[發明專利]晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201310378974.9
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN104425267B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 何永根
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(北京)有限公司;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
• 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

1.一種晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底包括PMOS區域，所述PMOS區域半導體襯底表面形成有PMOS柵極結構；

在所述PMOS柵極結構兩側的半導體襯底內形成凹槽；

采用第一外延工藝在凹槽內形成第一應力層，且所述第一應力層上表面低于半導體襯底上表面，所述第一應力層上表面至半導體襯底上表面的高度差為20埃至50埃，所述第一應力層的材料為SiGe或SiGeB；

采用第二外延工藝形成覆蓋第一應力層的第二應力層，所述第二應力層的材料為SiGeC或SiGeBC，所述第二應力層的材料中含有碳原子，且所述第二應力層上表面高于半導體襯底上表面或與半導體襯底上表面齊平。

2.根據權利要求1所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二應力層的材料中碳原子濃度為1E18atom/cm³至1E21atom/cm³。

3.根據權利要求1所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二應力層的厚度為50埃至100埃。

4.根據權利要求1所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二外延工藝的具體工藝參數為：反應氣體包括硅源氣體、鍺源氣體、碳源氣體、HCl和H₂，硅源氣體為SiH₄、SiH₂Cl₂或Si₂H₆，鍺源氣體為GeH₄，碳源氣體為CH₃SiH₃、CH₄、CH₃Cl、CH₂Cl₂或CHCl₃，其中，硅源氣體、鍺源氣體、碳源氣體和HCl的流量均為1sccm至1000sccm，H₂的流量為100sccm至50000sccm，反應腔室溫度為600度至800度，反應腔室壓強為1托至500托。

5.根據權利要求1所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層為單層結構或多層結構。

6.根據權利要求5所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層為單層結構時，所述第一應力層包括填充凹槽的鍺硅體層，且所述鍺硅體層上表面低于半導體襯底上表面；所述第一應力層為多層結構時，所述第一應力層包括：位于凹槽底部和側壁的鍺硅阻擋層、位于鍺硅阻擋層表面的鍺硅漸變層和位于鍺硅漸變層表面的鍺硅體層，且所述鍺硅體層上表面低于半導體襯底上表面。

7.根據權利要求6所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述鍺硅體層的材料中Ge的原子百分比為10％至50％。

8.根據權利要求6所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述鍺硅體層的材料中硼原子的濃度為1E18atom/cm³至3E20atom/cm³。

9.根據權利要求1所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二外延工藝和第一外延工藝在同一個外延設備中進行。

10.根據權利要求1所述的晶體管的形成方法，其特征在于，在第二應力層形成后，采用第三外延工藝形成覆蓋第二應力層的蓋層。

11.根據權利要求10所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述蓋層的材料為Si、SiGe、SiB或SiGeB。

12.根據權利要求10所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述蓋層的厚度為50埃至300埃。

13.根據權利要求11所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述蓋層的材料為Si，所述第三外延工藝的具體工藝參數為：反應氣體包括硅源氣體、H₂和HCl，其中，硅源氣體為SiH₄或SiH₂Cl₂，硅源氣體和HCl的氣體流量均為1sccm至1000sccm，H₂的氣體流量為100sccm至10000sccm，反應腔室溫度為600度至800度，反應腔室壓強為1托至500托。