[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410664315.6
• 申請(qǐng)日: 2014-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN105609469B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李潤領(lǐng);周建華;王昌鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8238
• 分類號(hào): H01L21/8238
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡杰赟;駱蘇華

一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域，所述第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域分別具有柵極結(jié)構(gòu)；形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)的遮蔽層；形成掩膜層，所述掩膜層覆蓋所述第一器件區(qū)域的遮蔽層；減薄所述掩膜層，暴露出第一器件區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)上遮蔽層的頂表面；刻蝕所述第二器件區(qū)域柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的遮蔽層和半導(dǎo)體襯底，在所述第二器件區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成凹槽；在所述凹槽內(nèi)形成鍺硅層。本發(fā)明半導(dǎo)體器件的形成方法工藝控制簡單，所形成的半導(dǎo)體器件性能佳。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件的形成方法。

背景技術(shù)

隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，MOSFET器件的關(guān)鍵尺寸以及柵極氧化層不斷的縮小，導(dǎo)致載流子的遷移率大大降低，從而引起器件開態(tài)電流的降低并導(dǎo)致器件性能的退化。

研究發(fā)現(xiàn)，鍺材料中的電子遷移率是硅材料中的兩倍，空穴遷移率是硅材料中的4倍。因此，鍺硅(SiGe)工藝被提出，該工藝可以通過提高載流子遷移率來提高器件的性能，成為了45納米及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)中重要和核心的工藝技術(shù)。其中，嵌入式鍺硅源漏技術(shù)(Embedding SiGe)被用來在溝道中產(chǎn)生單軸應(yīng)力來提高PMOS晶體管的空穴遷移率，從而提高它的電流驅(qū)動(dòng)能力。

請(qǐng)參考圖1-3，圖示出了現(xiàn)有技術(shù)的嵌入式鍺硅源漏的形成方法。具體地，參考圖1，半導(dǎo)體襯底100包括NMOS晶體管區(qū)域、PMOS晶體管區(qū)域和位于兩者之間的隔離結(jié)構(gòu)110，NMOS晶體管區(qū)域和PMOS晶體管區(qū)域上具有柵極結(jié)構(gòu)120，柵極結(jié)構(gòu)120包括柵介質(zhì)層121、柵電極層122和硬掩膜層123。首先，如圖1所示，形成覆蓋半導(dǎo)體襯底100和柵極結(jié)構(gòu)120的氮化硅阻擋層；接著，如圖2所示，形成覆蓋NMOS區(qū)域的光刻膠層140，以所述光刻膠層140為掩膜刻蝕PMOS區(qū)域的阻擋層130和柵極結(jié)構(gòu)120兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底100，形成凹槽150；然后，如圖3所示，在所述凹槽150內(nèi)填充鍺硅材料，形成具有嵌入式鍺硅源漏的PMOS晶體管。

但是，現(xiàn)有技術(shù)形成具有嵌入式鍺硅源漏的PMOS晶體管的性能不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是，現(xiàn)有技術(shù)形成的具有嵌入式鍺硅源漏器件的性能不佳。

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域，所述第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域分別具有柵極結(jié)構(gòu)；形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底表面和柵極結(jié)構(gòu)的遮蔽層；形成掩膜層，所述掩膜層覆蓋所述第一器件區(qū)域的遮蔽層；減薄所述掩膜層，暴露出第一器件區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)上遮蔽層的頂表面；刻蝕所述第二器件區(qū)域柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的遮蔽層和半導(dǎo)體襯底，在所述第二器件區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成凹槽，在所述刻蝕工藝中，所述第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)上的遮蔽層也被刻蝕；以及在所述凹槽內(nèi)形成鍺硅層。

可選地，所述柵極結(jié)構(gòu)包括依次位于半導(dǎo)體襯底上的柵介質(zhì)層、柵電極層和硬掩膜層。

可選地，所述半導(dǎo)體器件的形成方法還包括，在所述凹槽內(nèi)形成鍺硅層后，去除第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域剩余的遮蔽層和硬掩膜層。

可選地，所述遮蔽層和所述硬掩膜層的材料為氮化硅。

可選地，所述去除第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域剩余的遮蔽層和硬掩膜層采用磷酸溶液，溶液溫度為90℃～200℃。

可選地，所述遮蔽層的厚度為

可選地，減薄所述掩膜層采用的氣體為O₂、H₂、CH₄、CO₂和SO₂中的一種或幾種。

可選地，減薄所述掩膜層采用的氣體還包括N₂和He中的一種或兩種。