[發(fā)明專利]一種嵌入?yún)^(qū)的形成方法以及嵌入源漏的形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110129620.1
• 申請日: 2011-05-18
• 公開（公告）號: CN102789984A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鶴飛;駱志炯;劉佳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L21/20
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，更具體地說，涉及一種嵌入?yún)^(qū)的形成方法以及嵌入源漏的形成方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)界對集成電路器件的性能提出更高的要求，在集成電路器件制造過程中，會需要在襯底內(nèi)，形成嵌入?yún)^(qū)，尤其是嵌入源漏，以滿足器件性能的要求。

在進(jìn)入90nm工藝時代以后，一種做法是，通過外延技術(shù)來形成嵌入源漏，例如e-SiGe和e-SiC，通過該嵌入源漏引入對溝道的應(yīng)力，來提高載流子的遷移率，進(jìn)而提高器件的速度。通常地，嵌入源漏的形成步驟包括：如圖1所示，在形成柵極110后，先在柵極110兩側(cè)的襯底內(nèi)形成凹槽120，而后，如圖2所示，通過外延生長的方法在凹槽120內(nèi)形成嵌入源漏130。

外延生長的技術(shù)為：在襯底上生長一層跟襯底具有相同晶格排列的外延材料，其局限性在于，只能在襯底材料上形成相同或具有相同組分的材料，例如，當(dāng)襯底為單晶硅時，只能在單晶硅上外延生長形成硅或SiGe/SiC等材料。

由于外延技術(shù)的局限性，上述利用外延技術(shù)形成嵌入源漏的問題在于，只能是與該材料相同或者具有該材料組分的材料，不能任意填充其他材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種嵌入?yún)^(qū)的形成方法，可以應(yīng)用在單晶、非晶或多晶材料的襯底上，在襯底上形成任意材料的填充區(qū)，提高制造工藝的通用性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了如下技術(shù)方案：

一種嵌入?yún)^(qū)的形成方法，包括：

提供襯底以及襯底上的第一結(jié)構(gòu)；

在位于所述第一結(jié)構(gòu)至少一側(cè)的襯底上形成溝槽；

進(jìn)行淀積，在溝槽、襯底、第一結(jié)構(gòu)及第一結(jié)構(gòu)側(cè)壁上形成至少一層填充層；

在位于所述溝槽上方的填充層上形成保護(hù)層；

去除位于所述襯底表面以上的填充層，以使得所述填充層僅保留在所述溝槽中；

去除所述保護(hù)層。

可選地，形成所述保護(hù)層的步驟包括：

在所述填充層的表面上形成保護(hù)層；進(jìn)行平坦化處理至所述第一結(jié)構(gòu)上的填充層露出；對所述保護(hù)層進(jìn)行刻蝕，以使得所述保護(hù)層僅保留在所述溝槽上方的填充層上。

可選地，所述保護(hù)層部分或全部覆蓋溝槽的填充層。

可選地，所述第一結(jié)構(gòu)包括柵極區(qū)，則所述在位于第一結(jié)構(gòu)至少一側(cè)的襯底上形成溝槽的步驟包括：在所述柵極區(qū)側(cè)壁下方的襯底內(nèi)形成溝槽。

可選地，所述在位于第一結(jié)構(gòu)至少一側(cè)的襯底上形成溝槽的步驟包括：進(jìn)行濕法腐蝕，使得所述溝槽嵌入至所述第一結(jié)構(gòu)的至少一側(cè)的下方。

所述填充層的材料可以包括以下任一種或多種的組合：單晶或非晶的Si、Ge、SiGe、GaAs、InP或SiC。所述填充層的材料還可以包括Al、Ni或其組合。

此外，本發(fā)明還提出了根據(jù)上述方法的嵌入源漏的形成方法，所述方法包括：

提供襯底以及襯底上的柵極區(qū)；

在位于所述柵極區(qū)至少一側(cè)的襯底內(nèi)形成溝槽；

通過淀積，在所述襯底、溝槽、柵極區(qū)及柵極區(qū)側(cè)壁上形成至少一層填充層；

在所述溝槽的填充層上形成保護(hù)層；

去除位于所述襯底表面以上的填充層，以使得所述填充層僅保留在所述溝槽中；

去除保護(hù)層。

可選地，所述保護(hù)層部分或全部覆蓋溝槽的填充層。

可選地，在溝槽的填充層上形成保護(hù)層的步驟包括：在所述填充層的表面上形成保護(hù)層；進(jìn)行平坦化處理至位于所述柵極區(qū)上的填充層露出；對所述保護(hù)層進(jìn)行刻蝕，以使得所述保護(hù)層僅保留在所述溝槽上方的填充層上。

在本發(fā)明的實施例中，所述柵極區(qū)包括柵堆疊以及環(huán)繞所述柵堆疊的側(cè)墻，則形成溝槽的步驟包括：進(jìn)行濕法腐蝕，使得所述溝槽嵌入至所述側(cè)墻的下方。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例的嵌入?yún)^(qū)的形成方法，在襯底內(nèi)形成溝槽后，通過淀積的方法形成填充層，而后，在溝槽的填充層上形成保護(hù)層，通過該保護(hù)層的掩蓋，去除溝槽之外的填充層，從而在溝槽內(nèi)形成嵌入?yún)^(qū)，由于是通過淀積的方法，襯底和填充層的材料都不受限制，可以根據(jù)器件性能需求任意配置，具有通用性。此外，在保護(hù)層的掩蓋下，溝槽內(nèi)的填充層不會受到中間刻蝕工藝的損傷，保證了填充層的質(zhì)量。而對于形成嵌入源漏區(qū)來說，本發(fā)明的實施例通過在源漏區(qū)引入各種不同填充材料，因為能夠通過不同的源漏區(qū)材料和工藝來向溝道區(qū)引入應(yīng)力，改善載流子的遷移率。

附圖說明