[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201310232121.4
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN104241355B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 于書坤;韋慶松
• 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;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

1.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底，所述襯底具有第一區和第二區；

形成位于第一區的多個第一柵極、位于第二區的多個第二柵極；

形成位于所述第一柵極兩側襯底中的第一凹槽、位于第二柵極兩側襯底中的第二凹槽，第一凹槽的分布密度小于第二凹槽的分布密度，第一凹槽底部至襯底表面的距離大于第二凹槽底部至襯底表面的距離；

在所述第一凹槽中外延生長第一半導體材料、在所述第二凹槽中外延生長第二半導體材料，所述第一半導體材料、第二半導體材料高出襯底表面，第一凹槽底部與第二凹槽底部至襯底表面的距離差確保：高出襯底表面的第一半導體材料上表面、第二半導體材料上表面持平。

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、第二凹槽為碗狀凹槽或sigma形凹槽。

3.如權利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽、第二凹槽為sigma形凹槽，形成所述sigma形凹槽的方法包括：

使用干法刻蝕工藝，刻蝕所述第一柵極兩側襯底形成第一碗狀凹槽、刻蝕第二柵極兩側襯底形成第二碗狀凹槽，第一碗狀凹槽底部至襯底表面的距離大于第二碗狀凹槽底部至襯底表面的距離；

使用濕法刻蝕法刻蝕所述第一碗狀凹槽、第二碗狀凹槽，形成sigma形凹槽。

4.如權利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽、第二凹槽為碗狀凹槽，形成碗狀凹槽的方法包括：

使用干法刻蝕工藝，在所述第一柵極兩側襯底中形成第一碗狀凹槽、在第二柵極兩側襯底中形成第二碗狀凹槽，第一碗狀凹槽底部至襯底表面的距離大于第二碗狀凹槽至襯底表面的距離。

5.如權利要求3或4所述的形成方法，其特征在于，在所述干法刻蝕工藝中，使用的刻蝕氣體包括CH₂F₂、CH₃F、CF₄、CHF₃、NF₃、O₂、Cl₂、HCl和HBr的混合氣體，其中，CH₂F₂、CH₃F的流量大于CF₄、CHF₃、NF₃、O₂、Cl₂、HCl和HBr的流量，確保第一碗狀凹槽底部至襯底表面的距離大于第二碗狀凹槽底部至襯底表面的距離。

6.如權利要求5所述的形成方法，其特征在于，CH₂H₂、CH₃F的流量范圍為大于等于20sccm小于等于2000sccm，CF₄、CHF₃、NF₃、O₂、Cl₂、HCl和HBr的流量的范圍為小于等于500sccm，所述干法刻蝕的時間范圍為大于等于5s小于等于200s。

7.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽底部至襯底表面的距離，與第二凹槽底部至襯底表面的距離之間的差值范圍為大于等于3nm小于等于30nm。

8.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述第一凹槽、第二凹槽的方法包括：

進行第一刻蝕，刻蝕第一柵極兩側的襯底形成第一凹槽，之后，進行第二刻蝕，刻蝕第二柵極兩側的襯底形成第二凹槽；或者，

進行第一刻蝕，刻蝕第二柵極兩側的襯底形成第二凹槽，之后，進行第二刻蝕，刻蝕第一柵極兩側的襯底形成第一凹槽。

9.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一半導體材料、第二半導體材料為鍺硅；或者，所述第一半導體材料、第二半導體材料為碳硅。

10.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。