[发明专利]半导体器件结构及基于晶体管密度的应力层的形成方法

权利要求书

1.一种用于增加包括在半导体器件中的晶体管的载流子迁移率的方法，所述方法包括：

在多个晶体管之上形成引起应力的层，所述晶体管形成在不同晶体管密度的区域中；

其中所述引起应力的层根据所述晶体管密度而以不同厚度形成，使得所述引起应力的层在具有增大的晶体管密度的区域中较厚以及在具有减小的晶体管密度的区域中较薄。

2.如权利要求1的方法，其中所述引起应力的层通过高密度等离子体HDP沉积工艺形成。

3.如权利要求2的方法，其中所述引起应力的层包括氮化物材料。

4.如权利要求3的方法，其中所述引起应力的层为压缩氮化物材料且所述多个晶体管包括P型器件。

5.如权利要求3的方法，其中所述引起应力的层为拉伸氮化物材料且所述多个晶体管包括N型器件。

6.如权利要求2的方法，其中所述HDP沉积工艺采用约310sccm的N₂流速、约230sccm的氩流速和约90sccm的硅烷SiH₄前驱体流速执行。

7.如权利要求2的方法，其中所述衬底在沉积期间在约400℃的温度加热。

8.如权利要求2的方法，其中HDP工艺的加热部分执行约50秒且HDP工艺的沉积部分执行约15秒。

9.一种用于增加包括在半导体器件中的晶体管的载流子迁移率的方法，所述方法包括：

在半导体衬底上形成多个金属氧化物半导体MOS晶体管，所述晶体管形成在不同晶体管密度的区域中；及

通过高密度等离子体HDP沉积工艺在所述多个晶体管之上形成引起应力的氮化物层；

其中所述引起应力的氮化物层根据所述晶体管密度以不同厚度形成，使得所述引起应力的层在具有增大的晶体管密度的区域中较厚以及在具有减小的晶体管密度的区域中较薄。

10.如权利要求9的方法，其中所述引起应力的层为压缩氮化物材料且所述多个晶体管包括PMOS器件。

11.如权利要求9的方法，其中所述引起应力的层为拉伸氮化物材料且所述多个晶体管包括NMOS器件。

12.如权利要求9的方法，其中所述HDP沉积工艺采用约310sccm的N₂流速、约230sccm的氩流速和约90sccm的硅烷SiH₄前驱体流速执行。

13.如权利要求9的方法，其中所述衬底在沉积期间在约400℃的温度加热。

14.如权利要求9的方法，其中HDP工艺的加热部分执行约50秒且HDP工艺的沉积部分执行约15秒。

15.一种半导体器件结构，包括：

形成在半导体衬底上的多个金属氧化物半导体MOS晶体管，所述晶体管形成在不同晶体管密度的区域中；及

形成在所述多个晶体管之上的引起应力的氮化物层；

其中所述引起应力的氮化物层根据所述晶体管密度具有不同厚度，使得所述引起应力的层在具有增大的晶体管密度的区域中较厚以及在具有减小的晶体管密度的区域中较薄。

16.如权利要求15的结构，其中所述引起应力的层为压缩氮化物材料且所述多个晶体管包括PMOS器件。

17.如权利要求15的结构，其中所述引起应力的层为拉伸氮化物材料且所述多个晶体管包括NMOS器件。

18.一种半导体器件结构，包括：

形成在半导体衬底上的多个金属氧化物半导体MOS晶体管，所述晶体管形成在不同晶体管密度的区域中；及

形成在所述多个晶体管之上的引起应力的氮化物层；

其中所述引起应力的氮化物层对于所述多个晶体管产生作为晶体管密度的函数的不同的载流子迁移率增强，使得相对于具有减小的晶体管密度的区域在具有增大的晶体管密度的区域中实现较高的载流子迁移率增强。