[發明專利]CMOS管的形成方法

在審

• 申請號: 201210405792.1
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN103779278A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 洪中山
• 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: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238
• 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

1.一種CMOS管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底表面包括第一區域和與之相鄰的第二區域，且所述第一區域形成有第一柵極結構，所述第二區域形成有第二柵極結構；

在所述第一柵極結構和第二柵極結構兩側的半導體襯底表面形成第一應力層；

形成阻擋層，所述阻擋層覆蓋所述第二區域的第一應力層和第二柵極結構，但暴露出第一區域的第一柵極結構和第一應力層；

以所述阻擋層為掩膜，去除第一區域的第一應力層，并刻蝕半導體襯底，形成溝槽；

在所述溝槽內形成第二應力層。

2.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，還包括：形成覆蓋所述第一柵極結構和第二柵極結構表面的保護層。

3.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，還包括：形成第一應力層前，刻蝕部分厚度的半導體襯底形成淺開口，所述第一應力層位于所述淺開口內。

4.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述第一區域用于形成NMOS管，所述第一應力層的材料為硅或碳化硅，所述第二應力層的材料包含鍺硅。

5.如權利要求4所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，還包括：覆蓋所述第二應力層表面的單晶硅層。

6.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，當所述第二應力層的材料為鍺硅時，所述第二應力層中鍺的濃度分布為：由第二應力層的上、下表面向中間逐漸升高。

7.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層的形成工藝為選擇性外延沉積工藝。

8.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述溝槽的形狀為U形、多晶面形狀或sigma形。

9.如權利要求8所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述溝槽的形狀為sigma形時，其形成步驟包括：首先在溫度為40攝氏度-60攝氏度，功率為200瓦-400瓦，偏壓為50伏-200伏的條件下，采用CF₄和HBr刻蝕所述半導體襯底10秒-20秒，形成碗狀凹槽；然后在溫度為30攝氏度-60攝氏度，時間為100秒-300秒的條件下，采用體積百分比濃度為2%~20%的四甲基氫氧化銨溶液，濕法刻蝕所述碗狀凹槽，最終形成sigma形的溝槽。

10.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述第二應力層的形成工藝為選擇性外延沉積工藝，其工藝參數范圍為：溫度為550攝氏度-800攝氏度，壓強為5托-20托，SiH₄的流量為30標準毫升每分-300標準毫升每分，SiH₄和SiH₂Cl₂的體積比至少為3:2，GeH₄的流量為5標準毫升每分-500標準毫升每分，HCl的流量為50標準毫升每分-200標準毫升每分，H₂的流量為5標準升每分-50標準升每分。

11.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，還包括：形成第二應力層后，去除所述阻擋層。

12.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的材料為二氧化硅或氮化硅。

13.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層的上表面高于半導體襯底表面200埃-600埃。

14.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層的下表面低于半導體襯底表面0埃-1000埃。

15.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述第二應力層的上表面高于半導體襯底表面200埃-600埃。

16.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述第二應力層的下表面低于半導體襯底表面400埃-2000埃。

17.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述CMOS管包含平面型CMOS管或三維結構的CMOS管。

18.如權利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的材料為氮化硅。