发明名称 利用准直电磁辐射以增高薄膜内之拉伸应力的方法与包含拉伸应力增高之薄膜的半导体装置
摘要
申请公布号 TWI332256 申请公布日期 2010.10.21
申请号 TW095110366 申请日期 2006.03.24
申请人 东京威力科创股份有限公司 发明人 井下田真信;柯瑞 维爵;葛雷特J. 卢森克
分类号 H01L23/58 主分类号 H01L23/58
代理机构 代理人 周良谋 新竹市东大路1段118号10楼;周良吉 新竹市东大路1段118号10楼
主权项 一种增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,该方法包含下列步骤:设置一基板,其包含在该基板上所形成的含氢SiN薄膜;及将该SiN薄膜暴露于准直电磁辐射,以增加该SiN薄膜之拉伸应力。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该电磁辐射为一多频电磁辐射,其包含波长小于约500 nm之组成。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该电磁辐射包含一波长介于约125 nm与约500 nm之间的组成。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该电磁辐射包含波长:157 nm、172 nm、193 nm、222 nm、248 nm、308 nm、或351 nm、或其中二者或更多者之组合。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该电磁辐射密度系介于约10 mW/cm2与约1000 mW/cm2之间。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该电磁辐射密度系介于约50 mW/cm2与约500 mW/cm2之间。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该设置步骤包含提供拉伸应力介于约1 GPa与约1.5 GPa之间的SiN薄膜。如申请专利范围第7项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该暴露步骤包含形成拉伸应力大于约1.5 GPa之SiN薄膜。如申请专利范围第7项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该暴露步骤包含形成拉伸应力介于约1.5 GPa与约3 GPa之间的SiN薄膜。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该电磁辐射系以垂直于该基板表面之方向加以校准。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该基板更包含一含有至少一掺杂区域的装置、及形成于该基板上之闸极堆叠。如申请专利范围第11项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该电磁辐射系以垂直于该基板表面之方向加以校准。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,更包含:使该SiN薄膜在该暴露步骤之前、期间、或之后、或其两者或更多之组合退火。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该设置步骤包含提供含有介于约10原子百分比与约50原子百分比之间的氢的SiN薄膜。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该设置步骤包含提供含有介于约20原子百分比与约40原子百分比之间的氢的SiN薄膜。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中使该基板维持在约200℃至约1000℃之间的温度范围内。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中使该基板维持在约400℃至约700℃之间的温度范围内。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,更包含重复该设置步骤与该暴露步骤,直到该SiN薄膜具有一预定厚度为止。如申请专利范围第18项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该SiN薄膜之厚度在该重复步骤之后系介于约100埃与约1微米之间。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该暴露步骤系在约10-5Torr与约3000 mTorr之间的压力下进行。如申请专利范围第1项之增大氮化物薄膜之拉伸应力的方法,其中该暴露步骤更包含将该SiN薄膜暴露于准直电磁辐射,以异向性地减少该SiN薄膜之氢含量。一种半导体装置,包含:一基板;一SiN薄膜,其安置于该基板上,该SiN薄膜系由在该基板上提供一含氢SiN薄膜而形成,且将该提供之SiN薄膜暴露于准直电磁辐射,以增加该SiN薄膜之拉伸应力。如申请专利范围第22项之半导体装置,其中该SiN薄膜在该暴露步骤之前具有介于约1GPa与1.5GPa之间的拉伸应力。如申请专利范围第23项之半导体装置,其中该SiN薄膜在该暴露步骤之后具有大于约1.5GPa之拉伸应力。如申请专利范围第23项之半导体装置,其中该SiN薄膜在该暴露步骤之后具有介于约1.5GPa与3GPa之间的拉伸应力。如申请专利范围第22项之半导体装置,其中该基板更包含一含有至少一掺杂区域之装置、及形成于该基板上之闸极堆叠。如申请专利范围第22项之半导体装置,其中该电磁辐射系以垂直于该基板表面之方向加以校准。如申请专利范围第22项之半导体装置,其中该SiN薄膜在该暴露步骤之前包含介于约10原子百分比与约50原子百分比之间的氢。如申请专利范围第22项之半导体装置,其中该SiN薄膜在该暴露之前,包含介于约20原子百分比与约40原子百分比之间的氢。如申请专利范围第22项之半导体装置,其中该SiN薄膜之厚度系介于约100埃与约1微米之间。如申请专利范围第22项之半导体装置,其中将该提供之SiN薄膜暴露于准直电磁辐射,以异向性地减少该SiN薄膜之氢含量。
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