[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

包括说明书、附图和说明书摘要的、于2011年5月30日提交的日本专利申请公开No.2011-120058的公开内容通过整体引用而结合于此。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法，并且具体地涉及一种包括场效应晶体管的半导体器件及其制造方法。

背景技术

包括快闪存储器或者中央处理单元(CPU)的半导体器件的可设想示例包括微计算机。微计算机一般具有如下结构，该结构具有形成于半导体衬底上的多个金属氧化物半导体(MOS)晶体管。

快闪存储器的优选示例为非易失性存储器，该非易失性储存器是即使在关断时仍然保持记录的信息的器件。逻辑电路(比如CPU)优选为互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管(所谓的n沟道和p沟道MOS晶体管组合)。非易失性存储器的示例包括根据在日本待审专利申请公开No.2008-41832中公开的金属氧化物氮化物氧化物硅(MONOS)技术的晶体管。这里，用作快闪存储器的根据MONOS技术的存储器单元称为FMONOS(快闪金属氧化物氮化物氧化物半导体)存储器单元。通过在半导体衬底上形成FMONOS型存储器单元和CMOS晶体管来形成高功能微计算机。这样的微计算机使用于工业机器、家用电器、车载系统等中。

同时，在X.CHEN，S，FANG等人的“Stress Proximity Technique for Performance Improvement with Dual Stress Liner at 45nmTechnology and Beyond”(2006 Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers，United States，2006 IEEE，2006，1-4244-0005-8/06/$20.00)中公开一种用于增加在形成CMOS晶体管的n沟道和p沟道MOS晶体管的源极与漏极之间流动的驱动电流的技术。这一文献公开一种称为“应力邻近技术(SPT)”的技术(也就是以覆盖n沟道和p沟道MOS晶体管的方式形成用于向MOS晶体管的沟道区域施加应力的薄膜的技术)。这一文献也声明：在根据SPT的MOS晶体管中，去除栅极电极的侧壁绝缘膜增加薄膜向沟道区域施加的应力。

发明内容

然而如果去除形成于FMONOS型存储器单元的栅极电极之上的侧壁绝缘膜以便使用SPT，则不利地同时去除氮化物膜(氮化物绝缘体层)。具体而言，当去除形成于FMONOS型存储器单元的栅极电极之上的氮化硅膜时，可以同时去除用于存储电荷以便驱动FMONOS型存储器单元的氮化硅膜。用于存储FMONOS型存储器单元的电荷的氮化硅膜通常设置于栅极电极旁边和下面。即使当去除设置于栅极电极旁边的氮化硅膜时，仍然较少地影响FMONOS型存储器单元的功能。另一方面，当去除设置于栅极电极下面的氮化硅膜时，可能无法获得FMONOS型存储器单元的功能。

例如在湿蚀刻中，从上方去除氮化硅膜。也就是说，先是去除在栅极电极旁边的氮化硅膜，然后去除在栅极电极下面的氮化硅膜。如果以高蚀刻速率执行湿蚀刻，则将去除侧面和下面的氮化硅膜二者。如果去除在栅极电极下面的氮化物膜，则将削弱FMONOS型存储器单元的功能。

本发明的优点是提供一种包括FMONOS型存储器单元和CMOS晶体管二者并且增加晶体管的驱动电流而且维持FMONOS型存储器单元的功能的半导体器件及其制造方法。

本发明的第一方面提供一种半导体器件。该半导体器件包括：具有主表面的半导体衬底；MONOS型存储器单元，形成于主表面之上并且具有沟道；n沟道晶体管，形成于主表面之上；p沟道晶体管，形成于主表面之上；以及氮化物膜，以接触MONOS型存储器单元、n沟道晶体管和p沟道晶体管的相应顶表面这样的方式来形成。氮化物膜向MONOS型存储器单元、n沟道晶体管和p沟道晶体管的沟道施加应力。