[发明专利]NMOS晶体管及MOS晶体管的形成方法

权利要求书

1.一种NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，包括步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有NMOS晶体管；

在所述半导体衬底上形成拉应力的氮化硅层，所述拉应力的氮化硅层覆盖所述NMOS晶体管的栅极侧壁和顶部表面；

在拉应力的氮化硅层上形成保护层，所述保护层露出NMOS晶体管栅极的顶部表面的拉应力的氮化硅层；

对所述NMOS晶体管的栅极的顶部表面的拉应力的氮化硅层进行等离子体处理，提高NMOS晶体管的栅极的顶部表面的拉应力的氮化硅层的杨氏模量；

去除保护层。

2.如权利要求1所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述等离子处理采用的气体为Ar和H₂。

3.如权利要求2所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述Ar的流量为2000～5000sccm，H₂的流量为2000～6000sccm。

4.如权利要求2所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述等离子体处理的高频功率为50～200watt，低频功率为10～100watt，反应压力为1～20torr。

5.如权利要求1所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，去除保护层和第二区域的拉应力的氮化硅层步骤之后，还包括：对所述半导体衬底进行退火。

6.如权利要求5所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述退火包括第一退火和第二退火，先进行第一退火，后进行第二退火。

7.如权利要求6所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一退火为尖峰退火，退火温度为800～1200摄氏度，退火时间为0.5～5秒。

8.如权利要求6所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二退火为激光退火，退火温度为1000～1400摄氏度，退火时间为0.1～2毫秒。

9.如权利要求5所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，退火后，所述拉应力的氮化硅的应力为500～1700Mpa。

10.如权利要求1所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，等离子体处理前，所述拉应力的氮化硅的应力为0～1200Mpa。

11.如权利要求1所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述拉应力的氮化硅层的厚度为150～160埃。

12.如权利要求1所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述保护层的材料为二氧化硅。

13.如权利要求1所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述保护层的形成方法为：形成覆盖所述拉应力的氮化硅层的保护材料层；化学机械研磨或回刻蚀所述保护材料层，露出NMOS晶体管的栅极的顶部表面的拉应力的氮化硅层，形成保护层。

14.如权利要求1所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，在所述半导体衬底上形成拉应力的氮化硅层步骤之前，还包括：形成覆盖所述NMOS晶体管和半导体衬底表面的缓冲层。

15.如权利要求14所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述缓冲层的材料为二氧化硅或氮氧化硅。

16.一种MOS晶体管的形成方法，其特征在于，包括步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域，所述第一区域形成有NMOS晶体管，所述第二区域形成有PMOS晶体管；

在所述半导体衬底上形成拉应力的氮化硅层，所述拉应力的氮化硅层覆盖所述NMOS晶体管和PMOS晶体管的栅极的侧壁和顶部表面；

在拉应力的氮化硅层上形成保护层，所述保护层露出NMOS晶体管和PMOS晶体管的栅极的顶部表面的拉应力的氮化硅层；

对所述NMOS晶体管和PMOS晶体管的栅极的顶部表面的拉应力的氮化硅层进行等离子体处理，提高NMOS晶体管和PMOS晶体管的栅极的顶部表面的拉应力的氮化硅层的杨氏模量；

去除保护层和第二区域的拉应力的氮化硅层。

17.如权利要求16所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述等离子处理采用的气体为Ar和H₂。