一種晶體管及其形成方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種晶體管及其形成方法，對(duì)干法刻蝕后的第一凹槽進(jìn)行了修復(fù)，使得第一凹槽晶格的損壞部分被去除，之后采用濕法刻蝕工藝形成所需形狀的第二凹槽時(shí)，所形成的第二凹槽中便不存在晶格受損部分，從而能夠長(zhǎng)出高質(zhì)量的硅鍺層，大大的提高了器件的性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種晶體管及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種晶體管及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在先進(jìn)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)產(chǎn)業(yè)中，為了提高PMOS的性能，源/漏極區(qū)域通常會(huì)采用硅鍺(SiGe)，這是由于硅鍺比硅具有更大的晶格常數(shù)，則在源漏極形成硅鍺層后，其能夠在溝道區(qū)產(chǎn)生一定的壓應(yīng)力，以便提高電子的遷移率。
[0003]然而，在實(shí)際工藝中，硅鍺層的生長(zhǎng)狀況不是那么理想的，請(qǐng)參考圖1，現(xiàn)有工藝中形成硅鍺層的過(guò)程為:
[0004]SlOl:采用干法刻蝕工藝刻蝕襯底形成碗狀凹槽，
[0005]S102:采用TMAH (四甲基氫氧化銨)濕法刻蝕所述碗狀凹槽形成sigema狀(Σ狀)的第二凹槽，
[0006]S103:對(duì)第二凹槽進(jìn)行清洗，
[0007]S104:在第二凹槽內(nèi)進(jìn)行硅鍺的外延生長(zhǎng)。
[0008]然而在sigema狀凹槽形成后繼續(xù)外延生長(zhǎng)硅鍺層時(shí)卻會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，如圖2所示的堆垛層錯(cuò)(stacking fault) I。干法刻蝕會(huì)對(duì)襯底造成結(jié)構(gòu)上的破壞,使其晶格受損，而濕法刻蝕僅是改變第一凹槽的形狀，在干法刻蝕和之后進(jìn)行的濕法刻蝕會(huì)存在一個(gè)區(qū)域2，這個(gè)區(qū)域2不會(huì)被濕法刻蝕去除(或完全去除)，也就是說(shuō)，區(qū)域2處具有受干法刻蝕損壞的晶格，從而在外延生長(zhǎng)后將會(huì)使得外延層不同區(qū)域結(jié)構(gòu)不同。這將導(dǎo)致源漏極質(zhì)量下降，嚴(yán)重影響器件的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種晶體管的形成方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中形成的硅鍺層質(zhì)量差的問(wèn)題。
[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種晶體管的形成方法，包括:
[0011]提供襯底，在所述襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)；
[0012]通過(guò)刻蝕工藝在所述襯底上形成多個(gè)第一凹槽；
[0013]對(duì)所述第一凹槽進(jìn)行修復(fù)；
[0014]刻蝕所述第一凹槽形成第二凹槽。
[0015]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，所述第一凹槽的形狀為碗狀。
[0016]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，采用快速熱氧化工藝對(duì)所述第一凹槽進(jìn)行修復(fù)，形成氧化層。
[0017]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，采用尖峰退火工藝對(duì)所述第一凹槽進(jìn)行修復(fù)，形成氧化層。
[0018]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，所述氧化層的厚度為f 30埃。
[0019]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，形成氧化層的溫度為80(Tll0(rC。[0020]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，在氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w氛圍下進(jìn)行處理。
[0021] 可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，在純氧的氛圍下進(jìn)行修復(fù)。
[0022]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，刻蝕所述第一凹槽形成第二凹槽的工藝包括如下步驟:
[0023]采用稀釋的氫氟酸去除所述氧化層；
[0024]采用四甲基氫氧化銨刻蝕形成第二凹槽。
[0025]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，所述第二凹槽為sigema狀。
[0026]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，形成第二凹槽之后，還包括如下工藝:
[0027]在所述第二凹槽內(nèi)形成硅鍺層。
[0028]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，所述形成硅鍺層的工藝條件為:溫度500~800°C，壓強(qiáng) I~lOOTorr。
[0029]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，所述形成硅鍺層采用的氣體為:SiH4、HCUB2Hf^PH215
[0030]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，所述氣體SiH4、HCl和B2H6的流量皆為I~lOOOsccm。
[0031]可選的，對(duì)于所述的晶體管的形成方法，所述H2的流量為0.1-508?πιο
[0032]本發(fā)明提供一種由上述晶體管的形成方法制得的晶體管，包括:襯底，所述襯底上形成有柵極結(jié)構(gòu)及第二凹槽。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明提供的晶體管及其形成方法中，對(duì)干法刻蝕后的第一凹槽進(jìn)行了修復(fù)，使得第一凹槽晶格的損壞部分被去除，之后采用濕法刻蝕工藝形成所需形狀的第二凹槽時(shí)，所形成的第二凹槽中便不存在晶格受損部分，從而能夠長(zhǎng)出高質(zhì)量的娃錯(cuò)層，大大的提聞了器件的性能。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的晶體管形成過(guò)程的流程圖；
[0035]圖2為現(xiàn)有技術(shù)形成的晶體管的缺陷示意圖；
[0036]圖:T圖8為本發(fā)明實(shí)施例的晶體管的形成方法的橫截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的晶體管的形成方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0038]實(shí)施例一
[0039]請(qǐng)參考圖3，提供襯底30，所述襯底30可以為硅襯底，或者絕緣層上覆硅(S0I)等，在所述襯底30上形成柵極結(jié)構(gòu)31，可采用已知工藝完成。
[0040]接著進(jìn)行硅鍺源漏極的形成過(guò)程，請(qǐng)參考圖4，首先采用干法刻蝕工藝在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)，襯底30上分別形成第一凹槽40，刻蝕后第一凹槽40的形狀為碗狀，通常干法刻蝕會(huì)導(dǎo)致第一凹槽40表面被損壞，形成具有晶格受損的結(jié)構(gòu)41，這些晶格受損的結(jié)構(gòu)41的晶格與正常狀態(tài)下的晶格不同，故不加處理會(huì)導(dǎo)致堆垛層錯(cuò)這種缺陷的產(chǎn)生。
[0041]在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)第一凹槽40表面進(jìn)行修復(fù)處理。請(qǐng)參考圖5，采用快速熱氧化(RTO)工藝對(duì)所述第一凹槽40進(jìn)行修復(fù)，在所述第一凹槽40表面形成氧化層50。具體的，快速熱氧化處理的工藝條件為；在氮?dú)?N2)和氧氣(O2)的混合氣體氛圍下，調(diào)整反應(yīng)腔溫度在80(Tll0(rC，使得第一凹槽40的表面被氧化，形成一層廣30埃的氧化層50。所述快速熱氧化工藝也可在純氧的環(huán)境下進(jìn)行，同樣能夠完成修復(fù)過(guò)程。如此第一凹槽40的表面60上晶格受損的結(jié)構(gòu)被去除。
[0042]接著，請(qǐng)參考圖6，去除所述氧化層，優(yōu)選的，采用濕法清洗，可采用DHF (稀釋的氫氟酸)將氧化層反應(yīng)掉。
[0043]請(qǐng)參考圖7，去除氧化層后對(duì)碗狀的第一凹槽40進(jìn)行濕法刻蝕，形成所需要的sigema狀第二凹槽70，優(yōu)選的，采用四甲基氫氧化銨(TMAH)刻蝕形成。在第二凹槽70形成后，對(duì)其進(jìn)行清洗，之后，在第二凹槽70內(nèi)外延生長(zhǎng)硅鍺層。
[0044]請(qǐng)參考圖8，在第二凹槽內(nèi)形成硅鍺層80。具體的，所述形成硅鍺層80采用外延生長(zhǎng)形成，其工藝條件為:在溫度為50(T800°C，壓強(qiáng)為f IOOTorr的條件下，將下列氣體SiH4(硅烷，也可以采用DCS:SiH2Cl2，或二者皆有)、HC1 (氯化氫)、B2H6 (乙硼烷)和H2 (氫氣)通入到反應(yīng)腔中，其中，所述氣體SiH4、DCS、HCl和B2H6的流量皆為f lOOOsccm，所述H2的流量為0.:T50slm,反應(yīng)形成所需的娃鍺層80。
[0045]請(qǐng)繼續(xù)參考圖8，按照本實(shí)施例的形成方法，可以形成一種晶體管，其主要包括:襯底30，形成于襯底30上的柵極結(jié)構(gòu)31，所述襯底30內(nèi)還形成有硅鍺層80，所述硅鍺層80位于第二凹槽內(nèi)，所述第二凹槽表面不存在晶格受損的部分，故硅鍺層80是均勻的，不會(huì)出現(xiàn)堆垛層錯(cuò)缺陷。
[0046]實(shí)施例二
[0047]本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，對(duì)第一凹槽表面的修復(fù)方法不同，具體的，在圖5所示的結(jié)構(gòu)中,本實(shí)施例采用劍鋒退火(spike anneal)工藝修復(fù)所述第一凹槽并形成氧化層。
[0048]所述劍鋒退火處理的工藝條件為；在氮?dú)?N2)和氧氣(O2)的混合氣體氛圍下，調(diào)整反應(yīng)腔溫度在80(Tii0(rc，使得第一凹槽40的表面被氧化，形成一層廣30埃的氧化層50。所述快速熱氧化工藝也可在純氧的環(huán)境下進(jìn)行，同樣能夠完成修復(fù)過(guò)程。
[0049]請(qǐng)參考圖8，采用本實(shí)施例的形成方法，同樣可以形成一種晶體管，其主要包括:襯底30，形成于襯底30上的柵極結(jié)構(gòu)31，所述襯底30內(nèi)還形成有硅鍺層80，所述硅鍺層80位于第二凹槽內(nèi)，所述第二凹槽表面不存在晶格受損的部分，故硅鍺層80是均勻的，不會(huì)出現(xiàn)堆垛層錯(cuò)缺陷。
[0050]在本實(shí)施例提供的晶體管及其形成方法中，對(duì)干法刻蝕后的第一凹槽進(jìn)行了修復(fù)，使得第一凹槽晶格的損壞部分被去除，之后采用濕法刻蝕工藝形成所需形狀的第二凹槽時(shí)，所形成的第二凹槽中便不存在晶格受損部分，從而能夠長(zhǎng)出高質(zhì)量的硅鍺層，大大的提聞了器件的性能。
[0051]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種晶體管的形成方法，其特征在于，包括: 提供襯底，在所述襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)； 通過(guò)刻蝕工藝在所述襯底上形成多個(gè)第一凹槽； 對(duì)所述第一凹槽進(jìn)行修復(fù)； 刻蝕所述第一凹槽形成第二凹槽。
2.如權(quán)利要求1所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽的形狀為碗狀。
3.如權(quán)利要求2所述的晶體管的形成方法，其特征在于，采用快速熱氧化工藝對(duì)所述第一凹槽進(jìn)行修復(fù)，形成氧化層。
4.如權(quán)利要求2所述的晶體管的形成方法，其特征在于，采用尖峰退火工藝對(duì)所述第一凹槽進(jìn)行修復(fù)，形成氧化層。
5.如權(quán)利要求3或4任一項(xiàng)所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述氧化層的厚度為I~30埃。
6.如權(quán)利要求5所述的晶體管的形成方法，其特征在于，形成氧化層的溫度為800^1IOO0C ο
7.如權(quán)利要求6所述的晶體管的形成方法，其特征在于，在氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w氛圍下進(jìn)行修復(fù)。
8.如權(quán)利要求6所述的晶體管的形成方法，其特征在于，在純氧的氛圍下進(jìn)行修復(fù)。
9.如權(quán)利要求5所述的晶體管的形成方法，其特征在于，刻蝕所述第一凹槽形成第二凹槽的工藝包括如下步驟: 采用稀釋的氫氟酸去除所述氧化層； 采用四甲基氫氧化銨刻蝕形成第二凹槽。
10.如權(quán)利要求1所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽為sigema狀。
11.如權(quán)利要求10所述的晶體管的形成方法，其特征在于，形成第二凹槽之后，還包括如下工藝: 在所述第二凹槽內(nèi)形成硅鍺層。
12.如權(quán)利要求11所述的晶體管的形成方法，其特征在于，形成所述硅鍺層的工藝條件為:溫度50(T80(TC，壓強(qiáng)I~lOOTorr。
13.如權(quán)利要求12所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述形成硅鍺層采用的氣體為=SiHpHCUB2Hf^PH2t5
14.如權(quán)利要求13所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述氣體SiH4、HCl和B2H6的流量皆為I~lOOOsccm。
15.如權(quán)利要求13所述的晶體管的形成方法，其特征在于，所述H2的流量為0.l~50slm。
16.一種利用權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)晶體管的形成方法制得的晶體管，其特征在于，包括:襯底，所述襯底上形成有柵極結(jié)構(gòu)及第二凹槽。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK103594367SQ201210290638
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月15日
【發(fā)明者】涂火金, 何永根 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司