[发明专利]在CMOSFET中最优化应变的结构与方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及应变互补金属氧化物半导体场效应晶体管(CMOSFET)的半导体结构以及用于制造在MOSFET中最优化应变的应变CMOSFET的方法，更具体地说，涉及最大化MOSFET的一种类型/种类(N或P)中的应变和最小化并且驰豫MOSFET的另一种类型/种类(P或N)中的应变的结构和方法。

背景技术

因为应变可以提高MOSFET沟道中的载流子迁移率，所以最近引起应变的工艺吸引了大量的注意力。在向MOSFET的沟道中传递应变时，接触阻挡(CA)氮化物应力工程特别有效。另外，该工艺与现有制造工艺兼容并且可以在现有制造工艺中容易地执行。MOSFET的沟道中的应变与接触阻挡(CA)氮化物的厚度成比例，在MOSFET沟道中较厚的接触阻挡氮化物引起较高的应力。压缩CA氮化物或者拉伸CA氮化物可以提高一类MOSFET的性能并且降低另一类MOSFET的性能。更具体地说，压缩CA氮化物提高PMOSFET的性能同时降低NMOSFET的性能，而拉伸CA氮化物提高NMOSFET的性能同时降低PMOSFET的性能。如技术上公知的，可以通过改变等离子体沉积功率选择性沉积压缩氮化物膜或者拉伸氮化物膜。

执行掩蔽(阻挡PFET或者阻挡NFET)Ge或者As注入以驰豫一类(N或者P)MOSFET中的应力，从而减少性能降低，同时保留另一类(P或者N)MOSFET中的应变。厚CA氮化物可以在一类(N或者P)MOSFET的沟道中引起更高的应力。但是厚CA氮化物使得用Ge或者As的注入驰豫应力以提高另一类(P或者N)MOSFET的性能的变得困难。

发明内容

本发明提供了一种结构和方法，以在诸如CMOSFET的半导体器件中最优化应变并且广泛应用于常用半导体器件。本发明提供包括PMOSFET和NMOSFET两者的应变半导体结构以及用于制造应变MOSFET的制造方法，该方法最大化一种类型/种类(N或P)MOSFET的应变同时最小化和驰豫另一种类型/种类(N或P)MOSFET中的应变。

在所述PMOSFET和所述NMOSFET的其中之一上形成具有初始全厚度的应变引起CA氮化物覆层，其中应变引起覆层在一种半导体器件中产生最优化全应变。在PMOSFET和NMOSFET的另一个上形成具有小于全厚度的蚀刻减小的厚度的应变引起CA氮化物覆层，其中，应变引起覆层减小的厚度在另一个MOSFET中驰豫并产生较小的应变。

附图说明

通过参考随后联系附图对其几个实施例的详细描述，本领域的技术人员可以更容易地理解用于在MOSFET中最优化应变的结构和方法的本发明的前述方面和优点，在所有附图中，相似的元件用相似的标号标记，其中：

图1示出了MOSFET结构，其在PMOSFET上具有最大化PMOSFET中的应变的CA压缩氮化物的较大厚度并且在NMOSFET上具有最小化并驰豫NMOSFET中的应变的CA拉伸氮化物的较小厚度。

图2示出了MOSFET结构，其在NMOSFET上具有最大化NMOSFET中的应变的CA拉伸氮化物的较大厚度并且在PMOSFET上具有最小化并驰豫PMOSFET中的应变的CA拉伸氮化物的较小厚度。

具体实施方式

本发明提供了在NMOSFET和PMOSFET上具有不同厚度的接触阻挡(CA)氮化物，其用来最大化一种类型/种类(P或N)MOSFET的应变并且最小化和驰豫另一种类型/种类(N或P)MOSFET的应变，的MOSFET结构。

图1示出了在具有被隔离区域34分开的PMOSFET 30和NMOSFET32两者的半导体晶片之上的本发明的第一和第二代表性实施例。在本发明的第一和第二代表性实施例中，压缩CA氮化物被用来最大化PMOSFET30中的应变以及最小化并驰豫NMOSFET 32中的应变。

总之，在PMOSFET 30和NMOSFET 32两者上沉积厚压缩CA氮化物36后，用光致抗蚀剂构图晶片以便用光致抗蚀剂覆盖PMOSFET 30并且暴露NMOSFET 32并且没有用光致抗蚀剂覆盖NMOSFET 32。NMOSFET 32处的CA氮化物在38处被蚀刻到更薄同时光致抗蚀剂保护PMOSFET 30不被蚀刻。因此，NMOSFET 32处更薄的CA氮化物38导致在NMOSFET 32处的压缩应变低于PMOSFET 30处的压缩应变，并且减少了NMOSFET 32的性能降低。

图1还示出可以应用Ge或者As注入40以进一步驰豫应变并提高NMOSFET 32的性能。