[發明專利]應變硅成長于不同版圖特征下的改善方法

有效

• 申請號: 201911192674.5
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111218715B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 楊明侖;蕭至廷;薛培堃
• 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
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

本發明公開了一種應變硅成長于不同版圖特征下的改善方法，在硅襯底的鉆石型孔洞刻蝕后,在該孔洞的內表面形成一層單晶硅薄膜。本發明能夠有效改善LOD效應。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路領域，特別是涉及一種應變硅成長于不同版圖特征下的改善方法。

背景技術

應變硅工程是利用外延技術成長SiGe(鍺硅)，產生對P型溝道的壓縮應力及成長SiC(碳化硅)或SiP(磷化硅)，產生對N型溝道的拉伸應力，這些應變硅工程可以有效提升載子遷移率，進而提高器件性能。然而，復雜的版圖環境，在小SA(介于柵極與STI間的小尺寸有源區)區域的特征版圖，由于硅基板的限制，緊鄰STI(淺溝槽隔離)的一側限制了應變硅的生長，外延不易生長,導致應力量不足，無法有效提升器件的性能。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種應變硅成長于不同版圖特征下的改善方法，能夠有效改善LOD(Layout of Dependence體積均一性)效應。

為解決上述技術問題，本發明的應變硅成長于不同版圖特征下的改善方法是采用如下技術方案實現的：

在硅襯底的鉆石型孔洞刻蝕后,在該孔洞的內表面形成一層單晶硅薄膜。

本發明的方法針對40奈米及以下的先進制程，適用于含有應變硅工程的工藝。

本發明的方法通過引入單晶硅薄膜外延沉積，增加下工程外延成長的硅襯底含量，在不同的版圖環境下，能得到均一體積的應變硅，應變硅體積的增加，進而能有效改善應變硅在不同版圖環境下成長的LOD效應。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1是在硅襯底中形成鉆石型孔洞的示意圖；

圖2是鉆石型孔洞的內表面形成單晶硅薄膜的示意圖；

圖3是在鉆石型孔洞中形成鍺硅的示意圖。

具體實施方式

所述應變硅成長于不同版圖特征下的改善方法，在下面的實施例中是采用如下技術方案實現的：

步驟一、參見圖1所示，在硅襯底1中位于STI的側端通過刻蝕形成一孔洞，該孔洞為鉆石形。

步驟二、參見圖2所示，在所述孔洞的內表面通過選擇性外延生長形成一層單晶硅薄膜8，并用鹽酸回蝕方法控制單晶硅能貼合著孔洞形貌成長。選擇性外延生長單晶硅薄膜時，前驅物為SiH2Cl2(DCS二氯二氫硅)，溫度為700～800℃，壓力10Torr，厚度為

所述鹽酸回蝕方法采用的壓力為20～30mTorr，溫度為700～800℃。

步驟三、參見圖2所示，在所述孔洞中進行鍺硅9生長，并填滿該孔洞。鍺硅生長的速率為：Si(硅)＞SiN(氮化硅)＞＞oxdie(氧化物)。

本發明通過在硅襯底1的鉆石型孔洞刻蝕后，加入一道單晶硅薄膜外延沉積的工藝，增加下工程外延成長的硅襯底含量。后續的應變硅會延著所述單晶硅薄膜續成長，進而增加體積，提升應力，改善器件性能。

單晶硅薄膜外延沉積的工藝導入于應變硅工程中,改善在本質的特征版圖下,因為環境限制造成的應變硅體積損失。

圖1-3中：3為柵多晶硅、4為氮化硅硬質掩膜、5為氧化物硬質掩膜、6為第一側墻、7為氮化硅側墻。

以上通過具體實施方式對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發明的限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域的技術人員還可做出許多變形和改進，這些也應視為本發明的保護范圍。