[發(fā)明專利]凹槽的形成方法以及在位形成凹槽和填充外延層的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011056640.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN114334653A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王耀增;鄭印呈;聶望欣;涂火金;劉厥揚(yáng);胡展源
• 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): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L29/78;H01L29/08
• 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

1.一種凹槽的形成方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、進(jìn)行第一次刻蝕，所述第一次刻蝕在硅襯底的選定區(qū)域中形成凹槽，所述第一次刻蝕采用干法刻蝕使所述凹槽呈U型或球型；

步驟二、將所述硅襯底放置在外延工藝腔中，采用所述外延工藝腔的HCl和GeH4兩種反應(yīng)氣體對(duì)所述凹槽進(jìn)行第二次刻蝕，使所述凹槽呈鉆石型。

2.如權(quán)利要求1所述的凹槽的形成方法，其特征在于：步驟一中，所述硅襯底的頂部表面為(100)面；

步驟二中，所述第二次刻蝕對(duì)(110)面的刻蝕速率、對(duì)(100)面的刻蝕速率和對(duì)(111)面的刻蝕速率依次降低。

3.如權(quán)利要求2所述的凹槽的形成方法，其特征在于：所述第二次刻蝕中，GeH4和HCl的體積比為0.1：1～1:1。

4.如權(quán)利要求3所述的凹槽的形成方法，其特征在于：所述第二次刻蝕的溫度為700℃～800攝氏度。

5.如權(quán)利要求3所述的凹槽的形成方法，其特征在于：所述第二次刻蝕中采用H2作為載氣。

6.如權(quán)利要求1所述的凹槽的形成方法，其特征在于：步驟一中所述凹槽的選定區(qū)域?yàn)闁艠O結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源漏形成區(qū)域。

7.如權(quán)利要求6所述的凹槽的形成方法，其特征在于：所述柵極結(jié)構(gòu)為柵介質(zhì)層和多晶硅柵的疊加層，所述柵介質(zhì)層由氧化硅組成，步驟一中，所述硅襯底的頂部表面上形成有柵極結(jié)構(gòu)。

8.如權(quán)利要求6所述的凹槽的形成方法，其特征在于：所述柵極結(jié)構(gòu)為柵介質(zhì)層和金屬柵的疊加層，所述柵介質(zhì)層包括高介電常數(shù)層；步驟一中，所述硅襯底的頂部表面上形成有偽柵極結(jié)構(gòu)，所述偽柵極結(jié)構(gòu)形成于所述柵極結(jié)構(gòu)的形成區(qū)域中，所述偽柵極結(jié)構(gòu)由偽柵介質(zhì)層和偽多晶硅柵疊加而成；所述偽柵結(jié)構(gòu)在后續(xù)工藝中被所述柵極結(jié)構(gòu)替換。

9.一種在位形成凹槽和填充外延層的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、進(jìn)行第一次刻蝕，所述第一次刻蝕在硅襯底的選定區(qū)域中形成凹槽，所述第一次刻蝕采用干法刻蝕使所述凹槽呈U型或球型；

步驟二、將所述硅襯底放置在外延工藝腔中，采用所述外延工藝腔的HCl和GeH4兩種反應(yīng)氣體對(duì)所述凹槽進(jìn)行第二次刻蝕，使所述凹槽呈鉆石型；

步驟三、在所述外延工藝腔中在位進(jìn)行外延生長(zhǎng)工藝形成外延層將所述凹槽完全填充。

10.如權(quán)利要求9所述的在位形成凹槽和填充外延層的方法，其特征在于：步驟一中，所述硅襯底的頂部表面為(100)面；

步驟二中，所述第二次刻蝕對(duì)(110)面的刻蝕速率、對(duì)(100)面的刻蝕速率和對(duì)(111)面的刻蝕速率依次降低。

11.如權(quán)利要求10所述的在位形成凹槽和填充外延層的方法，其特征在于：所述第二次刻蝕中，GeH4和HCl的體積比為0.1：1～1:1。

12.如權(quán)利要求11所述的在位形成凹槽和填充外延層的方法，其特征在于：所述第二次刻蝕的溫度為700℃～800攝氏度。

13.如權(quán)利要求11所述的在位形成凹槽和填充外延層的方法，其特征在于：所述第二次刻蝕中采用H2作為載氣。

14.如權(quán)利要求9所述的在位形成凹槽和填充外延層的方法，其特征在于：步驟一中所述凹槽的選定區(qū)域?yàn)闁艠O結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源漏形成區(qū)域。

15.如權(quán)利要求14所述的在位形成凹槽和填充外延層的方法，其特征在于：所述柵極結(jié)構(gòu)為柵介質(zhì)層和多晶硅柵的疊加層，所述柵介質(zhì)層由氧化硅組成，步驟一中，所述硅襯底的頂部表面上形成有柵極結(jié)構(gòu)。