应变硅技术来源于能带工程,通过在器件中引入应力或应变来改变硅的能带结构,从而使得载流子迁移率提高和器件驱动电流增加。应变硅技术包括全局应变和局部应变两大类。前者包括SiGe虚拟衬底技术,绝缘层上锗硅(SGOI)和绝缘层上应变硅(SSOI)。后者特指只在器件的局部区域向器件提供应力,且可以通过常规CMOS工艺或者稍微改动的工艺就可以实现。由于与CMOS工艺的良好兼容性,局部应变技术已经成为目前业界的主流。局部应变技术包括浅槽隔离(STI)、刻蚀阻挡层作为双应力衬垫(DSL)、源漏嵌入式锗硅(S/D E-SiGe)以及应力记忆技术(SMT)等。本文首先分析了应变对硅能带的影响,进而对应变提高载流子迁移率的机理进行了讨论。随后介绍了几种主要的应力引入技术的制造方法和特点。最后对局部应力技术中的氮化硅盖帽层和STI致应力进行了实验研究。在氮化硅盖帽层应力的实验研究中,通过采用高频PECVD和LPCVD两种方法,淀积不同厚度的氮化硅盖帽层,研究氮化硅盖帽层产生的应力与淀积方法和厚度的关系。样品通过X射线双晶衍射(XRD)来表征其产生的应变。然后,制作了带有台阶图形的氮化硅盖帽层,研究其产生的应力与盖帽层厚度的关系。试验结果通过扫描电子显微镜(SEM)观测了台阶形貌,采用XRD表征应变的情况。对于STI结构产生的应力,本文通过设计不同的STI结构的版图参数,研究这些版图参数对STI产生应力的影响。实验样品通过SEM观测了表面和截面的形貌,并通过XRD重点研究了不同槽间距对STI应力的影响。