[發明專利]西格瑪溝槽刻蝕方法、鍺硅外延層的形成方法及PMOS器件

在審

• 申請號: 201910694171.1
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110416088A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 邱靖堯
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/08
• 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

1.一種西格瑪溝槽刻蝕方法，其特征在于，包括：

S1：提供一半導體襯底，半導體襯底上包括由場氧化層隔離出的有源區，在有源區內形成有N阱，在N阱上形成有PMOS的柵極結構和PMOS的源漏區；

S2：進行干法刻蝕，在PMOS的源漏區形成半導體襯底溝槽；

S3：進行第一次濕法刻蝕，刻蝕半導體襯底溝槽以形成西格瑪溝槽初始形貌；以及

S4：進行第二次濕法刻蝕，刻蝕西格瑪溝槽初始形貌以形成西格瑪溝槽。

2.根據權利要求1所述的西格瑪溝槽刻蝕方法，其特征在于，在S3中，第一次濕法刻蝕工藝持續的時間為140秒至220秒之間。

3.根據權利要求1所述的西格瑪溝槽刻蝕方法，其特征在于，在S3中，使用DHF+TMAH+SC1進行濕法刻蝕半導體襯底溝槽以形成西格瑪溝槽初始形貌。

4.根據權利要求1所述的西格瑪溝槽刻蝕方法，其特征在于，在S3之后與S4之前還包括步驟Sa：測量S3中形成的西格瑪溝槽初始形貌的尺寸，并根據測得的西格瑪溝槽始形貌的尺寸計算S4中的第二次濕法刻蝕工藝所需的刻蝕時間。

5.根據權利要求4所述的西格瑪溝槽刻蝕方法，其特征在于，利用光學關鍵尺寸度量機臺測量S3中形成的西格瑪溝槽初始形貌的關鍵尺寸，先進制程控制系統根據測得的西格瑪溝槽初始形貌的關鍵尺寸計算第二次濕法刻蝕工藝所需的刻蝕時間。

6.根據權利要求1所述的西格瑪溝槽刻蝕方法，其特征在于，S4中的第二次濕法刻蝕工藝的刻蝕時間為50秒至100秒之間。

7.根據權利要求1所述的西格瑪溝槽刻蝕方法，其特征在于，在S4中，使用TMAH進行濕法刻蝕西格瑪溝槽初始形貌以形成西格瑪溝槽。

8.根據權利要求1所述的西格瑪溝槽刻蝕方法，其特征在于，在S2之后還包括步驟Sb：濕法清洗半導體襯底溝槽以清洗干法刻蝕后的副產物。

9.根據權利要求8所述的西格瑪溝槽刻蝕方法，其特征在于，在步驟Sb中使用DHF+SPM+SC1進行濕法清洗半導體襯底溝槽以清洗干法刻蝕后的副產物。

10.根據權利要求1所述的西格瑪溝槽刻蝕方法，其特征在于，步驟S1中，在半導體襯底上的有源區內還形成有P阱，在P阱上形成有NMOS的柵極結構，另在步驟S1之后，還包括步驟Sc：在半導體襯底上形成氮化硅層，氮化硅層形成PMOS的柵極結構的側墻和NMOS的柵極結構的側墻；Sd：對氮化硅表面處理工藝；以及Se：用光刻膠將NMOS區覆蓋，形成NMOS區阻擋層。

11.根據權利要求1所述的西格瑪溝槽刻蝕方法，其特征在于，步驟S2中，采用鹵族元素氣體進行干法刻蝕工藝。

12.一種鍺硅外延層的形成方法，其特征在于，在根據權利要求1所述的西格瑪溝槽刻蝕方法形成西格瑪溝槽后，還包括：S5：濕法清洗西格瑪溝槽；以及S6：在西格瑪溝槽中進行鍺硅外延生長，形成鍺硅外延層。

13.根據權利要求12所述的鍺硅外延層的形成方法，其特征在于，在步驟S5中使用SPM+SC1進行濕法清洗西格瑪溝槽。

14.一種PMOS器件，其特征在于，在PMOS器件的漏源區內包括采用權利要求12所述的鍺硅外延層的形成方法形成的鍺硅外延層。