[發明專利]半導體結構及其形成方法、PMOS晶體管及其形成方法

有效

• 申請號: 201210149349.2
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN103426926A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 涂火金;三重野文健
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/165;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體領域，特別涉及一種半導體結構及其形成方法、以及一種PMOS晶體管及其形成方法。

背景技術

現有半導體器件制作工藝中，由于應力可以改變硅材料的能隙和載流子遷移率，因此通過應力來提高MOS管的性能成為越來越常用的技術手段。具體地，通過適當控制應力，可以提高載流子（NMOS晶體管中的電子，PMOS晶體管中的空穴）遷移率，從而提高驅動電流，進而極大地提高MOS晶體管的性能。

目前，采用嵌入式鍺硅（Embedded?GeSi）技術來形成PMOS晶體管的源區和漏區，即在需要形成源區和漏區的區域先形成鍺硅材料，然后再進行摻雜形成PMOS晶體管的源區和漏區；形成所述鍺硅材料是為了引入硅和鍺硅（SiGe）之間晶格失配的壓應力，從而提高PMOS管的性能。

在專利號US7569443的美國專利中公開了一種在PMOS晶體管的源、漏區形成外延硅鍺源、漏區的方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底表面形成有柵極結構；然后在柵極結構兩側形成凹槽，并在所述凹槽內外延形成硅鍺層，并對所述硅鍺層進行p型摻雜以形成PMOS晶體管的源漏區。

因為在形成源、漏區之后，會進行高溫處理以激活摻雜離子，為了防止由于源、漏區的摻雜離子擴散到半導體襯底中而引起源、漏區電阻率發生偏移，一般會先在所述柵極結構兩側的凹槽底部形成一層硅鍺種子層；然后在所述硅鍺種子層表面形成硅鍺體層，所述硅鍺體層的鍺摩爾百分比含量高于硅鍺種子層中的鍺摩爾百分比含量；再在所述硅鍺體層表面形成硅鍺覆蓋層或硅覆蓋層，所述硅鍺覆蓋層或硅覆蓋層用于提供后續在源、漏表面形成的金屬硅化物層的硅源。

但是，隨著器件小型化的發展趨勢和對器件性能要求的不斷提高，人們對PMOS管中空穴在溝道區的遷移率也提出了更高的要求。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體結構及其形成方法，以及一種PMOS晶體管及其形成方法，以提高現有技術里PMOS管中空穴在溝道區的遷移率。

為解決上述問題，本發明提供了如下技術方案：

一種半導體結構形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底內具有凹槽；在所述凹槽表面形成硅鍺層；還包括：在所述硅鍺層表面形成硅鍺錫層。

優選的，所述硅鍺錫層包括：硅鍺錫種子層和硅鍺錫體層；其中，所述硅鍺錫種子層形成于所述硅鍺層表面；所述硅鍺錫體層形成于所述硅鍺錫種子層表面。

優選的，所述硅鍺錫種子層中錫的摩爾百分比含量小于所述硅鍺錫體層中錫的摩爾百分比含量。

優選的，所述硅鍺錫種子層中錫的摩爾百分比含量固定不變。

優選的，所述硅鍺錫種子層中錫的摩爾百分比含量沿所述硅鍺錫種子層到所述硅鍺錫體層的方向逐漸增加。

優選的，所述硅鍺錫體層中錫的摩爾百分比含量為10%-20%。

優選的，所述硅鍺錫體層中錫的摩爾百分比含量固定不變。

優選的，所述硅鍺錫體層中錫的摩爾百分比含量沿所述硅鍺錫種子層到所述硅鍺錫體層的方向逐漸增加。

優選的，所述凹槽形狀為Σ形。

一種半導體結構，包括：半導體襯底，所述半導體襯底內具有凹槽，位于所述凹槽表面的硅鍺層；還包括：位于所述硅鍺層表面的硅鍺錫層。

一種PMOS晶體管形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底表面形成有柵極結構，所述柵極結構兩側的半導體襯底內形成有凹槽；在所述凹槽表面形成硅鍺層；在所述硅鍺層表面形成硅鍺錫層，并在所述柵極結構兩側的硅鍺錫層內形成源/漏極。

優選的，所述硅鍺錫層包括：硅鍺錫種子層和硅鍺錫體層；其中，所述硅鍺錫種子層形成于所述硅鍺層表面；所述硅鍺錫體層形成于所述硅鍺錫種子層表面，且所述源/漏極形成于所述硅鍺錫體層內。

優選的，所述硅鍺錫種子層中錫的摩爾百分比含量小于所述硅鍺錫體層中錫的摩爾百分比含量。

優選的，所述硅鍺錫種子層中錫的摩爾百分比含量為1%-10%。

優選的，所述硅鍺錫種子層中錫的摩爾百分比含量固定不變。

優選的，所述硅鍺錫種子層中錫的摩爾百分比含量沿所述硅鍺錫種子層到所述硅鍺錫體層的方向逐漸增加。

優選的，所述硅鍺錫體層中錫的摩爾百分比含量為10%-20%。

優選的，所述硅鍺錫體層中錫的摩爾百分比含量固定不變。

優選的，所述硅鍺錫體層中錫的摩爾百分比含量沿所述硅鍺錫種子層到所述硅鍺錫體層的方向逐漸增加。