圖5,13所示即為覆蓋有雙極應(yīng)力刻蝕阻擋層的補(bǔ)償式金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件。TC551001CF-70L如文獻(xiàn)E29]所述,通過(guò)采用雙極應(yīng)力刻蝕阻擋層,NMOS和PMOS器件的驅(qū)動(dòng)電流都可以得到大幅提升,提升幅度與薄膜厚度和應(yīng)力大小的乘積成正向相關(guān),甚至可以高達(dá)30%「291(見(jiàn)圖5,14)。

   圖5.14 雙極應(yīng)力對(duì)于NMOS和PMOs

   在等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝中,硅烷和氨氣可以分別提供硅原子和氮原子,形成氮化硅薄膜,這種薄膜的組分除了含有硅和氮之外,還不可避免地被摻人一些氫離子。初期人們只是通過(guò)氣體流量和反應(yīng)電壓來(lái)調(diào)節(jié)氫含量和應(yīng)力類型及其大小,而當(dāng)半導(dǎo)體I藝對(duì)于氮化硅薄膜的應(yīng)力要求越來(lái)越高時(shí),紫外光照射工藝被引進(jìn)「36),可以打斷氮化硅中原有的硅氫鍵和氮?dú)滏I,形成更強(qiáng)的硅氮鍵。在紫外光照射工藝的激發(fā)下,氮化硅的拉應(yīng)力最高可以達(dá)到1.8GPa左右。但紫外光照射工藝也會(huì)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn),這種沉積后處理工藝會(huì)使氮化硅薄膜體積產(chǎn)生收縮,如果薄膜所覆蓋的器件或溝槽有較大的凸起,則容易在該處形成裂縫。一旦薄膜出現(xiàn)裂縫,應(yīng)力松弛效應(yīng)將會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位,應(yīng)力作用將無(wú)法轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體器件溝道。為避免裂縫的出現(xiàn),通常會(huì)采用“沉積-紫外光照射”多次循環(huán)的制造工藝,來(lái)減小風(fēng)險(xiǎn)。而如果要形成壓應(yīng)力性質(zhì)的氮化硅薄膜,通常會(huì)采用雙頻射頻電源的等離子增強(qiáng)氣相沉積技術(shù)[37]。高頻射頻電源通常用來(lái)解離反應(yīng)氣體,形成反應(yīng)粒子源,而低頻電源由于可以使得帶電基團(tuán)有更大的自由程,通常可以產(chǎn)生更好的轟擊效應(yīng),從而使得薄膜更為致密,并形成較大的壓應(yīng)力。引人質(zhì)量較輕的氫氣和重型粒子(如氬氣和氮?dú)?共同作用,并優(yōu)化他工藝參數(shù),最高可以得到3.0GPa以上的壓應(yīng)力。