PMOS器件载流子迁移率的方法，其中，基底氧化物层的厚度为10-15A。

上述的改善PMOS器件载流子迁移率的方法，其中，氮化基底氧化物层的氮的剂量为2E15atom/cm²-5E15atom/cm²。

上述的改善PMOS器件载流子迁移率的方法，其中，去耦等离子氮化工艺采用软等离子进行氮化工艺。

上述的改善PMOS器件载流子迁移率的方法，其中，快速氮化退火工艺的温度为1000-1100℃。

上述的改善PMOS器件载流子迁移率的方法，其中，快速氮化退火工艺的退火时间为10-50秒。

上述的改善PMOS器件载流子迁移率的方法，其中，基底氧化物层的材质为二氧化硅。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种改善PMOS器件载流子迁移率的方法，通过在栅氧制备过程中，根据最后所需栅氧电性厚度目标，通过优化硅基氧化物的氧化时间来控制氧化层厚度，再通过调节去耦等离子氮化（Decouple Plasma Nitridation，简称DPN）工艺的时间或功率，以及精确优化快速氮化退火（Post Nitridation Anneal ，简称PNA）工艺的时间，使得在基底氧化物层中的氮远离其与硅衬底接触面，以提高空穴的迁移率，从而改善PMOS晶体管的性能。

附图说明

图1-3是本发明改善PMOS器件载流子迁移率的方法的流程示意图；

图4是改善前基底氧化物物层中氮的分布示意图；

图5是本发明改善PMOS器件载流子迁移率的方法改善后氮的分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

如图1-3所示，一种改善PMOS器件载流子迁移率的方法，首先，在硅衬底1上采用快速加热氧化（Rapid Thermal Oxidation）或原位水气生成（In Situ Steam Generation，简称ISSG）工艺，生长覆盖硅衬底1的基底氧化物层2，该基底氧化物层2的材质为二氧化硅（SiO₂）；根据最后所需栅氧电性厚度目标，通过优化基底氧化物层2的氧化时间来控制基底氧化物层2的厚度；其中，基底氧化物层2的厚度在7-15A。

其次，采用软等离子进行去耦等离子氮化（Decoupled Plasma Nitridation，简称DPN）工艺3，利用剂量为2E15atom/cm²-8E15atom/cm²的氮（nitrogen）将基底氧化物层2氮化为氮硅氧化物（SiON）层4。