[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201310093736.3
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN104064468B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 傅豐華;俞少峰
• 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: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/8238;H01L29/08;H01L29/78;H01L27/092
• 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

1.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，在半導體襯底中形成隔離結構，所述隔離結構將半導體襯底隔開為第一有源區和第二有源區，所述第一有源區、第二有源區的類型相反；

形成位于第一有源區的第一柵極和位于第二有源區的第二柵極；

形成第一帽層，第一帽層覆蓋所述半導體襯底、第一柵極和第二柵極；

圖形化第一帽層，形成位于第一柵極周圍的第一側墻；

在第一側墻兩側的半導體襯底中形成第一凹槽，在所述第一凹槽中外延生長第一半導體材料，所述第一半導體材料高于所述襯底表面，其中，第一帽層的材料保證在第一側墻表面不會生長第一半導體材料，且圖形化第一帽層時不會損傷隔離結構；

在形成第一半導體材料后，形成第二帽層，所述第二帽層覆蓋第一有源區和第二有源區；

圖形化剩余的第一帽層和第二帽層，在第二柵極周圍形成第二側墻；

在第二側墻兩側的半導體襯底中形成第二凹槽，在所述第二凹槽中外延生長第二半導體材料，所述第二半導體材料高于所述襯底表面，其中，第二帽層的材料保證在第二側墻表面不會生長第二半導體材料；

去除剩余的第二帽層，其中，第二帽層的材料保證在去除剩余的第二帽層時不會損傷隔離結構；

所述第一有源區為P型有源區，所述第一半導體材料為鍺硅，所述第一帽層為氮化硅層；

所述第二有源區II為N型有源區，所述第二半導體材料為碳硅，所述第二帽層包括氮化硅層、位于氮化硅層上的氧化硅層；

所述第二側墻的外層為氧化硅層。

2.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽、第二凹槽均為sigma形凹槽。

3.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，當第一半導體材料為鍺硅、第二半導體材料為碳硅時，第一凹槽為sigma形凹槽，第二凹槽為碗狀凹槽；當第一半導體材料為碳硅、第二半導體材料為鍺硅時，第一凹槽為碗狀凹槽，第二凹槽為sigma形凹槽。

4.如權利要求2或3所述的形成方法，其特征在于，形成所述sigma形凹槽的方法，包括：

使用干法刻蝕工藝，在半導體襯底中形成矩形凹槽；

清洗所述矩形凹槽，以去除形成矩形凹槽過程中產生的聚合物；

在清洗之后，使用濕法腐蝕法刻蝕所述矩形凹槽形成所述sigma形凹槽。

5.如權利要求3所述的形成方法，其特征在于，形成所述碗狀凹槽的方法，

包括：

使用各向異性干法刻蝕工藝，在半導體襯底中形成矩形凹槽；

使用各向同性干法刻蝕工藝，刻蝕所述矩形凹槽，形成碗狀凹槽。

6.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述氧化硅層、氮化硅層的厚度范圍均為：

7.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，去除剩余的第二帽層的方法為濕法腐蝕法。

8.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述隔離結構的材料為氧化硅。

9.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一柵極、第二柵極為前柵工藝中的柵極；

或者，所述第一柵極和第二柵極均為后柵工藝的偽柵極，在去除剩余的第二帽層后，還包括：去除所述偽柵極形成溝槽；在所述溝槽中填充導電材料，形成柵極。