一種半導(dǎo)體器件的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上至少形成柵極結(jié)構(gòu)；蝕刻所述半導(dǎo)體襯底，以在所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成第一溝槽；在所述柵極結(jié)構(gòu)以及所述第一溝槽的側(cè)壁上形成阻擋層，進(jìn)而形成第二溝槽；執(zhí)行濕法蝕刻，以平坦化所述第二溝槽的底部；去除所述阻擋層；在所述第二溝槽中沉積應(yīng)力層。在本發(fā)明中在形成所述第一溝槽后，在所述溝槽的側(cè)壁上形成阻擋層，進(jìn)而形成第二溝槽，并且對所示第二溝槽的底部表面進(jìn)行平坦化，降低了所述第二溝槽底部水平面粗糙度，確保了在后續(xù)工藝中沉積的應(yīng)力層的表面更加光滑均一，降低所述應(yīng)力層表面的粗糙度，提高SiC層的沉積品質(zhì)，進(jìn)而提高器件的性能以及良率。
【專利說明】一種半導(dǎo)體器件的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，特別涉及一種半導(dǎo)體器件的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路性能的提高主要是通過不斷縮小集成電路器件的尺寸以提高它的速度來實現(xiàn)的。目前，由于在追求高器件密度、高性能和低成本中半導(dǎo)體工業(yè)已經(jīng)進(jìn)步到納米技術(shù)工藝節(jié)點，特別是當(dāng)半導(dǎo)體器件尺寸降到20nm或以下時，半導(dǎo)體器件的制備受到各種物理極限的限制。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中為了提高半導(dǎo)體器件的性能，在半導(dǎo)體器件中引入應(yīng)力層，所述應(yīng)力層影響器件中載荷子的遷移率，例如在硅中電子的遷移率隨著沿電子移動方向的拉應(yīng)力增加而增加，隨著壓應(yīng)力的增加而減小，所述硅中帶正點的空穴的遷移率隨著沿電子移動方向的壓應(yīng)力增加而增加，隨著拉應(yīng)力的增加而減小。
[0004]隨著半導(dǎo)體器件集成度的增加，所述應(yīng)力對電子元件的影響變得更加重要，在CMOS晶體管中，通常在NMOS晶體管上形成具有拉應(yīng)力的應(yīng)力層，在PMOS晶體管上形成具有壓應(yīng)力的應(yīng)力層，CMOS器件的性能可以通過將所述拉應(yīng)力作用于NMOS，壓應(yīng)力作用于PMOS來提聞。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中在NMOS晶體管中通常選用SiC作為拉應(yīng)力層，在PMOS晶體管中通常選用SiGe作為壓應(yīng)力層。以SiC層作為示例說明現(xiàn)有技術(shù)中形成所述應(yīng)力層的方法，在NMOS器件中首先提供襯底，在所述襯底上形成多個柵極結(jié)構(gòu)，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源漏中形成溝槽，然后在所述溝槽中外延生長所述SiC應(yīng)力層，但是由于半導(dǎo)體器件的不斷減小，在形成所述溝槽后，所述溝槽的底部水平面凹凸不平，從而造成沉積的SiC應(yīng)力層的表面粗糙、凹凸不平，影響了器件的性能。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中雖然可以通過各種應(yīng)力層提高器件的性能，但是當(dāng)器件尺寸降到20nm以下時，形成的各種應(yīng)力層的表面變得粗糙，嚴(yán)重影響了器件的性能，因此，如何在20nm尺寸下制備表面光滑均一的應(yīng)力層成為提高器件性能的關(guān)鍵，現(xiàn)有技術(shù)中的各種手段還不能實現(xiàn)所述目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0008]為了有效解決上述問題，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括:
[0009]提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上至少形成柵極結(jié)構(gòu)；
[0010]蝕刻所述半導(dǎo)體襯底，以在所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成第一溝槽；
[0011]在所述柵極結(jié)構(gòu)以及所述第一溝槽的側(cè)壁上形成阻擋層，進(jìn)而形成第二溝槽；執(zhí)行濕法蝕刻，以平坦化所述第二溝槽的底部；去除所述阻擋層；
[0012]在所述第二溝槽中沉積應(yīng)力層。
[0013]作為優(yōu)選，所述第一溝槽為深U型溝槽。
[0014]作為優(yōu)選，所述第二溝槽的形成方法為:
[0015]在所述第一溝槽的側(cè)壁和底部形成阻擋層，選擇性蝕刻去除所述第一溝槽底部的阻擋層，繼續(xù)蝕刻所述襯底，進(jìn)而形成所述第二溝槽。
[0016]作為優(yōu)選，所述選擇性蝕刻選用CHF3, CF4, C4F6, C4F8, C5F8中的一種或者多種。
[0017]作為優(yōu)選，選用等離子蝕刻方法繼續(xù)蝕刻所述襯底，進(jìn)而形成所述第二溝槽。
[0018]作為優(yōu)選，所述等離子蝕刻的等離子氣體功率為200W-500W，電壓為100V-300V，溫度 10_60°C。
[0019]作為優(yōu)選，所述第二溝槽為淺溝槽，所述第二溝槽的深度在50埃以內(nèi)。
[0020]作為優(yōu)選，所述阻擋層為氧化物。
[0021]作為優(yōu)選，所述阻擋層為Si02。
[0022]作為優(yōu)選，所述阻擋層的形成方法為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積或爐管沉積法中的一種。
[0023]作為優(yōu)選，選用濕法蝕刻去除所述阻擋層。
[0024]作為優(yōu)選，去除所述阻擋層選用稀釋的HF溶液。
[0025]作為優(yōu)選，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵極和位于所述柵極側(cè)壁上的柵極側(cè)墻。
[0026]作為優(yōu)選,所述柵極側(cè)墻的厚度為5_25nm。
[0027]作為優(yōu)選，所述濕法蝕刻選用TAMH。
[0028]作為優(yōu)選，所述TAMH的濃度為10-30%。
[0029]作為優(yōu)選，所述濕法蝕刻溫度在30°C以內(nèi)。
[0030]作為優(yōu)選,所述應(yīng)力層為內(nèi)嵌的SiC層。
[0031]作為優(yōu)選，所述SiC層的沉積方法為原子層沉積法或者外延生長法。
[0032]在本發(fā)明中為了使內(nèi)嵌的SiC層的水平面粗糙度更小，表面更加光滑均一，在形成所述第一溝槽后，在所述溝槽的側(cè)壁上形成阻擋層，進(jìn)而形成第二溝槽，并且對所示第二溝槽的底部表面進(jìn)行平坦化，通過所述平坦化消除了所述第二溝槽凹凸不平的平面，降低了所述第二溝槽底部水平面粗糙度，并且使所述S1-SiC的接觸面更加干凈，確保了在后續(xù)工藝中沉積的應(yīng)力層的表面更加光滑均一，降低所述應(yīng)力層表面的粗糙度，提高SiC層的沉積品質(zhì)，進(jìn)而提聞器件的性能以及良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0034]圖1為包含柵極結(jié)構(gòu)的襯底的剖面示意圖；
[0035]圖2為在襯底中形成第一溝槽的剖面示意圖；
[0036]圖3為在形成第二溝槽的剖面示意圖；
[0037]圖4為平坦化所述第二溝槽底部的剖面示意圖；
[0038]圖5為去除所述阻擋層后的剖面示意圖；
[0039]圖6是制備含表面平整的應(yīng)力層器件的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0040]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0041]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的描述，以說明本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件及其制備方法。顯然，本發(fā)明的施行并不限于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。
[0042]應(yīng)予以注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施例，而非意圖限制根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0043]現(xiàn)在，將參照附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例。然而，這些示例性實施例可以多種不同的形式來實施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實施例是為了使得本發(fā)明的公開徹底且完整，并且將這些示例性實施例的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見，夸大了層和區(qū)域的尺寸，并且使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，因而將省略對它們的描述。
[0044]下面結(jié)合附圖1-5對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。
[0045]首先參照圖1，提供半導(dǎo)體襯底101，所述襯底至少包含柵極結(jié)構(gòu)102 ；
[0046]具體地，在本發(fā)明中半導(dǎo)體襯底101可以是以下所提到的材料中的至少一種:娃、絕緣體上硅(SOI)、絕緣體上層疊硅(SSOI)、絕緣體上層疊鍺化硅(S-SiGeOI)、絕緣體上鍺化娃(SiGeOI)以及絕緣體上鍺(GeOI)等。在本發(fā)明的一【具體實施方式】中優(yōu)選絕緣體上娃(SOI),絕緣體上硅(SOI)包括從下往上依次為支撐襯底、氧化物絕緣層以及半導(dǎo)體材料層，但并不局限于上述示例。
[0047]在半導(dǎo)體襯底101上形成柵極結(jié)構(gòu)102，柵極結(jié)構(gòu)包括位于柵極側(cè)壁上的柵極側(cè)墻103，具體地，柵極結(jié)構(gòu)102可以包括各個材料，各個材料包含但不限于:某些金屬、金屬合金、金屬氮化物和金屬硅化物，及其層壓制件和其復(fù)合物。柵極電極也可以包括摻雜的多晶硅和多晶硅-鍺合金材料(即，具有從每立方厘米大約IelS到大約le22個摻雜原子的摻雜濃度)以及多晶娃金屬娃化物(polycide)材料(摻雜的多晶娃/金屬娃化物疊層材料)。
[0048]類似地，也可以采用數(shù)種方法的任何一個形成前述材料。非限制性實例包括自對準(zhǔn)金屬硅化物方法、化學(xué)汽相沉積方法和物理汽相沉積方法，諸如但不限于:蒸發(fā)方法和濺射方法。通常，柵極電極102包括具有厚度從大約50到大約2000埃的摻雜的多晶硅材料。
[0049]具體地，首先在半導(dǎo)體襯底101上形成柵極介電層(圖中未示出)，然后在柵極介電層上形成柵極層。在一實施例中，柵極層由多晶硅材料組成，一般也可使用金屬、金屬氮化物、金屬硅化物或類似化合物作為柵極層的材料。柵極介電層以及柵極層優(yōu)選的形成方法包括化學(xué)氣相沉積法(CVD)，如低溫化學(xué)氣相沉積(LTCVD)、低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)、快熱化學(xué)氣相沉積(LTCVD)、等離子體化學(xué)氣相沉積(PECVD)，也可使用例如濺鍍及物理氣相沉積(PVD)等一般相似方法。柵極層的厚度以小于約1200埃為佳。
[0050]柵極層可以是包含半導(dǎo)體材料的多層結(jié)構(gòu)，例如硅、鍺、金屬或其組合。柵極層的形成工藝可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何現(xiàn)有技術(shù)，比較優(yōu)選的為化學(xué)氣相沉積法，例如低壓等離子體化學(xué)氣相沉積或者等離子體增強化學(xué)氣相沉積工藝。柵極層的厚度為800 到 3000 埃。
[0051]在本發(fā)明的一【具體實施方式】中優(yōu)選形成多晶硅柵極結(jié)構(gòu)，多晶硅層的形成方法可選用低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)工藝。形成多晶硅層的工藝條件包括:反應(yīng)氣體為硅烷(SiH4)，硅烷的流量范圍可為100?200立方厘米/分鐘(sccm)，如150sccm ;反應(yīng)腔內(nèi)溫度范圍可為700?750攝氏度；反應(yīng)腔內(nèi)壓力可為250?350mTorr，如300mTorr ;反應(yīng)氣體中還可包括緩沖氣體，緩沖氣體可為氦氣(He)或氮氣，氦氣和氮氣的流量范圍可為5?20升/分鐘(slm),如8slm、10slm或15slm。沉積形成多晶娃層后進(jìn)行圖案化，以得到柵極。
[0052]接著在柵極側(cè)壁上形成柵極側(cè)墻(spacer) 103 ;柵極側(cè)墻為e_SiC側(cè)墻(e_SiCspacer)，柵極側(cè)墻103可以為Si02、SiN, S1CN中一種或者它們組合構(gòu)成。作為本實施例的一個優(yōu)化實施方式，側(cè)墻為氧化硅、氮化硅共同組成，具體工藝為:在半導(dǎo)體襯底上形成第一氧化硅層、第一氮化硅層以及第二氧化硅層，然后采用蝕刻方法形成柵極側(cè)墻103。柵極側(cè)墻103的厚度為2-30nm，優(yōu)選為5_25nm。
[0053]作為示例，在半導(dǎo)體襯底上還可以形成有位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)且緊靠柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻結(jié)構(gòu)。其中，側(cè)墻結(jié)構(gòu)可以包括至少一層氧化物層和/或至少一層氮化物層。需要說明的是，側(cè)墻結(jié)構(gòu)是可選的而非必需的，其主要用于在后續(xù)進(jìn)行蝕刻或離子注入時保護(hù)柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁不受損傷。
[0054]參照圖2，蝕刻半導(dǎo)體襯底101，在柵極結(jié)構(gòu)102的兩側(cè)形成第一溝槽10 ；
[0055]具體地，在本發(fā)明的一【具體實施方式】中以柵極側(cè)墻103為掩膜蝕刻襯底，以在襯底中形成第一溝槽10，第一溝槽10為“U”型溝槽(trench)，第一溝槽為深溝槽，“U”型溝槽(trench)的深度為100-5000埃，優(yōu)選為500-1000埃，其中“U”型溝槽(trench)的底部為凹凸不平的面A。
[0056]在該步驟中蝕刻可以選用干法蝕刻或者濕法蝕刻，在本發(fā)明的一【具體實施方式】中選用干法蝕刻制造工藝，例如反應(yīng)離子刻蝕、離子束刻蝕、等離子刻蝕、激光燒蝕或者這些方法的任意組合?？梢允褂脝我坏目涛g方法，或者也可以使用多于一個的刻蝕方法。作為優(yōu)選，選用等離子蝕刻，作為進(jìn)一步的優(yōu)選，選用HBr，Cl2, NF3等氣體作為反應(yīng)氣體，通過使氣體等離子化后對襯底進(jìn)行蝕刻。在該蝕刻步驟反應(yīng)功率為300W?400W，氣壓為10?30mtorr，反應(yīng)時間可以根據(jù)目標(biāo)器件以及蝕刻工藝的需要進(jìn)行設(shè)定，并不局限于某一數(shù)值范圍，在本發(fā)明的一【具體實施方式】中優(yōu)選為40?60s。
[0057]在本發(fā)明的一實施例中，還可以對襯底進(jìn)行加熱，加熱至100-400°C，然后進(jìn)行等離子蝕刻,具體地,通過使惰性氣體等離子化而加熱襯底,使襯底的溫度為200°C?400°C的蝕刻處理溫度時的處理條件為:將作為惰性氣體的He氣體的供給流量設(shè)為50-150SCCm ；將處理腔室內(nèi)的壓力設(shè)為3-10Pa ;當(dāng)襯底的溫度達(dá)到蝕刻處理溫度后，蝕刻該襯底時的處理條件為:將作為蝕刻氣體的SF6氣體的供給流量設(shè)為50-200SCCm ;將處理腔室內(nèi)的壓力設(shè)為 3-10Pa。
[0058]通過該步驟得到的溝槽水平面凹凸不平，使器件的性能降低，為了克服該問題，在本發(fā)明的一【具體實施方式】中對溝槽做了進(jìn)一步的處理，首先參照圖3，在柵極側(cè)墻102和第一溝槽10的側(cè)壁上形成阻擋層104進(jìn)而形成另外一淺溝槽一第二溝槽20 ；
[0059]具體地，阻擋層104可以為氧化物，例如可以為氧化物、氮氧化物等，例如S12，選擇與半導(dǎo)體襯底具有較大蝕刻選擇比的材料，并不局限于所列舉材料。作為優(yōu)選，阻擋層104的厚度不大于5nm。
[0060]作為優(yōu)選，阻擋層104的形成方法為在半導(dǎo)體襯底101上沉積一層氧化物層，所述阻擋層通過化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(PECVD)、物理氣相沉積、爐管沉積法、金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)及原子層沉積(ALD)或其它先進(jìn)的沉積技術(shù)形成，在本發(fā)明的一【具體實施方式】中優(yōu)選原子層沉積(ALD)方法或爐管沉積。沉積之后，氧化物層覆蓋整個半導(dǎo)體襯底101，然后選擇性蝕刻去除第一溝槽10底部的氧化層，以露出第一溝槽的底部。
[0061]在本發(fā)明的一【具體實施方式】中，選擇性蝕刻選用CHF3, CF4, C4F6, C4F8, C5F8中的一種或者多種，該蝕刻過程中氣體流量可以根據(jù)需要進(jìn)行控制并不局限于某一數(shù)值范圍，在此不再贅述。
[0062]在柵極側(cè)墻103以及第一溝槽10的側(cè)壁上形成阻擋層104之后，繼續(xù)蝕刻半導(dǎo)體襯底101，在第一溝槽的基礎(chǔ)上形成第二溝槽，第二溝槽的深度不能過大，第二溝槽20的深度不大于50埃。
[0063]在本發(fā)明的一【具體實施方式】中，選用等離子蝕刻方法繼續(xù)蝕刻襯底，進(jìn)而形成第二溝槽20，作為優(yōu)選，等離子蝕刻的等離子氣體功率為200W-500W，電壓為100V-300V，溫度10-60°C，需要說明的是，所述方法僅僅是示例性的，形成第二溝槽20的方法并不局限于該方法，只要能夠?qū)崿F(xiàn)所述目的的方法均可以用于本發(fā)明。
[0064]參照圖4，執(zhí)行一濕法蝕刻，以平坦化第二溝槽20的底部；
[0065]具體地，形成的第二溝槽的底部表面B仍然是凹凸不平的，為了獲得光滑的水平面，在本發(fā)明的一【具體實施方式】中選用濕法平坦第二溝槽20的底部平面B，具體地，在該蝕刻過程中選用四甲基氫氧化氨(TMAH)作為蝕刻液進(jìn)行蝕刻。
[0066]為了獲得更加平整的表面，降低第二溝槽20水平面的粗糙度，在本發(fā)明的一【具體實施方式】中選用濃度較低的TMAH進(jìn)行蝕刻，優(yōu)選10-30%的TMAH進(jìn)行蝕刻，更加優(yōu)選15-20%的TMAH進(jìn)行蝕刻，同時嚴(yán)格控制該蝕刻過程的溫度，在該步驟中優(yōu)選蝕刻溫度小于30°C，更優(yōu)選20-25°C，以確保得到的凹槽的表面更加光滑均勻。
[0067]在本發(fā)明的一【具體實施方式】中TMAH濃度和溫度較低的情況下，為了加快蝕刻速度，以及獲得更加光滑均勻的表面，在本發(fā)明的一【具體實施方式】中在蝕刻過程中可以對蝕刻液進(jìn)行攪拌，以使蝕刻液濃度更加均一。在該步驟中蝕刻速率優(yōu)選為200-800nm/min，優(yōu)選為200-400nm/min，以更好的控制該蝕刻過程。
[0068]通過濕法蝕刻后，平坦了凹凸不平的平面，如圖4所示，第二溝槽20底部水平面粗糙度降低，水平面更加光滑均一，確保了在后續(xù)工藝中沉積的應(yīng)力層的表面更加光滑均一，降低應(yīng)力層表面的粗糙度，進(jìn)而提高器件的性能以及良率。
[0069]參照圖5，去除阻擋層104 ；
[0070]具體地，在本發(fā)明的一【具體實施方式】中可以通過干法蝕刻或者濕法剝離去除阻擋層104，優(yōu)選通過濕法剝離去除阻擋層104，在本發(fā)明得一【具體實施方式】中去除所述阻擋層選用稀釋的HF溶液，所述HF溶液的濃度并不局限于某一數(shù)值范圍，在此不再贅述。
[0071]在執(zhí)行完該步驟后，所述第二溝槽20底部表面B的粗糙度大大降低，表面光滑均一，為后續(xù)工藝步驟提供了較好的基礎(chǔ)，接著在所述第一溝槽10和所述第二溝槽20中沉積應(yīng)力材料層，具體地，根據(jù)所要形成器件的性質(zhì)進(jìn)行選擇，例如在NMOS晶體管中通常選用SiC作為拉應(yīng)力層，在PMOS晶體管中通常選用SiGe作為壓應(yīng)力層。
[0072]在本發(fā)明的一【具體實施方式】中在第一溝槽的側(cè)壁和第二溝槽中形成內(nèi)嵌(embedded)的SiC層。SiC層通過低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)、等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(PECVD)、金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)及原子層沉積(ALD)或外延生長等其它先進(jìn)的沉積技術(shù)形成，優(yōu)選原子層沉積(ALD)方法或者外延生長。
[0073]在本發(fā)明的一實施例中，利用外延生長技術(shù)，在1000-1600°C溫度下，在第二溝槽的底部外延生長SiC層，外延生長中所用源氣為SiH4和C3H8,載氣為H2, N2用于η型摻雜，三甲基鋁(TMA)或B2H6用于P型摻雜，典型生長溫度為1500?1600°C。
[0074]在器件加工時SiC不能使用擴散工藝，故離子注入對選擇性摻雜十分重要，用大劑量N+或P+可形成N+SiC ;離子注入制得的P+SiC，然后進(jìn)一步的在1600?1700°C下退火，可得到90%以上的激活率。
[0075]在形成內(nèi)嵌SiC層之后，所述方法還可以進(jìn)一步包含外延生長半導(dǎo)體材料，并平坦化，進(jìn)而形成源漏等步驟，在此不再贅述。
[0076]在本發(fā)明中為了使內(nèi)嵌的SiC層的水平面粗糙度更小，表面更加光滑均一，在形成所述第一溝槽后，在所述溝槽的側(cè)壁上形成阻擋層，進(jìn)而形成第二溝槽，并且對所示第二溝槽的底部表面進(jìn)行平坦化，通過所述平坦化消除了所述第二溝槽凹凸不平的平面，降低了所述第二溝槽底部水平面粗糙度，并且使所述S1-SiC的接觸面更加干凈，確保了在后續(xù)工藝中沉積的應(yīng)力層的表面更加光滑均一，降低所述應(yīng)力層表面的粗糙度，提高SiC層的沉積品質(zhì)，進(jìn)而提聞器件的性能以及良率。
[0077]參照圖6，其中示出了本發(fā)明所述方法的工藝流程圖，具體地包括以下步驟:
[0078]步驟201提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上至少形成柵極結(jié)構(gòu)；
[0079]步驟202蝕刻所述半導(dǎo)體襯底，以在所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成第一溝槽；
[0080]步驟203在所述柵極結(jié)構(gòu)以及所述第一溝槽的側(cè)壁上形成阻擋層，進(jìn)而形成第二溝槽；
[0081]步驟204執(zhí)行濕法蝕刻，以平坦化所述第二溝槽的底部；
[0082]步驟205去除所述阻擋層；
[0083]步驟206在所述第二溝槽中沉積應(yīng)力層。
[0084]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件的制備方法,包括: 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上至少形成柵極結(jié)構(gòu)； 蝕刻所述半導(dǎo)體襯底，以在所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成第一溝槽； 在所述柵極結(jié)構(gòu)以及所述第一溝槽的側(cè)壁上形成阻擋層，進(jìn)而形成第二溝槽； 執(zhí)行濕法蝕刻，以平坦化所述第二溝槽的底部； 去除所述阻擋層； 在所述第二溝槽中沉積應(yīng)力層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一溝槽為深U型溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二溝槽的形成方法為: 在所述第一溝槽的側(cè)壁和底部形成阻擋層，選擇性蝕刻去除所述第一溝槽底部的阻擋層，繼續(xù)蝕刻所述半導(dǎo)體襯底，進(jìn)而形成所述第二溝槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述選擇性蝕刻選用CHF3,CF4, C4F6, C4F8,C5F8中的一種或者多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，選用等離子蝕刻方法繼續(xù)蝕刻所述襯底，進(jìn)而形成所述第二溝槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述等離子蝕刻的等離子氣體功率為200W-500W,電壓為 100V-300V，溫度 10_60°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二溝槽為淺溝槽，所述第二溝槽的深度在50埃以內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻擋層為氧化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述阻擋層為Si02。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述阻擋層的形成方法為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積或爐管沉積法中的一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，選用濕法蝕刻去除所述阻擋層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或11所述的方法，其特征在于，去除所述阻擋層選用稀釋的HF溶液。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵極和位于所述柵極側(cè)壁上的柵極側(cè)墻。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述柵極側(cè)墻的厚度為5-25nm。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述濕法蝕刻選用TAMH。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述TAMH的濃度為10-30%。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述濕法蝕刻溫度在30°C以內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)力層為內(nèi)嵌的SiC層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述SiC層的沉積方法為原子層沉積法或者外延生長法。
【文檔編號】H01L21/336GK104051263SQ201310076609
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月11日
【發(fā)明者】隋運奇, 韓秋華 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司