[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201110164686.4
• 申請日: 2011-06-20
• 公開（公告）號: CN102842504B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 劉煥新;涂火金
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/04;H01L29/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 孫寶海

1.一種制造半導體器件的方法，包括：

在Si襯底中形成“U”形凹槽；

通過外延生長在所述“U”形凹槽的底部形成SiGe層；

使用對Si的蝕刻速度大于對SiGe的蝕刻速度的蝕刻劑，從所述“U”形凹槽的側壁，對所述Si襯底進行具有晶向選擇性的濕法蝕刻，從而形成“∑”形凹槽。

2.如權利要求1所述的方法，還包括：

在所述“∑”形凹槽中外延生長SiGe，以填充所述“∑”形凹槽。

3.如權利要求2所述的方法，其中所述“∑”形凹槽中填充的SiGe用于形成PMOS器件的源區或漏區。

4.如權利要求1所述的方法，其中所述“U”形凹槽是使用干法蝕刻工藝形成的。

5.如權利要求1所述的方法，其中所述“U”形凹槽的深度在300埃至550埃之間。

6.如權利要求1所述的方法，其中所述襯底表面和所述“U”形凹槽側壁的晶面方向基本上分別是{100}晶面族和{110}晶面族中基本上相互垂直的兩個晶面之一，在所述具有晶向選擇性的濕法蝕刻中，在<111>晶向上的蝕刻速度小于在其它晶向上的蝕刻速度。

7.如權利要求6所述的方法，其中所述襯底表面的晶面方向是(001)，所述“U”形凹槽的側壁的晶面方向是(110)。

8.如權利要求6所述的方法，其中所述蝕刻劑包含四甲基氫氧化銨(TMAH)。

9.如權利要求1所述的方法，其中在通過外延生長在所述“U”形凹槽的底部形成SiGe層的步驟中，還在所述“U”形凹槽的側壁上形成側壁SiGe薄膜，所述側壁SiGe薄膜的厚度小于所述“U”形凹槽底部的SiGe層的厚度，該方法還包括：

在對所述Si襯底進行所述濕法蝕刻之前，蝕刻去除所述側壁SiGe薄膜，而保留所述“U”形凹槽底部的所述SiGe層的至少一部分覆蓋所述“U”形凹槽底部的Si。

10.如權利要求9所述的方法，其中在所述通過外延生長在所述“U”形凹槽的底部形成SiGe層的步驟中，工藝溫度為500℃至800℃，壓力為5托至50托。

11.如權利要求9所述的方法，其中在所述通過外延生長在所述“U”形凹槽的底部形成SiGe層的步驟中，所使用的工藝氣體包含：

SiH₄或者SiH₂Cl₂；

GeH₄；

HCl；

B₂H₆或者BH₃；以及

H₂，

其中H₂的氣體流速為0.1slm至50slm，上述其它氣體的氣體流速為1sccm至1000sccm。

12.如權利要求1所述的方法，其中所述SiGe層的厚度為10埃至300埃。

13.一種半導體器件，包括：

硅襯底，所述硅襯底中形成有凹陷；以及

填充所述凹陷的硅鍺材料，用于形成PMOS器件的源區或漏區，

其中所述凹陷具有第一部分和第二部分，

所述襯底表面和所述第一部分的側壁的晶面方向基本上分別是{100}晶面族和{110}晶面族中基本上相互垂直的兩個晶面之一，并且

所述第二部分位于所述第一部分之上，所述第二部分的側壁分為上半部分和下半部分，所述上半部分和下半部分的晶面方向基本上分別是(111)和

14.如權利要求13所述的方法，其中所述襯底表面的晶面方向基本上是(001)，所述第一部分的側壁的晶面方向基本上是(110)。

15.如權利要求13所述的方法，其中所述第一部分的高度為10埃至300埃。