[發(fā)明專利]FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810840471.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109065496A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鈕鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762;H01L21/02;H01L21/311
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、提供一FDSOI襯底結(jié)構(gòu)，所述FDSOI襯底包括體硅層，埋氧層和頂層硅，所述埋氧層形成于所述體硅層表面，所述頂層硅形成于所述埋氧層表面；在所述頂層硅表面形成硬掩模層；

步驟二、光刻定義出混合外延硅的形成區(qū)域，將所述混合外延硅的形成區(qū)域的所述硬掩模層打開(kāi)，以打開(kāi)后的所述硬掩模層為掩模依次對(duì)所述頂層硅和所述埋氧層進(jìn)行刻蝕形成溝槽，所述溝槽的底部將所述體硅層的表面暴露出來(lái)，所述溝槽的側(cè)面將所述頂層硅的側(cè)面暴露；

步驟三、在所述溝槽的側(cè)面形成介質(zhì)層側(cè)墻，所述介質(zhì)層側(cè)墻將所述溝槽側(cè)面的所述頂層硅封閉，使所述溝槽內(nèi)部?jī)H將所述溝槽底部的所述體硅層表面暴露；

步驟四、進(jìn)行外延生長(zhǎng)在所述溝槽中形成和所述體硅層相接觸的混合外延硅，利用所述介質(zhì)層側(cè)墻將所述溝槽側(cè)面的所述頂層硅封閉的特征，消除了從所述溝槽的側(cè)面進(jìn)行外延生長(zhǎng)的情形，使所述外延生長(zhǎng)完全從所述溝槽的底部往上生長(zhǎng)，從而提高所述混合外延硅的表面平坦性。

2.如權(quán)利要求1所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：所述硬掩模層由第一氧化硅層和第二氮化硅層疊加而成。

3.如權(quán)利要求1所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：所述混合外延硅的表面用于形成需要和所述體硅層相連的無(wú)源器件或引出結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求1所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：所述混合外延硅的形成區(qū)域外的所述頂層硅中用于形成CMOS器件。

5.如權(quán)利要求4所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：所述CMOS器件包括PMOS器件和NMOS器件，所述CMOS器件的柵極結(jié)構(gòu)為HKMG。

6.如權(quán)利要求1所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：步驟二中，采用干法刻蝕將所述硬掩膜層打開(kāi)。

7.如權(quán)利要求6所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：步驟二中采用干法刻蝕對(duì)所述頂層硅和所述埋氧層進(jìn)行刻蝕形成所述溝槽。

8.如權(quán)利要求7所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：步驟二中形成所述溝槽的干法刻蝕完成后還包括進(jìn)行濕法清洗的步驟。

9.如權(quán)利要求8所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：所述濕法清洗在酸槽中進(jìn)行。

10.如權(quán)利要求1所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：所述頂層硅的厚度達(dá)12nm以下。

11.如權(quán)利要求1所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：步驟三中所述介質(zhì)層側(cè)墻的材料包括氧化硅或氮化硅。

12.如權(quán)利要求11所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：步驟三中形成所述介質(zhì)層側(cè)墻的步驟包括：

步驟31、淀積所述介質(zhì)層側(cè)墻的材料層；

步驟32、對(duì)所述介質(zhì)層側(cè)墻的材料層進(jìn)行全面刻蝕形成僅位于所述溝槽側(cè)面的所述介質(zhì)層側(cè)墻。

13.如權(quán)利要求12所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：步驟31中淀積的所述介質(zhì)層側(cè)墻的材料層的厚度為

14.如權(quán)利要求12所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：步驟32的對(duì)所述介質(zhì)層側(cè)墻的材料層的全面刻蝕為干法刻蝕，在干法刻蝕之后還包括進(jìn)行濕法清洗的步驟。

15.如權(quán)利要求1所述的FDSOI工藝中混合外延硅的制造方法，其特征在于：步驟四中外延生長(zhǎng)完成后所述混合外延硅的頂部表面和所述頂層硅的頂部表面相平。