[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體器件的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110400600.3
• 申請(qǐng)日: 2011-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN103151264B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 隋運(yùn)奇;韓秋華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L21/306
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所11336
• 代理人: 董巍,顧珊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，具體而言涉及一種形成∑狀鍺硅層的制作方法。

背景技術(shù)

對(duì)于深亞微米半導(dǎo)體技術(shù)而言，∑狀鍺硅層可以顯著提高PMOS的性能。

在形成∑狀鍺硅層的工藝過程中，首先需要聯(lián)合采用干法蝕刻和濕法蝕刻在PMOS的源/漏區(qū)形成∑狀凹槽。所述干法蝕刻過程結(jié)束之后，在半導(dǎo)體襯底100中形成碗狀凹槽101，如圖1A所示；接著，利用濕法蝕刻在所述半導(dǎo)體襯底100的不同晶向上的蝕刻速率的不同，即相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底100的水平及垂直方向的蝕刻速率快，其它方向蝕刻速率慢的特點(diǎn)，在所述半導(dǎo)體襯底100中形成∑狀凹槽102，如圖1B所示。由于受到器件特征尺寸（CD）的限制，所形成的∑狀凹槽102的底部區(qū)域的寬度很小，導(dǎo)致后續(xù)外延生長(zhǎng)鍺硅的工藝窗口變小。

因此，需要提出一種方法，以便形成底部區(qū)域較寬的∑狀鍺硅層。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有柵極結(jié)構(gòu)；在所述半導(dǎo)體襯底的源/漏區(qū)中形成碗狀凹槽；對(duì)所述碗狀凹槽進(jìn)行縱向蝕刻，以在所述碗狀凹槽的底部區(qū)域形成一平底溝槽；蝕刻所述碗狀凹槽，以形成∑狀凹槽；在所述∑狀凹槽和所述平底溝槽中形成嵌入式鍺硅層。

進(jìn)一步，所述形成碗狀凹槽的過程包括：先對(duì)所述半導(dǎo)體襯底的源/漏區(qū)進(jìn)行第一蝕刻以形成凹槽，然后對(duì)所述凹槽進(jìn)行第二蝕刻。

進(jìn)一步，所述第一蝕刻為采用干法蝕刻工藝的縱向蝕刻。

進(jìn)一步，所述第二蝕刻為采用干法蝕刻工藝的各向同性蝕刻。

進(jìn)一步，所述縱向蝕刻為干法蝕刻。

進(jìn)一步，所述平底溝槽的深度為50-150埃。

進(jìn)一步，所述形成∑狀凹槽的蝕刻為濕法蝕刻。

進(jìn)一步，在所述濕法蝕刻后，所述溝槽的深度大于600埃。

進(jìn)一步，在所述濕法蝕刻后，所述溝槽的底部寬度大于150埃。

進(jìn)一步，采用外延生長(zhǎng)工藝形成所述嵌入式鍺硅層。

進(jìn)一步，所述柵極結(jié)構(gòu)包括依次層疊的柵極介電層、柵極材料層和柵極硬掩蔽層。

根據(jù)本發(fā)明，可以形成底部區(qū)域較寬的∑狀凹槽，以擴(kuò)大后續(xù)外延生長(zhǎng)鍺硅的工藝窗口。

附圖說明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。

附圖中：

圖1A為形成∑狀鍺硅層的過程中所形成的碗狀凹槽的示意性剖面圖；

圖1B為形成∑狀鍺硅層的過程中所形成的∑狀凹槽的示意性剖面圖；

圖2A-圖2E為本發(fā)明提出的形成∑狀鍺硅層的制作方法的各步驟的示意性剖面圖；

圖3為本發(fā)明提出的形成∑狀鍺硅層的制作方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的形成∑狀鍺硅層的制作方法。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。

下面，以PMOS為例，參照?qǐng)D2A-圖2E和圖3來描述本發(fā)明提出的形成∑狀鍺硅層的制作方法的詳細(xì)步驟。

參照?qǐng)D2A-圖2E，其中示出了本發(fā)明提出的形成∑狀鍺硅層的制作方法的各步驟的示意性剖面圖。