膜層20為掩膜，采用干法刻蝕工藝對半導(dǎo)體襯底10進(jìn) 行刻蝕，即對柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底10的源/漏區(qū)刻蝕，而柵極下方的半導(dǎo)體襯底區(qū)域通 常用作溝道區(qū)用于形成源極和漏極之間溝道，U形凹槽30的深度可根據(jù)器件產(chǎn)品所期望 的源/漏區(qū)的深度而定，例如U形凹槽30的深度大于1OOA，較佳的，U形凹槽30的深度為 300~800A。
[003引 U形凹槽30的底部表面可W基本上平行于半導(dǎo)體襯底10表面，側(cè)壁可W基本垂直 于半導(dǎo)體襯底10表面，U形凹槽30的側(cè)壁由正交的晶面族{100}和{110}組成。當(dāng)溝道 取向被選擇為<110〉晶向W獲得更大的載流子遷移率時，U形凹槽30的側(cè)壁的晶面方向例 如可W基本上是（110)或（101)、（011)晶向、（1-10)、（10-1)、（01-1)。
[0039] 步驟S03、在所述U形凹槽30內(nèi)外延生長錯娃層40,所述錯娃層40能覆蓋U形凹 槽30底部的半導(dǎo)體襯底而露出U形凹槽30側(cè)壁上的半導(dǎo)體襯底10。
[0040] 接下來請參考圖3,具體的，在U形凹槽30內(nèi)外延生長錯娃層40的過程包括；首 先在所述U形凹槽30中填滿具有預(yù)設(shè)濃度的錯娃層；接著回刻蝕所述錯娃層W形成第=凹 槽，所述第=凹槽能露出U形凹槽側(cè)壁上的半導(dǎo)體襯底，并保留U形凹槽底部且具有預(yù)設(shè)厚 度的錯娃層。其中，錯娃層40最終覆蓋U形凹槽30底部的厚度大于10A。
[0041] 外延生長錯娃層40的工藝，對生長選擇性沒有要求，因此無需現(xiàn)有技術(shù)中需要對 U形凹槽30底部和側(cè)壁生長速率進(jìn)行控制的特殊要求，只需要錯娃最終填滿U形凹槽30即 可，具體工藝條件的選擇范圍更大，錯娃層40的錯的濃度可調(diào)范圍更大，即有利于工藝整 合W及缺陷控制，有利于優(yōu)化嵌入錯娃的形貌，大大降低外延工藝的要求。
[0042] 步驟S04、在U形凹槽30的側(cè)壁和底部外延生長娃層50。
[0043] 然后，請參考圖4,在U形凹槽30的側(cè)壁和底部外延生長娃層50,其中，娃層50的 厚度大于10A，娃層50的側(cè)壁和底部的厚度一致。
[0044] 步驟S05、采用晶向選擇性刻蝕工藝部分刻蝕露出所述U形凹槽30側(cè)壁上的半導(dǎo) 體襯底10,形成2狀的第二凹槽60。
[0045] 請參考圖5,由于在U形凹槽30的側(cè)壁和底部外延生長娃層50,SiGe/Si連接處具 有一小部分呈小S角形的娃層50存在，該娃層50的存在使后續(xù)的刻蝕工藝，避開了SiGe/ Si連接處會產(chǎn)生壞點缺陷，優(yōu)化了嵌入式錯娃結(jié)構(gòu)。
[0046] 具有晶向選擇性的濕法蝕刻為本領(lǐng)域所公知，例如所用的刻蝕液主要由 Tetramethylammoniumhy化oxide(四甲基氨氧化錠，TMAH)組成，使得側(cè)壁的半導(dǎo)體襯底 的刻蝕速率大于底部的U形凹槽的刻蝕速率，同時使得在<111〉晶向上的刻蝕速率低于其 他晶向。
[0047] 在該步驟中，U形凹槽30底部的錯娃層40可W在刻蝕過程中用作阻擋層，防止其 所覆蓋的半導(dǎo)體襯底10被刻蝕，而未被錯娃層覆蓋的半導(dǎo)體側(cè)壁則被刻蝕呈2形，在后續(xù) 制程中，可在第二凹槽60內(nèi)外延生長錯娃層，并去除硬質(zhì)掩膜層20,如圖6所示。
[0048] 本實施例的嵌入式錯娃器件，在PM0S源/漏區(qū)形成的2狀嵌入式錯娃的形貌更 佳，且更接近溝道區(qū)，具有更大的溝道區(qū)有效應(yīng)力。本實施例在源區(qū)和漏區(qū)均形成凹槽W及 嵌入錯娃，而在本發(fā)明的其他實施例中，也可W根據(jù)本實施例的制作方法。
[0049] 綜上所述，本發(fā)明提供的嵌入式錯娃結(jié)構(gòu)的制作方法，在U形凹槽的底部形成錯 娃保護(hù)層后，通過外延生長一薄娃層，從而在后續(xù)刻蝕工藝過程中避開了SiGe/Si連接處 會產(chǎn)生壞點缺陷，優(yōu)化了嵌入式錯娃結(jié)構(gòu)，保證了工藝的穩(wěn)定性，提高PM0S晶體管的性能 和產(chǎn)品良率。
[0化0] 上述說明示出并描述了本發(fā)明的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明 并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、 修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識 進(jìn)行改動。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā) 明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟S01、提供一半導(dǎo)體襯底，在所述襯底上形成硬質(zhì)掩膜層，并選擇性的去除所述襯 底的源/漏區(qū)的硬質(zhì)掩膜層； 步驟S02、以所述硬質(zhì)掩膜層為掩膜，刻蝕所述襯底的源/漏區(qū)以形成U形凹槽； 步驟S03、在所述U形凹槽內(nèi)外延生長鍺硅層，所述鍺硅層能覆蓋U形凹槽底部的半導(dǎo) 體襯底而露出U形凹槽側(cè)壁上的半導(dǎo)體襯底； 步驟S04、在所述U形凹槽的側(cè)壁和底部外延生長硅層； 步驟S05、采用晶向選擇性刻蝕工藝部分刻蝕露出所述U形凹槽側(cè)壁上的半導(dǎo)體襯底， 形成Σ狀的第二凹槽。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，步驟S03中，在U 形凹槽內(nèi)外延生長鍺硅層的過程包括： 在所述U形凹槽中填滿具有預(yù)設(shè)濃度的鍺硅層； 回刻蝕所述鍺硅層以形成第三凹槽，所述第三凹槽能露出U形凹槽側(cè)壁上的半導(dǎo)體襯 底，并保留U形凹槽底部且具有預(yù)設(shè)厚度的鍺硅層。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，步驟S02中，所述 U形凹槽的深度大于丨00Λ。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，步驟S02中，所述 U形凹槽的深度為300~800A。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，步驟S03中，所述 鍺硅層最終覆蓋U形凹槽底部的厚度大于1〇 A。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，步驟S04中，所述 娃層的厚度大于?ο A。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，步驟S04中，所述 硅層的側(cè)壁和底部的厚度一致。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述第二凹槽內(nèi) 嵌入鍺硅層。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述U形凹槽的側(cè) 壁由正交的晶面族{100}和{110}組成。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述晶向選擇性 刻蝕工藝所用的刻蝕液主要由TMH組成，在〈111>晶向上的刻蝕速率低于其他晶向。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)的制作方法，首先在襯底上形成硬質(zhì)掩膜層，并選擇性的去除襯底的源/漏區(qū)的硬質(zhì)掩膜層；接著以所述硬質(zhì)掩膜層為掩膜，刻蝕襯底的源/漏區(qū)以形成U形凹槽；然后在U形凹槽內(nèi)外延生長鍺硅層，鍺硅層能覆蓋U形凹槽底部的半導(dǎo)體襯底而露出U形凹槽側(cè)壁上的半導(dǎo)體襯底；再接著在U形凹槽的側(cè)壁和底部外延生長硅層；最后采用晶向選擇性刻蝕工藝部分刻蝕露出所述U形凹槽側(cè)壁上的半導(dǎo)體襯底，形成Σ狀的第二凹槽。本發(fā)明在U形凹槽的底部形成鍺硅保護(hù)層后，通過外延生長一薄硅層，從而在后續(xù)刻蝕工藝過程中避開了SiGe/Si連接處會產(chǎn)生壞點缺陷，優(yōu)化了嵌入式鍺硅結(jié)構(gòu)，保證了工藝的穩(wěn)定性。
【IPC分類】H01L29/78, H01L21/336
【公開號】CN104900530
【申請?zhí)枴緾N201510213373
【發(fā)明人】鮑宇, 周海鋒, 方精訓(xùn), 譚俊, 周軍, 李潤領(lǐng)
【申請人】上海華力微電子有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年4月29日