半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及形成方法
【專利摘要】一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及形成方法，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：半導(dǎo)體襯底，位于半導(dǎo)體襯底內(nèi)的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，位于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)所包圍的半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)，位于所述若干柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第一鍺硅層和第二鍺硅層，所述第一鍺硅層靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述第二鍺硅層遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，所述柵極結(jié)構(gòu)和位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一鍺硅層或第二鍺硅層構(gòu)成PMOS晶體管。所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用與遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用相當(dāng)，使得被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的PMOS晶體管的載流子遷移速率一致。
【專利說明】半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及一種具有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)、MOS晶體管的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，隨著半導(dǎo)體器件集成化和小型化發(fā)展，用于電學(xué)隔離相鄰半導(dǎo)體器件的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(Shallow Trench Isolation, STI)的大小也隨之減小。但是利用淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔離時(shí)，由于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的材料為二氧化硅，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的材料與半導(dǎo)體襯底的材料不同，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)會(huì)不可避免地對(duì)淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)周圍的半導(dǎo)體襯底產(chǎn)生應(yīng)力作用，影響所述MOS晶體管的電學(xué)性能。
[0003]請參考圖1，為現(xiàn)有的MOS晶體管和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，具體包括:半導(dǎo)體襯底10，位于半導(dǎo)體襯底10內(nèi)的有源區(qū)11 ;位于所述有源區(qū)11表面的柵極結(jié)構(gòu)12，位于所述柵極結(jié)構(gòu)12兩側(cè)的源區(qū)13和漏區(qū)14，所述源區(qū)13、漏區(qū)14、柵極結(jié)構(gòu)12和位于所述柵極結(jié)構(gòu)12下方有源區(qū)的溝道區(qū)15構(gòu)成MOS晶體管，位于所述半導(dǎo)體襯底10內(nèi)且圍繞所述MOS晶體管設(shè)置的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)18，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)18將相鄰的MOS晶體管電學(xué)隔離。由于形成所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)18的工藝為高溫的化學(xué)氣相沉積工藝，將二氧化硅材料形成于淺溝槽內(nèi)時(shí)溫度很高，當(dāng)后續(xù)降為室溫時(shí)，所述二氧化硅材料和半導(dǎo)體襯底的硅材料都會(huì)發(fā)生收縮。由于硅和二氧化硅的熱膨脹系數(shù)不同，硅的熱膨脹系數(shù)約為2.5X 10-6/Κ，而二氧化硅的熱膨脹系數(shù)約為0.5Χ 10-6/Κ，降溫時(shí)二氧化硅收縮的幅度小于硅收縮的幅度，使得材料為二氧化硅的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)18會(huì)對(duì)周圍的半導(dǎo)體襯底產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。且隨著器件尺 寸的進(jìn)一步縮小，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的深寬比變大，為了使二氧化硅能完全填充滿淺溝槽，利用高深寬比工藝形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)變得越來越普遍，但利用高深寬比工藝形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)會(huì)進(jìn)一步地對(duì)周圍的半導(dǎo)體襯底產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。
[0004]目前，減小淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的拉伸應(yīng)力可以采用改變淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的位置或優(yōu)化形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的工藝，但是所述方法往往需要額外的步驟，使得器件生產(chǎn)過程變得復(fù)雜，同時(shí)增加了成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及形成方法，使得被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的PMOS晶體管的載流子遷移速率一致。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的半導(dǎo)體襯底的表面形成若干平行排列的柵極結(jié)構(gòu)；在靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第一溝槽，在所述第一溝槽內(nèi)形成第一鍺硅層；在其余遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第二溝槽，在所述第二溝槽內(nèi)形成第二鍺硅層，使得每一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)都形成有第一鍺硅層或第二鍺硅層，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，所述柵極結(jié)構(gòu)和位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一鍺硅層或第二鍺硅層構(gòu)成PMOS晶體管。
[0007]可選的，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量比第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大5%~10%。 [0008]可選的，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量范圍為30%~45%，所述第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量范圍為20%~35%。
[0009]可選的，形成所述第一鍺硅層的具體工藝包括:在所述半導(dǎo)體襯底表面、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)表面、柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁和表面形成第一硬掩膜層，在所述第一硬掩膜層內(nèi)形成第一開口，所述第一開口暴露出靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底；以所述具有第一開口的第一硬掩膜層為掩膜，對(duì)暴露出的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，形成第一溝槽；利用選擇性外延工藝在所述第一溝槽內(nèi)填充滿鍺硅材料，形成第一鍺硅層，所述第一鍺硅層內(nèi)摻雜有P型雜質(zhì)離子，構(gòu)成MOS晶體管的源區(qū)或漏區(qū)。
[0010]可選的，形成所述第二鍺硅層的具體工藝包括:在所述半導(dǎo)體襯底表面、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)表面、柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁和表面形成第二硬掩膜層，在所述第二硬掩膜層內(nèi)形成第二開口，所述第二開口暴露出遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底；以所述具有第二開口的第二硬掩膜層為掩膜，對(duì)暴露出的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，形成第二溝槽；利用選擇性外延工藝在所述第二溝槽內(nèi)填充滿鍺硅材料，形成第二鍺硅層，所述第二鍺硅層內(nèi)摻雜有P型雜質(zhì)離子，構(gòu)成MOS晶體管的源區(qū)或漏區(qū)。
[0011]可選的，刻蝕形成所述第一溝槽和第二溝槽的工藝為干法刻蝕、濕法刻蝕的混合工藝，或者為干法刻蝕工藝。
[0012]可選的，刻蝕形成所述第一溝槽或第二溝槽的工藝具體為:先采用干法刻蝕工藝在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成剖面形狀為矩形的溝槽，再利用濕法刻蝕工藝對(duì)所述剖面形狀為矩形的溝槽進(jìn)行刻蝕，形成側(cè)壁形狀為“ Σ ”形狀的第一溝槽或第二溝槽。
[0013]可選的，所述第一硬掩膜層、第二硬掩膜層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅其中的一種或幾種。
[0014]可選的，當(dāng)所述第一硬掩膜層、第二硬掩膜層的材料為氧化硅，利用稀釋的氫氟酸去除所述第一硬掩膜層、第二硬掩膜層。
[0015]可選的，形成所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的具體工藝為:利用干法刻蝕工藝對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕形成淺溝槽，利用高深寬比工藝在所述淺溝槽內(nèi)填充滿介質(zhì)材料，形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0016]可選的，當(dāng)靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)一邊的第一鍺硅層的數(shù)量大于等于二時(shí)，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量不同，越靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量越高。
[0017]可選的，分別形成所述具有不同鍺的摩爾百分比含量的第一鍺硅層。
[0018]可選的，先形成所述第一鍺硅層，再形成所述第二鍺硅層。
[0019]可選的，先形成所述第二鍺硅層，再形成所述第一鍺硅層。
[0020]本發(fā)明技術(shù)方案還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括:半導(dǎo)體襯底,位于半導(dǎo)體襯底內(nèi)的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，位于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)所包圍的半導(dǎo)體襯底表面的若干平行排列的柵極結(jié)構(gòu)，位于所述若干柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第一溝槽和第二溝槽，其中，所述第一溝槽靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述第二溝槽遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述第一溝槽內(nèi)具有第一鍺硅層，所述第二溝槽內(nèi)具有第二鍺硅層，第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，所述柵極結(jié)構(gòu)和位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一鍺硅層或第二鍺硅層構(gòu)成PMOS晶體管。
[0021]可選的，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量比第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大5%~10%。
[0022]可選的，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量范圍為30%~45%，所述第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量范圍為20%~35%。
[0023]可選的，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量不同，越靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量越高。
[0024]可選的，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)對(duì)半導(dǎo)體襯底和PMOS晶體管的溝道區(qū)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026]所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)和所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成有第一鍺硅層或第二鍺硅層，所述第一鍺硅層靠近所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述第二鍺硅層遠(yuǎn)離所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，且所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量。由于靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，使得靠 近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的所述鍺硅層產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力大于遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的所述鍺硅層產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力，而所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力從靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)到遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)逐漸變小，使得整體上靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用與遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用相當(dāng)，被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的PMOS晶體管的載流子遷移速率一致。
[0027]進(jìn)一步的，當(dāng)靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)一側(cè)的第一鍺硅層的數(shù)量大于等于二時(shí)，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量不同，越靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量較高，越遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量較低，但仍大于第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，從而可以在不同的溝道區(qū)中產(chǎn)生漸變的壓縮應(yīng)力，所述漸變的壓縮應(yīng)力與淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的漸變的拉伸應(yīng)力相抵消，從而可以更精確的進(jìn)行控制，使得整體上靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用與遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用相當(dāng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1、圖2是現(xiàn)有技術(shù)被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的MOS晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是圖2中被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)所包圍的MOS晶體管溝道區(qū)和源/漏區(qū)的水平應(yīng)力分布圖；
[0030]圖1圖10為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]在【背景技術(shù)】可知，現(xiàn)有技術(shù)形成的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)周圍的半導(dǎo)體襯底產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。當(dāng)一個(gè)淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍若干MOS晶體管時(shí)，靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底所受到的應(yīng)力作用大于遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底，對(duì)應(yīng)使得靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的MOS晶體管的溝道區(qū)所受到的應(yīng)力作用大于遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的MOS晶體管的溝道區(qū)所受到的應(yīng)力作用，即使所述MOS晶體管的形狀、大小、形成工藝相同，不同位置的MOS晶體管的載流子遷移率也不相同，使得不同位置的MOS晶體管的電學(xué)性能不一致，可能會(huì)影響最終形成的集成電路的性能。特別是當(dāng)所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)所包圍的MOS晶體管都為PMOS晶體管時(shí)，由于PMOS晶體管的溝道區(qū)的載流子為空穴，當(dāng)所述溝道區(qū)中具有壓縮應(yīng)力時(shí)，所述PMOS晶體管的載流子遷移率越大，當(dāng)所述溝道區(qū)中具有拉伸應(yīng)力時(shí)，所述PMOS晶體管的載流子遷移率越小。所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)對(duì)周圍的半導(dǎo)體襯底產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，會(huì)使得靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管的載流子遷移率小于遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管的載流子遷移率，使得靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管的電學(xué)性能變差。請參考圖2和圖3，圖2表示淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)28包圍著7個(gè)PMOS晶體管，所述PMOS晶體管的源區(qū)/漏區(qū)24的材料為鍺硅，使得位于柵極結(jié)構(gòu)22下方的溝道區(qū)25具有壓縮應(yīng)力，圖3為圖2中被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)所包圍的PMOS晶體管溝道區(qū)和源/漏區(qū)的水平應(yīng)力分布圖。圖3中可以清晰的看出，在靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管溝道區(qū)的壓縮應(yīng)力比遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管溝道區(qū)的壓縮應(yīng)力小24%~35%。
[0032]為此，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及形成方法，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)和所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成有第一鍺硅層或第二鍺硅層，所述柵極結(jié)構(gòu)和位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一鍺硅層或第二鍺硅層構(gòu)成PMOS晶體管。所述第一鍺硅層靠近所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述第二鍺硅層遠(yuǎn)離所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，且所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量。由于靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，使得靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的所述鍺硅層產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力大于遠(yuǎn) 離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的所述鍺硅層產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力，而所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力從靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)到遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)逐漸變小，使得整體上靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用與遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用相當(dāng)，被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的PMOS晶體管的載流子遷移速率一致，靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管的電學(xué)性能沒有變差。
[0033]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0034]在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。
[0035]請參考圖4至圖10，為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]請參考圖4，提供半導(dǎo)體襯底100，在所述半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110。
[0037]所述半導(dǎo)體襯底100為硅襯底、鍺襯底、硅鍺襯底、絕緣體上硅襯底(SOI)、絕緣體上鍺襯底其中的一種。在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底100為摻雜有N型雜質(zhì)離子的硅襯
。[0038]形成所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110的工藝包括:在所述半導(dǎo)體襯底100表面形成墊氧化層(未圖示)，在所述墊氧化層表面形成氮化硅層(未圖示)，在所述氮化硅層表面形成第一光刻膠層(未圖示)，對(duì)所述第一光刻膠層進(jìn)行曝光顯影，形成第一光刻膠圖形；對(duì)所述第一光刻膠圖形暴露出的氮化硅層、墊氧化層和半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，形成淺溝槽；去除所述第一光刻膠圖形后，利用高深寬比(HARP)工藝在所述淺溝槽內(nèi)和氮化硅層表面形成氧化硅材料，且所述氧化硅材料填充滿所述淺溝槽，并以所述氮化硅層為拋光阻擋層，對(duì)所述氧化硅材料進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，直至暴露出所述氮化硅層，在淺溝槽內(nèi)形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。形成所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)后，去除所述氮化硅層，還可以對(duì)所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火處理。
[0039]由于隨著器件尺寸的進(jìn)一步縮小，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的寬度也在進(jìn)一步縮小，但為了維持淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的隔離效果，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)必須具有一定深度，使得淺溝槽的深寬比越來越大，甚至達(dá)到10:1，為此，采用傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積工藝無法有效地填充滿淺溝槽。本發(fā)明實(shí)施例采用高深寬比(HARP )工藝填充淺溝槽，所述高深寬比(HARP )工藝具體為在540°C溫度下，采用亞常壓化學(xué)氣相沉積(SACVD)工藝，利用0/TE0S作為反應(yīng)前驅(qū)物在淺溝槽內(nèi)和氮化硅層表面形成氧化硅材料，利用所述高深寬比(HARP)工藝可以填充深寬比大于8:1的溝槽。但是利用所述高深寬比工藝形成的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)周圍的半導(dǎo)體襯底產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，會(huì)進(jìn)一步增加靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底受到的拉伸應(yīng)力。
[0040]在其他實(shí)施例中，還可以在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有源區(qū)，所述有源區(qū)的摻雜類型與對(duì)應(yīng)待形成的MOS晶體管的類型相關(guān)。在本實(shí)施例中，當(dāng)待形成的MOS晶體管為PMOS晶體管時(shí)，所述有源區(qū)的摻雜離子為N型摻雜離子，且所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)電學(xué)隔離相鄰的有源區(qū)。
[0041]請參考圖5和圖6，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110包圍的半導(dǎo)體襯底100的表面形成若干平行排列的柵極結(jié)構(gòu)120。其中，圖5為本發(fā)明實(shí)施例的俯視視角的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為圖5中沿AA'方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]所述柵極結(jié)構(gòu)120包括位于所述半導(dǎo)體襯底100表面的柵介質(zhì)層121、位于所述柵介質(zhì)層121表面的柵電極122、位于所述柵氧化層121和柵電極122側(cè)壁表面的側(cè)墻(未圖示)。所述柵介質(zhì)層121的材料為氧化硅、氮氧化硅或高K介質(zhì)材料，所述柵電極122的材料為多晶硅或金屬，所述側(cè)墻的材料可以是氧化硅、氮化硅或是二者的疊層結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述柵極結(jié)構(gòu)120為高K柵介質(zhì)層和金屬柵電極的堆疊結(jié)構(gòu)時(shí)，形成所述柵極結(jié)構(gòu)120的工藝包括前柵工藝或后柵工藝。由于所述柵極結(jié)構(gòu)的形成方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，在此不再贅述。
[0043]在本實(shí)施例中，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110圍成一個(gè)長方形，且所述長方形的兩個(gè)邊111、113在X方向上、兩個(gè)邊112、114在Y方向上，所述若干平行排列的柵極結(jié)構(gòu)120也沿X方向排列。由于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的應(yīng)力方向垂直于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的兩個(gè)邊111、113產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力方向與柵極結(jié)構(gòu)120垂直，會(huì)影響柵極結(jié)構(gòu)下方的溝道區(qū)中載流子的遷移速率。而所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的兩個(gè)邊112、114產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力方向與柵極結(jié)構(gòu)120平行，不會(huì)影響柵極結(jié)構(gòu)下方的溝道區(qū)中載流子的遷移速率。因此，在本發(fā)明中，所記載的靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110的柵極結(jié)構(gòu)、鍺硅層、半導(dǎo)體襯底即為靠近所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的兩個(gè)邊111、113的柵極結(jié)構(gòu)、鍺硅層、半導(dǎo)體襯底。[0044]請參考圖7，在最靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成第一溝槽130，即在所述最靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)兩個(gè)邊111和113的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成兩個(gè)第一溝槽130。
[0045]形成所述第一溝槽130的具體工藝包括:在所述半導(dǎo)體襯底100表面、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110表面、柵極結(jié)構(gòu)120側(cè)壁和表面形成第一硬掩膜層(未圖示)，所述第一硬掩膜層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅其中的一種或幾種；在所述第一硬掩膜層表面形成圖形化的第二光刻膠層(未圖示)，利用所述圖形化的第二光刻膠層在所述第一硬掩膜層內(nèi)形成第一開口，所述第一開口暴露出最靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110的柵極結(jié)構(gòu)120的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底100 ;以所述具有第一開口的第一硬掩膜層為掩膜，對(duì)暴露出的半導(dǎo)體襯底100進(jìn)行刻蝕，形成第一溝槽130。所述第一溝槽130用于填充鍺硅材料形成第一鍺硅層，所述第一鍺硅層作為后續(xù)形成的MOS晶體管的源區(qū)或漏區(qū)。
[0046]在本發(fā)明實(shí)施例中，形成第一溝槽130的刻蝕工藝為干法刻蝕、濕法刻蝕的混合工藝，先采用干法刻蝕工藝在半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成剖面形狀為矩形的溝槽，再利用四甲基氫氧化銨(TMAH)溶液工藝對(duì)所述剖面形狀為矩形的溝槽進(jìn)行濕法刻蝕，形成側(cè)壁形狀為“ Σ ”形狀的第一溝槽130。利用所述側(cè)壁形狀為“ Σ ”形狀的第一溝槽130形成的第一鍺硅層對(duì)溝道區(qū)具有較大的拉伸應(yīng)力。在其他實(shí)施例中，形成第一溝槽的刻蝕工藝也可以只包括干法刻蝕工藝。
[0047]請參考圖8，在所述第一溝槽130 (請參考圖7)內(nèi)形成第一鍺硅層135。
[0048]形成所述第一鍺硅層135的工藝為選擇性外延工藝。在本實(shí)施例中，形成所述第一錯(cuò)娃層135的具體工藝包括:將娃源(例如硅烷、乙硅烷、丙硅烷、有機(jī)硅烷等)、錯(cuò)源(例如鍺烷、乙鍺烷、丙鍺烷、有機(jī)鍺烷等)、刻蝕氣體(例如氯化氫、氟化氫、氯氣、四氯化硅等)、載氣(氫氣、氮?dú)?、氦氣、氬氣?通入到反應(yīng)腔中，在壓強(qiáng)范圍為0.1托~200托，溫度范圍為700攝氏度、00攝氏度的反應(yīng)腔內(nèi)，所述混合氣體在所述第一溝槽130內(nèi)形成鍺硅材料，且所述刻蝕氣體會(huì)刻蝕去除第一硬掩膜層表面的鍺硅材料，使得最終形成的鍺硅材料只能選擇性外延形成于第一溝槽130內(nèi)，在所述第一溝槽130內(nèi)形成第一鍺硅層135。
[0049]通過調(diào)整所述硅源和鍺源的比例，可以調(diào)節(jié)最終形成第一鍺硅層135中鍺的摩爾百分比含量。在本實(shí)施例中，所述第一鍺硅層135中鍺的摩爾百分比含量范圍為30%~45%。在其他實(shí)施例中，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量還可以為其他值。
[0050]形成所述第一鍺硅層135后，去除所述第一硬掩膜層。去除所述第一硬掩膜層的工藝為濕法刻蝕工藝。在本實(shí)施例中，所述第一硬掩膜層的材料為氧化硅，利用稀釋的氫氟酸去除所述第一硬掩膜層，所述稀釋的氫氟酸中水和氫氟酸的體積比為100: f300:1。
[0051 ] 在其他實(shí)施例中，也可以不去除所述第一硬掩膜層，后續(xù)在所述第一硬掩膜層、第一鍺硅層表面形成第二硬掩膜層，利用所述第二硬掩膜層形成第二溝槽。
[0052]請參考圖9，在其余遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110的柵極結(jié)構(gòu)120的兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成第二溝槽140。
[0053]形成所述第二溝槽140的具體工藝包括:在所述半導(dǎo)體襯底100表面、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110表面、柵極結(jié)構(gòu)120側(cè)壁和表面、第一鍺硅層135表面形成第二硬掩膜層(未圖示)，所述第二硬掩膜層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅其中的一種或幾種；在所述第二硬掩膜層表面形成圖形化的第三光刻膠層(未圖示)，利用所述圖形化的第三光刻膠層在所述第二硬掩膜層內(nèi)形成第二開口，所述第二開口暴露出其余遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110的柵極結(jié)構(gòu)120的兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底100 ;以所述具有第二開口的第二硬掩膜層為掩膜，對(duì)暴露出的半導(dǎo)體襯底100進(jìn)行刻蝕，形成第二溝槽140。所述第二溝槽140用于填充鍺硅材料形成第二鍺硅層，所述第二鍺硅層作為后續(xù)形成的MOS晶體管的源區(qū)或漏區(qū)。
[0054]在本發(fā)明實(shí)施例中，形成第二溝槽140的刻蝕工藝為干法刻蝕、濕法刻蝕的混合工藝，先采用干法刻蝕工藝在半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成剖面形狀為矩形的溝槽，再利用四甲基氫氧化銨(TMAH)溶液工藝對(duì)所述剖面形狀為矩形的溝槽進(jìn)行濕法刻蝕，形成側(cè)壁形狀為“ Σ ”形狀的第二溝槽140。利用所述側(cè)壁形狀為“ Σ ”形狀的第二溝槽140形成的第二鍺硅層對(duì)溝道區(qū)具有較大的拉伸應(yīng)力。在其他實(shí)施例中，形成第二溝槽的刻蝕工藝為也可以只包括干法刻蝕工藝。
[0055]請參考圖10，在所述第二溝槽140 (請參考圖9)內(nèi)形成第二鍺硅層145，每一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)120兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底100內(nèi)都形成有第一鍺硅層135或第二鍺硅層145。 [0056]形成所述第二鍺硅層145的工藝為選擇性外延工藝。在本實(shí)施例中，形成所述第二鍺硅層145的具體工藝與形成所述第一鍺硅層135的具體工藝相似，包括:將硅源(例如硅烷、乙硅烷、丙硅烷、有機(jī)硅烷等)、錯(cuò)源(例如錯(cuò)燒、乙錯(cuò)燒、丙錯(cuò)燒、有機(jī)錯(cuò)燒等)、刻蝕氣體(例如氯化氫、氟化氫、氯氣、四氯化硅等)、載氣(氫氣、氮?dú)?、氦氣、氬氣?通入到反應(yīng)腔中，在壓強(qiáng)范圍為0.1托~200托，溫度范圍為700攝氏度、00攝氏度的反應(yīng)腔內(nèi)，所述混合氣體在所述第二溝槽140內(nèi)形成鍺硅材料，且所述刻蝕氣體會(huì)刻蝕去除第二硬掩膜層表面的鍺硅材料，使得最終形成的鍺硅材料只能選擇性地外延形成于第二溝槽140內(nèi)，在所述第二溝槽140內(nèi)形成第二鍺硅層145，且所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量。
[0057]在本實(shí)施例中，所述第二鍺硅層145中鍺的摩爾百分比含量范圍為20%~35%，所述第一鍺硅層135中鍺的摩爾百分比含量比第二鍺硅層145中鍺的摩爾百分比含量大59TlO%。在其他實(shí)施例中，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量與第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量之間的差值也可以為其他值。由于靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110的第一鍺硅層135中鍺的摩爾百分比含量大于遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110的第二鍺硅層145中鍺的摩爾百分比含量，使得靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層135產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力大于遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第二鍺硅層145產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力，而所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力從靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110到遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110逐漸變小，使得整體上靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用與遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用相當(dāng)，最終形成的被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的PMOS晶體管的載流子遷移速率一致，靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管的電學(xué)性能沒有變差。
[0058]在本發(fā)明實(shí)施例中，僅在最靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110的一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)120的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成一個(gè)第一鍺硅層135，在其余遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110的柵極結(jié)構(gòu)120的兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成第二鍺硅層145。
[0059]在其他實(shí)施例中，還可以在最靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的一個(gè)或兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第一鍺硅層。即在最靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成兩個(gè)第一鍺硅層；或在最靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)和次靠近的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成三個(gè)第一鍺硅層；或在最靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)和次靠近的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成四個(gè)第一鍺硅層，在其余遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第二鍺硅層。其中，所述第一鍺硅層的數(shù)量為靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)一邊的第一鍺硅層的數(shù)量。由于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，且所述拉伸應(yīng)力從靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)到遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)逐漸變小，因此只需要將靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的一個(gè)或幾個(gè)鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于其余遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，就能使得整體上靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用與遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用相當(dāng)。 [0060]當(dāng)靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)一邊的第一鍺硅層的數(shù)量大于等于二時(shí)，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量可以相同，也可以不同。當(dāng)所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量不同時(shí)，越靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量較高，越遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量較低，但仍大于第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，從而可以在不同的溝道區(qū)中產(chǎn)生漸變的壓縮應(yīng)力，所述漸變的壓縮應(yīng)力與淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的漸變的拉伸應(yīng)力相抵消，從而可以更精確的進(jìn)行控制，使得整體上靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用與遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用相當(dāng)。
[0061]當(dāng)所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量不同時(shí)，所述鍺的摩爾百分比含量不同的第一鍺硅層分別形成，每次形成一種鍺的摩爾百分比含量的第一鍺硅層，具體的形成工藝參考上述第一鍺硅層和第二鍺硅層的形成工藝，在此不作詳述。
[0062]在其他實(shí)施例中，還可以先形成所述第二鍺硅層，再形成所述第一鍺硅層。
[0063]形成所述第二鍺硅層145后，去除所述第二硬掩膜層。去除所述第一硬掩膜層I的工藝為濕法刻蝕工藝。在本實(shí)施例中，所述第二硬掩膜層的材料為氧化硅，利用稀釋的氫氟酸去除所述第二硬掩膜層。
[0064]在形成所述第一鍺硅層和第二鍺硅層后，利用離子注入工藝在所述第一鍺硅層和第二鍺硅層內(nèi)形成P型雜質(zhì)離子，例如:硼、鎵、銦等，所述第一鍺硅層和第二鍺硅層形成源區(qū)或漏區(qū)，相鄰的PMOS晶體管共享源區(qū)或漏區(qū)，使得所述柵極結(jié)構(gòu)120和位于所述柵極結(jié)構(gòu)120兩側(cè)的第一鍺硅層135或第二鍺硅層145構(gòu)成PMOS晶體管，
[0065]在其他實(shí)施例中，還可以在選擇性外延形成所述第一鍺硅層和第二鍺硅層中原位摻雜所述P型雜質(zhì)離子，使得所述利用外延工藝形成的第一鍺硅層和第二鍺硅層成為PMOS晶體管的源區(qū)或漏區(qū)。
[0066]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，請參考圖10，包括:半導(dǎo)體襯底100，位于半導(dǎo)體襯底100內(nèi)的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110，位于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110所包圍的半導(dǎo)體襯底100表面的若干平行排列的柵極結(jié)構(gòu)120，位于所述若干柵極結(jié)構(gòu)120兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第一溝槽130 (請參考圖7)和第二溝槽140 (請參考圖9)，其中，所述第一溝槽130靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110，所述第二溝槽140遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)110。所述第一溝槽130內(nèi)具有第一鍺硅層135，所述第二溝槽140內(nèi)具有第二鍺硅層145，第一鍺硅層135中鍺的摩爾百分比含量大于第二鍺硅層145中鍺的摩爾百分比含量，所述柵極結(jié)構(gòu)120和位于所述柵極結(jié)構(gòu)120兩側(cè)的第一鍺硅層135或第二鍺硅層145構(gòu)成PMOS晶體管。
[0067]在本實(shí)施例中，所述第一鍺硅層135中鍺的摩爾百分比含量范圍為30%~45%，所述第二鍺硅層145中鍺的摩爾百分比含量范圍為20%~35%，所述第一鍺硅層135中鍺的摩爾百分比含量比第二鍺硅層145中鍺的摩爾百分比含量大59TlO%。在其他實(shí)施例中，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量與第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量之間的差值也可以為其他值。
[0068]由于所述靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，使得靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的所述鍺硅層產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力大于遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的所述鍺硅層產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力，而所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力從靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)到遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)逐漸變小，使得整體上靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用與遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用相當(dāng)，被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的PMOS晶體管的載流子遷移速率一致，靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管的電學(xué)性能沒有變差。
[0069]進(jìn)一步的，當(dāng)靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)一側(cè)的第一鍺硅層的數(shù)量大于等于二時(shí)，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量不同，越靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量較高，越遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量較低，但仍大于第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，從而可以在不同的溝道區(qū)中產(chǎn)生漸變的壓縮應(yīng)力，所述漸變的壓縮應(yīng)力與淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的漸變的拉伸應(yīng)力相抵消，從而可以更精確的進(jìn)行控制，使得整體上靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用與遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)受到的應(yīng)力作用相當(dāng)。
[0070]本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)； 在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的半導(dǎo)體襯底的表面形成若干平行排列的柵極結(jié)構(gòu)； 在靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第一溝槽，在所述第一溝槽內(nèi)形成第一鍺娃層； 在其余遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第二溝槽，在所述第二溝槽內(nèi)形成第二鍺硅層，使得每一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)都形成有第一鍺硅層或第二鍺硅層，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，所述柵極結(jié)構(gòu)和位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一鍺硅層或第二鍺硅層構(gòu)成PMOS晶體管。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量比第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大59TlO%。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量范圍 為30%~45%，所述第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量范圍為20%~35%。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述第一鍺硅層的具體工藝包括: 在所述半導(dǎo)體襯底表面、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)表面、柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁和表面形成第一硬掩膜層，在所述第一硬掩膜層內(nèi)形成第一開口，所述第一開口暴露出靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底； 以所述具有第一開口的第一硬掩膜層為掩膜，對(duì)暴露出的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，形成第一溝槽； 利用選擇性外延工藝在所述第一溝槽內(nèi)填充滿鍺硅材料，形成第一鍺硅層，所述第一鍺硅層內(nèi)摻雜有P型雜質(zhì)離子，構(gòu)成MOS晶體管的源區(qū)或漏區(qū)。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述第一鍺硅層后，去除所述第一硬掩膜層。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述第二鍺硅層的具體工藝包括: 在所述半導(dǎo)體襯底表面、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)表面、柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁和表面形成第二硬掩膜層，在所述第二硬掩膜層內(nèi)形成第二開口，所述第二開口暴露出遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底； 以所述具有第二開口的第二硬掩膜層為掩膜，對(duì)暴露出的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，形成第二溝槽； 利用選擇性外延工藝在所述第二溝槽內(nèi)填充滿鍺硅材料，形成第二鍺硅層，所述第二鍺硅層內(nèi)摻雜有P型雜質(zhì)離子，構(gòu)成MOS晶體管的源區(qū)或漏區(qū)。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述第二鍺硅層后，去除所述第二硬掩膜層。
8.如權(quán)利要求4或6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，刻蝕形成所述第一溝槽和第二溝槽的工藝為干法刻蝕、濕法刻蝕的混合工藝，或者為干法刻蝕工藝。
9.如權(quán)利要求4或6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，刻蝕形成所述第一溝槽或第二溝槽的工藝具體為:先采用干法刻蝕工藝在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成剖面形狀為矩形的溝槽，再利用濕法刻蝕工藝對(duì)所述剖面形狀為矩形的溝槽進(jìn)行刻蝕，形成側(cè)壁形狀為“ Σ ”形狀的第一溝槽或第二溝槽。
10.如權(quán)利要求4或6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一硬掩膜層、第二硬掩膜層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅其中的一種或幾種。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，當(dāng)所述第一硬掩膜層、第二硬掩膜層的材料為氧化硅，利用稀釋的氫氟酸去除所述第一硬掩膜層、第二硬掩膜層。
12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的具體工藝為:利用干法刻蝕工藝對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕形成淺溝槽，利用高深寬比工藝在所述淺溝槽內(nèi)填充滿介質(zhì)材料，形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，當(dāng)靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)一邊的第一鍺硅層的數(shù)量大于等于二時(shí)，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量不同，越靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量越高。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，分別形成所述具有不同鍺的摩爾百分比含量的第一鍺硅層。
15.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，先形成所述第一鍺硅層，再形成所述第二鍺硅層。
16.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，先形成所述第二鍺硅層，再形成所述第一鍺硅層。
17.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:半導(dǎo)體襯底，位于半導(dǎo)體襯底內(nèi)的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，位于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)所包圍的半導(dǎo)體襯底表面的若干平行排列的柵極結(jié)構(gòu)，位于所述若干柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)`的第一溝槽和第二溝槽，其中，所述第一溝槽靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述第二溝槽遠(yuǎn)離淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述第一溝槽內(nèi)具有第一鍺硅層，所述第二溝槽內(nèi)具有第二鍺硅層，第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大于第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量，所述柵極結(jié)構(gòu)和位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一鍺硅層或第二鍺硅層構(gòu)成PMOS晶體管。
18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量比第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量大59TlO%。
19.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量范圍為30%~45%，所述第二鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量范圍為20%~35%。
20.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量不同，越靠近淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的第一鍺硅層中鍺的摩爾百分比含量越高。
21.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)對(duì)半導(dǎo)體襯底以及PMOS晶體管的溝道區(qū)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。
【文檔編號(hào)】H01L29/06GK103632977SQ201210312974
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】鄧浩, 張彬 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司