[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110147175.1
• 申請(qǐng)日: 2011-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN102810481A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張翼英;何其旸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L21/306;H01L21/20
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 鄒姍姍

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及制造半導(dǎo)體器件的方法，尤其是涉及制造包括具有嵌入式SiGe(eSiGe)的PMOS器件的半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)

為了滿足終端用戶對(duì)小尺寸電子器件的需求，在改進(jìn)的超大規(guī)模集成電路(VLSI)工藝中，采用應(yīng)力技術(shù)來(lái)提高器件的性能。其中一種有效的方法是采用嵌入式SiGe(eSiGe)結(jié)構(gòu)來(lái)提高PMOS器件溝道區(qū)的空穴遷移率。

在∑形狀的eSiGe結(jié)構(gòu)中，由于SiGe的晶格常數(shù)大于Si的晶格常數(shù)，而且∑形狀的SiGe減小了源區(qū)和漏區(qū)之間的間距，所以有效地增大了溝道區(qū)中的應(yīng)力。

圖1A至1D示出了現(xiàn)有技術(shù)的在PMOS器件中形成∑形SiGe的方法。在Si襯底之上形成柵極以及位于柵極兩側(cè)側(cè)壁上的側(cè)壁間隔件(參見圖1A)之后，通過干法刻蝕，在相鄰柵極之間的Si襯底中形成凹槽，如圖1B所示。圖1B中所示的凹槽基本上是截面由A、B、C和D四個(gè)頂點(diǎn)限定的平底矩形形狀。

接著，如圖1C所示，對(duì)形成的矩形凹槽進(jìn)行晶向選擇性的濕法刻蝕，從而將該矩形凹槽擴(kuò)展為∑形狀。通常，晶向選擇性的濕法刻蝕沿(100)晶面刻蝕得比沿(111)晶面快。實(shí)際上，這里晶向選擇性的濕法刻蝕沿(111)晶面基本上刻蝕不動(dòng)。結(jié)果是，如圖1C所示，在圖1B中的干法刻蝕之后形成的凹槽的C和D兩個(gè)頂點(diǎn)作為(111)晶向的刻蝕停止點(diǎn)而保留。最后，如圖1D所示，在所形成的∑形凹槽中外延生長(zhǎng)SiGe，從而形成SiGe的源區(qū)和漏區(qū)。

本發(fā)明的發(fā)明人在對(duì)形成∑形SiGe的方法進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)的方法存在難以外延生長(zhǎng)SiGe的問題。

具體而言，在圖1B所示的對(duì)襯底進(jìn)行干法刻蝕的工藝中，由于等離子體的連續(xù)轟擊使得所形成的矩形凹槽邊緣處，尤其是圖1B中示出的C和D頂點(diǎn)處，出現(xiàn)Si晶格失配等缺陷。如前所述，作為晶向選擇性的濕法刻蝕的結(jié)果，C和D兩點(diǎn)成為(111)晶向的刻蝕停止點(diǎn)而保留不會(huì)被刻蝕掉。后續(xù)的SiGe外延生長(zhǎng)工藝中，籽層對(duì)于Si的表面狀況(例如，清潔度、Si晶格情況)非常敏感。諸如Si晶格適配等缺陷會(huì)導(dǎo)致籽層難以生長(zhǎng)。因此，如圖1E所示，C和D處出現(xiàn)的Si晶格缺陷會(huì)使得在后續(xù)工藝中難以外延生長(zhǎng)SiGe籽層。

發(fā)明內(nèi)容

為了消除或者至少部分地減輕現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提出了本發(fā)明。

本公開的實(shí)施例通過在干法刻蝕之后進(jìn)行氧化處理以針對(duì)被干法刻蝕損傷的襯底部分形成氧化物層、然后去除該氧化物層，使得在進(jìn)行SiGe外延生長(zhǎng)之前已經(jīng)去除了有晶格缺陷的襯底部分。

本公開的實(shí)施例提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟：一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟：在襯底上形成柵極，柵極上形成有頂部掩模層；形成位于所述柵極兩側(cè)側(cè)壁上的側(cè)壁間隔件；以所述頂部掩模層為掩模，對(duì)所述襯底進(jìn)行干法刻蝕，以在相鄰的側(cè)壁間隔件之間的襯底中形成凹槽；對(duì)所述凹槽進(jìn)行氧化，以圍繞所述凹槽的內(nèi)壁形成襯里氧化物層；通過各向同性濕法刻蝕，去除所述襯里氧化物層；對(duì)所述凹槽進(jìn)行晶向選擇性的濕法刻蝕，以將所述凹槽的內(nèi)壁形成為具有∑形狀。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述襯里氧化物層被形成為使得其厚度足以包括在對(duì)所述襯底進(jìn)行干法刻蝕時(shí)受損傷的襯底部分。

在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述凹槽的氧化包括熱氧化或者等離子體氧化工藝。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述熱氧化工藝包括在700℃至1200℃的溫度下對(duì)所述襯底進(jìn)行氧化。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述熱氧化工藝包括在700℃至1200℃的溫度下對(duì)所述襯底進(jìn)行干法氧化。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述等離子體氧化工藝包括在射頻等離子體環(huán)境中對(duì)所述襯底進(jìn)行氧化。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述襯里氧化物層的厚度約為50埃至150埃。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述濕法去除所述襯里氧化物層的步驟包括：采用HF酸溶液來(lái)去除所述襯里氧化物層。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)所述凹槽進(jìn)行晶向選擇性的濕法刻蝕的步驟包括：采用四甲基氫氧化銨(TMAH)對(duì)所述凹槽進(jìn)行濕法刻蝕。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述晶向選擇性的濕法刻蝕沿(100)晶面比沿(111)晶面的刻蝕速率快。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述晶向選擇性的濕法刻蝕沿(111)晶面基本上刻蝕不動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，在所述襯底上形成的柵極為多晶硅柵。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括在對(duì)襯底進(jìn)行干法刻蝕之前在所述襯底中進(jìn)行離子注入以形成源區(qū)和漏區(qū)。