[發(fā)明專利]嵌入式外延層的制造方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010473990.6
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111599764A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 涂火金;劉厥揚;胡展源
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238;H01L29/78
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種嵌入式外延層的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、采用干法刻蝕工藝在硅襯底中形成凹槽，所述凹槽的剖面呈U型結(jié)構(gòu)；

步驟二、在所述凹槽中填充嵌入式外延層，包括如下分步驟：

步驟21、進行外延生長形成緩沖層；

步驟22、進行外延生長形成主體層，在所述主體層的生長過程中會在所述硅襯底上形成顆粒缺陷；

步驟23、在相同的外延生長腔體通入刻蝕氣體進行回刻以去除所述顆粒缺陷；

步驟24、進行外延生長形成蓋帽層，由所述緩沖層、所述主體層和所述蓋帽層疊加形成所述嵌入式外延層。

2.如權(quán)利要求1所述的嵌入式外延層的制造方法，其特征在于：步驟24中，在所述蓋帽層的生長過程中會在所述硅襯底表面上形成顆粒缺陷；步驟24完成后還包括：

步驟25、在相同的外延生長腔體通入刻蝕氣體進行回刻以去除所述顆粒缺陷。

3.如權(quán)利要求2所述的嵌入式外延層的制造方法，其特征在于：步驟23中的刻蝕氣體包括：HCl、Cl2和HBr；步驟25中的刻蝕氣體包括：HCl、Cl2和HBr。

4.如權(quán)利要求1所述的嵌入式外延層的制造方法，其特征在于：步驟一中，在所述硅襯底上形成有柵極結(jié)構(gòu)，所述凹槽自對準形成在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所述凹槽中；

所述柵極結(jié)構(gòu)包括依次疊加的柵介質(zhì)層和多晶硅柵；

在所述多晶硅柵的頂部覆蓋有頂部硬掩膜層，在所述多晶硅柵的側(cè)面形成有側(cè)墻。

5.如權(quán)利要求4所述的嵌入式外延層的制造方法，其特征在于：所述頂部硬掩膜層的材料包括氧化硅或氮化硅；

所述側(cè)墻的材料包括氧化硅或氮化硅。

6.如權(quán)利要求4所述的嵌入式外延層的制造方法，其特征在于：所述硅襯底上同時集成有PMOS或NMOS。

7.如權(quán)利要求6所述的嵌入式外延層的制造方法，其特征在于：所述PMOS具有對應(yīng)的所述嵌入式外延層，所述PMOS的所述嵌入式外延層為嵌入式鍺硅外延層。

8.如權(quán)利要求7所述的嵌入式外延層的制造方法，其特征在于：所述嵌入式鍺硅外延層還摻入有硼雜質(zhì)。

9.如權(quán)利要求7所述的嵌入式外延層的制造方法，其特征在于：在形成所述嵌入式鍺硅外延層時，在步驟一中還包括進行光刻工藝將所述NMOS的形成區(qū)域覆蓋以及將所述PMOS的形成區(qū)域打開。

10.如權(quán)利要求6所述的嵌入式外延層的制造方法，其特征在于：所述NMOS具有對應(yīng)的所述嵌入式外延層，所述NMOS的所述嵌入式外延層為嵌入式磷硅外延層。

11.如權(quán)利要求10所述的嵌入式外延層的制造方法，其特征在于：在形成所述嵌入式磷硅外延層時，在步驟一中還包括進行光刻工藝將所述PMOS的形成區(qū)域覆蓋以及將所述NMOS的形成區(qū)域打開。

12.如權(quán)利要求7所述的嵌入式外延層的制造方法，其特征在于：步驟二中，

步驟21、步驟22和步驟24中，外延生長的工藝條件包括：溫度為500℃～800℃，腔體壓強為1torr～100torr；工藝氣體包括：硅源氣體、鍺源氣體、HCl和載氣；

所述嵌入式鍺硅外延層中，所述主體層的鍺濃度大于所述緩沖層的鍺濃度，所述主體層的鍺濃度大于所述蓋帽層的鍺濃度，步驟22中的所述鍺源氣體的流量大于步驟21中的所述鍺源氣體的流量，步驟22中的所述鍺源氣體的流量大于步驟24中的所述鍺源氣體的流量。