[发明专利]一种MOS晶体管局部应力的引入技术

权利要求书

1.一种MOS晶体管局部应力的引入技术，其特征在于该应力的引入主要是通过在多晶硅氧化过程中体积的膨胀来引入应力，引入应力的工艺步骤如下：

①按照传统MOS工艺：衬底的制备，阱区的形成，浅槽隔离工艺，多晶硅栅结构工艺，轻掺杂注入工艺，侧墙形成工艺制作形成了以二氧化硅(SiO₂)作为侧墙的MOS器件，之后，在侧墙(24)和多晶硅栅(22)的掩模作用下，通过离子注入工艺注入杂质离子形成MOS器件的源漏，暂不做退火处理；

②采用化学气相淀积工艺(CVD)淀积一层氮化硅(SiN)薄膜覆盖多晶硅栅(22)和侧墙(24)形成氮化硅覆盖保护层(26)，来阻止多晶硅栅在后续湿氧氧化工艺中发生氧化；

③在MOS器件的源漏区上方区域(18)淀积一层多晶硅，湿氧氧化源漏区上方区域(18)的多晶硅，使之变为二氧化硅，从而通过多晶硅在氧化过程中体积的膨胀引入局部应力到MOS器件的沟道区，形成应变硅沟道(30)；

④接下来通过局部互连等传统的工艺步骤完成整个器件的制作。

2.根据权利要求1所述的MOS晶体管局部应力引入技术，其特征在于：采用化学气相淀积工艺淀积的氮化硅覆盖保护层(26)，其薄膜的厚度可取十几纳米～几十微米；在源漏区上方区域(18)淀积的多晶硅的厚度可取几十纳米～几百微米；在对源漏区上方区域(18)的多晶硅进行湿氧氧化时，其氧化的温度可取850℃～1100℃，压强可取1～3atm。

3.根据权利要求1所述的MOS晶体管局部应力引入技术，其特征在于：上述MOS器件的侧墙(24)可采用二氧化硅(SiO₂)材料、或氮化硅(SiN)材料，当侧墙(24)材料为SiN材料时，只需要在多晶硅栅(22)上面淀积氮化硅薄膜(25)来阻止在后续湿氧氧化工艺中多晶硅栅(22)发生氧化。 

4.根据权利要求1所述的MOS晶体管局部应力引入技术，其特征在于：在MOS器件源漏区上方区域(18)淀积的多晶硅时可以先对源漏区(16)刻蚀一个小的凹槽来引入更大的应力，凹槽的深度在5～50nm，再淀积一层多晶硅材料。

5.根据权利要求1所述的MOS晶体管局部应力引入技术，其特征在于：为了缩短所述湿氧氧化工艺的时间，可以在湿氧氧化工艺之前，在覆盖了多晶硅栅和侧墙的光刻胶的掩模作用下，通过离子注入工艺预先注入氧原子到在源漏区上方区域(18)淀积的多晶硅或多孔硅中。

6.根据权利要求1所述的MOS晶体管局部应力引入技术，其特征在于：所述源漏区上方区域(18)的多晶硅上面，可以淀积具有图形的二氧化硅(32)来抑制多晶硅或多孔硅在氧化过程中在栅高方向的膨胀，从而获得更大的应力。

7.根据权利要求1所述的MOS晶体管局部应力引入技术，其特征在于：在源漏区上方区域(18)淀积的多晶硅可以用多孔硅，或非晶硅，或α-Si，或无定形硅来代替，材料体积的膨胀也不局限于由氧化产生，还可以是非晶硅通过退火变成多晶硅发生的体积的膨胀。