[發明專利]具有鍺硅源漏的MOS晶體管的制造方法

有效

• 申請號: 201811267621.0
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109545658B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 劉厥揚
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/8234
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發明公開了一種具有鍺硅源漏的MOS晶體管的制造方法，包括步驟：步驟一、提供一硅襯底，在硅襯底的表面形成柵極結構，柵極結構的側面形成有側墻；步驟二、在柵極結構的兩側形成側面具有∑形狀的凹槽，包括分步驟：步驟21、形成硬掩膜層；步驟22、采用光刻工藝凹槽的形成區域；步驟23、進行第一次干法刻蝕形成凹槽的第一部分；步驟24、進行第二次清洗工藝，清洗液采用DHF和DIO₃的組合，采用DHF去除硅襯底表面的污染，采用DIO₃控制DHF所帶來對氧化層的刻蝕速率；步驟25、進行第三次濕法刻蝕形成最終凹槽。本發明能實現對凹槽干刻后清洗工藝的控制，能在充分去除硅襯底表面的污染的同時減少或避免氧化層的損耗。

技術領域

本發明涉及一種半導體集成電路制造方法，特別是涉及一種具有鍺硅源漏的MOS晶體管的制造方法。

背景技術

MOS晶體管特別是PMOS管的源漏區往往需要形成嵌入式鍺硅外延層，嵌入式鍺硅外延層能夠對PMOS管的溝道區的應力進行調制從而有利于提高PMOS的載流子遷移率，從而提高PMOS管的電學性能。但是，在引入嵌入式鍺硅外延層是通過先在硅襯底中形成凹槽，凹槽通常具有∑形狀，再在凹槽中填充外延層實現外延層嵌入到硅襯底中的。在凹槽的刻蝕工藝需要采用到硬掩膜層，之后光刻定義出凹槽的形成區域，再進行干法刻蝕，由于干法刻蝕中會產生污染，如產生高分子聚合物(polymer)或其它副產物(byproduct)；所以在干法刻蝕之后需要進行清洗工藝；清洗之后還需要進行凹槽的濕法刻蝕，最后形成所需形狀的凹槽；之后再在凹槽中填充外延層。

現有方法中，針對高污染物的表面如polymer或byproduct等污染物，現有方法都是利用酸槽(wet bench tool)或是單片式清洗機(single wafer)加入DHF進行清潔，但是隨著線寬的縮小，清洗帶來的對硅襯底整體的損耗(loss)量也必須要考慮在內，DHF帶來的損耗主要為氧化層的損耗，因此對DHF清洗的秒數控制極為重要，所以在實現對污染物的清洗去除以及對硅襯底的損耗之間存在矛盾，清洗時間過短則不能將污染物完全去除，污染物的殘留會產生如使凹槽的形貌變形等缺陷；清洗時間過長，則會對硅襯底上的氧化層產生過大的損耗，當器件的線寬減少時，這種損耗將會對器件的性能產生不利的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種具有鍺硅源漏的MOS晶體管的制造方法，能凹槽的形成過程中對硅襯底表面的污染的清洗工藝進行很好的控制，在保證污染去除的同時防止對硅襯底上的氧化層產生損耗，能使凹槽的形狀得到很好的保證以及使器件的性能得到保證。

為解決上述技術問題，本發明提供的具有鍺硅源漏的MOS晶體管的制造方法包括如下步驟：

步驟一、提供一硅襯底，在所述硅襯底的表面形成柵極結構，所述柵極結構的側面形成有側墻。

步驟二、在所述柵極結構的兩側形成側面具有∑形狀的凹槽，包括如下分步驟：

步驟21、形成硬掩膜層。

步驟22、采用光刻工藝在所述柵極結構的兩側定義出所述凹槽的形成區域。

步驟23、進行第一次干法刻蝕，所述第一次干法刻蝕依次對所述凹槽形成區域的所述硬掩膜層和所述硅襯底進行刻蝕形成所述凹槽的第一部分。

步驟24、進行第二次清洗工藝，用于清洗所述第一次干法刻蝕帶來的對所述硅襯底表面的污染，所述第二次情形工藝的清洗液采用DHF和DIO₃的組合，采用DHF去除所述硅襯底表面的污染，采用DIO₃控制所述DHF所帶來對氧化層的刻蝕速率，使得在充分去除所述硅襯底表面的污染的同時減少或避免氧化層的損耗。

步驟25、進行第三次濕法刻蝕，所述第三次濕法刻蝕在對所述凹槽的第一部分進行擴展形成所述凹槽。

進一步的改進是，還包括步驟：