[发明专利]氮化膜的制作方法及氮化膜的压缩应力控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮化膜的制作方法及其压缩应力控制方法，更详细地说，涉及利用原子层沉积法的氮化膜的制作及压缩应力控制方法。

背景技术

改善电子元件性能的方法包括：通过具有应力的氮化膜而改变已变形的上部或下部材料的电气特性的方法。例如，在CMOS设备的制作上，为了使晶体管的通道区域发生局部的晶格变形，可在PMOS区域上形成具有压缩应力(compressive stress)的氮化膜。这种情况下，需要将沉积的氮化物所生成的应力水准控制在规定范围内。但是，公开的氮化物制作方法的问题在于，在稳定地维持氮化物的膜质的同时，难以适当地控制氮化物的应力水准。

发明内容

(要解决的技术问题)

本发明是为了解决所述问题等多个问题，目的在于：供应一种既能维持良好膜质又具有规定的压缩应力的氮化膜的制作方法。但这种技术问题只是例示性的，本发明的范围并不受限于此。

(解决问题的手段)

供应用于解决所述问题的根据本发明的一观点的氮化膜的制作方法。根据所述氮化膜的制作方法，执行包括以下四个步骤的单位周期至少一次以上，从而在所述基板上形成具有压缩应力的氮化膜，所述四个步骤，包括：第1步骤，将源气体供应到基板上，所述源气体的至少一部分被吸附到所述基板上；第2步骤，将第1净化气体供应到基板上；第3步骤，将包含氮气(N₂)的应力调整气体及包含氮气(N₂)以外的氮成分(N)的反应气体，以等离子状态同时供应到所述基板上，从而在所述基板上形成单位沉积膜；及第4步骤，将第2净化气体供应到基板上。

根据所述氮化膜的制作方法，所述氮化膜的所需的压缩应力越大，则加大所述第3步骤中供应到所述基板上的所述氮气(N₂)的量。

根据所述氮化膜的制作方法，所述应力调整气体包括氮气(N₂)及非活性气体的混合气体。进而，所述第3步骤中所述氮化膜所需的压缩应力越大，则需提高对于供应到所述基板上的所述非活性气体的所述氮气(N₂)的相对比率。

根据所述氮化膜的制作方法，所述非活性气体可包括氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)及氡(Rn)中的至少一个。

所述氮化膜的制作方法，所述第3步骤中为了追加调整所述氮化膜的压缩应力，可调整为形成所述等离子而施加的电源的功率或频率。

根据所述氮化膜的制作方法，所述等离子可通过直流等离子(direct plasma)方式或远程等离子(remote plasma)方式而形成。

根据所述氮化膜的制作方法，所述等离子可形成于所述基板上的喷头内，从而被供应到所述基板上。

根据所述氮化膜的制作方法，所述第1净化气体或所述第2净化气体可在所述第1步骤至所述第4步骤中被持续地供应。

根据所述氮化膜的制作方法，所述第1净化气体及所述第2净化气体中的至少一个可以是氮气或非活性气体。或，所述第1净化气体及所述第2净化气体中的至少一个是由氮气及非活性气体形成的混合气体。进而，包含氮气(N₂)的所述应力调整气体可以是与所述第1净化气体及所述第2净化气体中的至少一个属于由同种物质构成的气体。

根据所述氮化膜的制作方法，所述单位周期，还可包括：第5步骤，将第2应力调整气体以等离子状态供应到所述单位沉积膜上；及第6步骤，将第3净化气体供应到所述基板上。

根据所述氮化膜的制作方法，所述第2应力调整气体可包括氮气(N₂)，或所述第2应力调整气体可包括非活性气体与氮气(N₂)的混合气体。

根据所述氮化膜的制作方法，所述第1净化气体、所述第2净化气体或所述第3净化气体可在所述第1步骤至所述第6步骤中被持续地供应。

根据所述氮化膜的制作方法，所述第1净化气体、所述第2净化气体及所述第3净化气体中的至少一个为氮气或非活性气体。

根据所述氮化膜的制作方法，所述第1净化气体、所述第2净化气体及所述第3净化气体中的至少一个为由氮气及非活性气体形成的混合气体。

根据所述氮化膜的制作方法，所述应力调整气体为与所述第1净化气体、所述第2净化气体及所述第3净化气体中的至少一个属于由同种物质构成的气体。

根据所述氮化膜的制作方法，包含所述氮成分(N)的反应气体可包括氨(NH₃)气体。