[發(fā)明專利]嵌入式鍺硅器件的制作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410697457.2
• 申請(qǐng)日: 2014-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN104392930A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 王宏婧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種嵌入式鍺硅器件的制作方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，芯片上將集成更多器件，芯片也將采用更快的速度。在這些要求的推進(jìn)下，器件的幾何尺寸將不斷縮小，在芯片的制造工藝中不斷采用新材料、新技術(shù)和新的制造工藝。目前半導(dǎo)體器件的制備已經(jīng)發(fā)展到納米級(jí)別，同時(shí)常規(guī)器件的制備工藝逐漸成熟。

在半導(dǎo)體器件CMOS溝道區(qū)域施加應(yīng)力可以提高CMOS載流子的遷移率。在制備CMOS的過程中，在CMOS的源漏區(qū)進(jìn)行外延鍺硅(e-SiGe)以對(duì)襯底的溝道處施加壓應(yīng)力(即采用嵌入式硅鍺技術(shù)來通過嵌入式的硅鍺形成源區(qū)或漏區(qū)，從而對(duì)溝道區(qū)施加應(yīng)力)，使PMOS性能提高，并且對(duì)于PMOS，e-SiGe技術(shù)是使溝道所受應(yīng)力提升的最有效的方法。研究發(fā)現(xiàn)SiGe越接近溝道就越能施加大的應(yīng)力，使得PMOS的性能獲得更大的提升。

為此，期望提出一種嵌入式鍺硅器件制造方法，以使得作為源極/漏極結(jié)構(gòu)的SiGe與柵極邊緣盡可能地接近，從而實(shí)現(xiàn)更高性能的半導(dǎo)體器件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種嵌入式鍺硅器件的制作方法，能夠使得作為源極/漏極結(jié)構(gòu)的SiGe與柵極邊緣盡可能地接近，從而實(shí)現(xiàn)更高性能的半導(dǎo)體器件。

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種嵌入式鍺硅器件的制作方法，包括以下步驟：

在一半導(dǎo)體襯底上依次形成柵極介電層、柵極以及圍繞在柵極和柵極介電層的兩側(cè)的側(cè)墻；

以所述柵極和側(cè)墻為掩膜，刻蝕所述半導(dǎo)體襯底的源/漏區(qū)以形成凹槽；

在所述凹槽中外延生長(zhǎng)第一鍺硅層，所述第一鍺硅層至少覆蓋在所述凹槽靠近側(cè)墻的側(cè)壁上；

對(duì)所述第一鍺硅層進(jìn)行高溫氧化處理以調(diào)節(jié)第一鍺硅層與柵極下方邊緣的距離，并去除高溫氧化處理過程中第一鍺硅層上形成的氧化層；

繼續(xù)在所述凹槽中外延生長(zhǎng)第二鍺硅層。

進(jìn)一步的，采用干法刻蝕工藝形成所述凹槽。

進(jìn)一步的，所述側(cè)墻的寬度大于(埃米)。

進(jìn)一步的，所述外延生長(zhǎng)第一鍺硅層的厚度大于。

進(jìn)一步的，所述外延生長(zhǎng)第一鍺硅層的鍺的濃度大于10％。

進(jìn)一步的，所述外延生長(zhǎng)第一鍺硅層的鍺的濃度大于25％。

進(jìn)一步的，所述高溫氧化處理的溫度高于500℃。

進(jìn)一步的，所述高溫氧化處理的溫度為600℃～1000℃。

進(jìn)一步的，所述凹槽的深度大于(埃米)。

進(jìn)一步的，所述凹槽的深度為。

進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體襯底為純硅襯底或者絕緣體上硅襯底。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的嵌入式鍺硅器件的制作方法，在半導(dǎo)體襯底的源漏區(qū)刻蝕出凹槽以及在凹槽側(cè)壁外延第一鍺硅層之后，對(duì)第一鍺硅層進(jìn)行高溫氧化處理，使得第一鍺硅層中的硅被氧化，而鍺向第一鍺硅層周圍的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部移動(dòng)并形成新的鍺硅層，由此使得處理后的第一鍺硅層更加接近溝道，從而具有更大的溝道區(qū)有效應(yīng)力，進(jìn)而提高嵌入式鍺硅器件的性能。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的一種嵌入式鍺硅器件結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例的嵌入式鍺硅器件的制作方法流程圖；

圖3A至圖3D是圖2所示制作方法流程中的器件結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明，然而，本發(fā)明可以用不同的形式實(shí)現(xiàn)，不應(yīng)認(rèn)為只是局限在所述的實(shí)施例。應(yīng)注意到：除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。