由于NH3比N2更易于解離,所以式(53)的反應(yīng)中,大部分N離子來 源于NH3,N2主要起稀釋和平衡氣壓的作用,但也會(huì)參與反應(yīng)。式(54)的反應(yīng)則不采用NH3, KDZTR33B直接用N2提供N離子,反應(yīng)速度會(huì)相應(yīng)降低。不論是哪種反應(yīng)制備的氮化硅,其中除了Sl原子和N原子之外,還有含量不等的H原子,主要以S←H,NH的形式存在。H原子的含量及存在方式,對(duì)氮化硅薄膜的致密度、折射率、應(yīng)力大小有極大影響。H離子的來源有兩個(gè):⒊H4和NH3,所以即便是式(5趔)的反應(yīng)也無法制備不含H的氮化硅。人們可以根據(jù)器件特性的需要,通過變化工藝參數(shù)來調(diào)整H原子含量,從而得到理想性能的氮化硅薄膜。反應(yīng)溫度,氣體流量,射頻電源頻率和功率,反應(yīng)氣壓等都可以影響氮化硅中H原子含量及其性質(zhì)。一般來說,(SiH4+NH3)/N2比例越大,高頻電源(13.3MHZ)功率越大,反應(yīng)溫度越低,H含量越高,本征應(yīng)力越低(有時(shí)也叫沉積應(yīng)力)。我們?cè)?.1節(jié)中曾提到,對(duì)于硅襯底為(100)晶面的半導(dǎo)體器件,應(yīng)力加載于載流子隧道,可對(duì)器件驅(qū)動(dòng)電流產(chǎn)生極大的影響。對(duì)于NM(B器仵而言,拉應(yīng)力可以顯著提升(110>和(100)晶向溝道的電子遷移率;而壓應(yīng)力則只對(duì)<110>晶向的空穴起作用,對(duì)于<100>晶向溝道的空穴作用可以忽略不計(jì)。在CMC)S工藝流程中,通常會(huì)采用一種有等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積生長的氮化硅,作為半導(dǎo)體器件和后段互連線之間的金屬前通孔(contact)的刻蝕阻擋層。隨著半導(dǎo)體器件I藝的發(fā)展,對(duì)于器件工作速率的要求越來越高,這一道刻蝕阻擋層被賦予了更多的使命,可以通過沉積工藝和沉積后處理來調(diào)整其薄膜應(yīng)力,從而對(duì)NMOS和PMOS器件均產(chǎn)生積極影響。在應(yīng)力記憶技術(shù)發(fā)展初、中期,人們普遍認(rèn)為氮化硅的本征應(yīng)力對(duì)應(yīng)力記憶效應(yīng)有至關(guān)重要的影響。因而,SMT所用的氮化硅的主流工藝通常呈現(xiàn)高頻電源功率較小,N2比例較大,沉積溫度較高的特點(diǎn),這種工藝所制備的氮化硅應(yīng)力可達(dá)1GPa以上「26]。但隨著應(yīng)力記憶機(jī)理逐漸得到澄清,很多人開始關(guān)注高溫退火之后氮化硅的應(yīng)力變化L27]以及產(chǎn)生的塑性形變大小[26~2引。對(duì)于氮化硅薄膜自身特性的研究重新成為熱點(diǎn)話題,有人提出用低拉應(yīng)力氮化硅[26],甚至是壓應(yīng)力氮化硅[27],取代傳統(tǒng)的高拉應(yīng)力氮硅。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于退火之后的應(yīng)力變化非常顯著,在本征應(yīng)力的基礎(chǔ)上可以有1.2GPa以上的應(yīng)力躍升,這種變化不但可以比傳統(tǒng)的應(yīng)力記憶效應(yīng)更好地提升NMOS的器件性能,甚至可以降低SMT對(duì)圖形尺寸分布的依賴性[27],并且不需要通過光刻、刻蝕的額外工序來去除PMOS區(qū)域的氮化硅薄膜「26卩。甚至為了進(jìn)一步降低最終的氫含量、提高拉應(yīng)力,有人研究出沉積加等離子體處理,以及沉積加紫外光照射的復(fù)合工藝,這一探索在后面將要講到的高應(yīng)力氮化硅刻蝕阻擋層技術(shù)中,被廣泛應(yīng)用。作為一種新興的應(yīng)力工程,SMT對(duì)NM(DS器件性能的提升有著極其重要的貢獻(xiàn),但其自身仍處于不斷的完善之中,其中氮化硅的I藝優(yōu)化日益得到業(yè)界學(xué)者的重視。不得不提的是,盡管SMT是90nm以下(尤其是65nm節(jié)點(diǎn)以下)不可或缺的利器,但應(yīng)用這種技術(shù)仍然存在不少風(fēng)險(xiǎn),主要體現(xiàn)在I藝復(fù)雜性、漏電流加劇、器件可靠性惡化等方面。