上形成柵極結(jié)構(gòu);
[0049] 在所述基底和所述柵極結(jié)構(gòu)上覆蓋用于保護(hù)所述柵極結(jié)構(gòu)的保護(hù)層;
[0050] 在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底內(nèi)形成凹槽;
[0051] 向所述凹槽內(nèi)填充半導(dǎo)體材料,W形成應(yīng)力層;
[0052] 對(duì)所述半導(dǎo)體材料進(jìn)行離子滲雜,形成源區(qū)和漏區(qū);
[0053] 在覆蓋保護(hù)層的步驟之后,在填充半導(dǎo)體材料形成應(yīng)力層的步驟之前,所述半導(dǎo) 體器件的形成方法還包括:采用含氣氣體對(duì)所述半導(dǎo)體器件進(jìn)行干法清洗。
[0054] 本發(fā)明通過在半導(dǎo)體器件形成的過程中,加入含氣氣體干法清洗的步驟,使得污 染物在材料外延生長之前盡量去除,從而使材料外延生長過程中污染物的結(jié)晶核盡量減 少,避免了污染物在外延生長過程中長大成為缺陷,從而減少了外延生長之后器件表面的 缺陷數(shù)量、改善器件性能,進(jìn)而提高了器件制造過程中的良品率。
[0055] 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)施例做詳細(xì)的說明。
[0056] 圖3至圖8是本發(fā)明所提供半導(dǎo)體器件的形成方法第一實(shí)施例中各個(gè)步驟的示意 圖。需要說明的是,本實(shí)施例W CMOS器件為例進(jìn)行說明,不應(yīng)W此限制本發(fā)明。 陽057] 參考圖3,提供基底1000,所述基底1000內(nèi)形成有多個(gè)隔離結(jié)構(gòu)110。
[0058] 所述半導(dǎo)體基底1000是后續(xù)工藝的工作平臺(tái)。所述半導(dǎo)體基底1000材料選自單 晶娃、多晶娃或非晶娃;所述半導(dǎo)體基底1000也可W選自娃、錯(cuò)、神化嫁或娃錯(cuò)化合物;所 述半導(dǎo)體基底1000還可W選自具有外延層或外延層上娃結(jié)構(gòu);所述半導(dǎo)體基底1000還可 W是其他半導(dǎo)體材料,本發(fā)明對(duì)此不作任何限定。本實(shí)施例中所述基底1000材料為娃。
[0059] 參考圖4,在所述基底1000上形成柵極結(jié)構(gòu)102。
[0060] 所述柵極結(jié)構(gòu)102包括柵介質(zhì)層(未標(biāo)示出)和位于柵介質(zhì)層上的柵電極層(未 標(biāo)示出)。柵介質(zhì)層的材料為氧化娃或高介電常數(shù)材料,所述柵電極層材料為多晶娃或金 屬。在本實(shí)施例中,所述柵極結(jié)構(gòu)102的柵介質(zhì)層的材料為氧化娃,柵電極層材料為多晶 娃。
[0061] 參考圖5,在所述基底1000上和所述柵極結(jié)構(gòu)102上覆蓋保護(hù)層120,所述保護(hù)層 120包括依次形成的氧化物層121和氮化物層122。
[0062] 所述保護(hù)層120用于在后續(xù)刻蝕工藝中保護(hù)所述基底和柵極免受損傷,具體的, 所述保護(hù)層120包括依次形成的氧化物層121和氮化物層122。所述氧化物層121材料為 氧化娃,可W通過對(duì)所述基底1000和所述柵極結(jié)構(gòu)102表面進(jìn)行的氧化工藝獲得。另外, 所述氮化物層122在后續(xù)外延生長錯(cuò)娃材料時(shí)作為外延選擇層,具體的,所述氮化物層122 材料為氮化娃。此外,所述氧化物層121和所述氮化物層122后續(xù)通過刻蝕形成柵極側(cè)墻, 起到保護(hù)柵極和隔離源區(qū)(或漏區(qū))與柵極的作用。
[0063] 需要說明的是,所述保護(hù)層120的形成過程容易形成污染物131,污染物131會(huì)在 后續(xù)單晶生長的過程中成為材料生長的結(jié)晶核,在外延生長過程中,污染物131會(huì)生長變 大,形成體積較大的缺陷。在后續(xù)的工藝中,會(huì)影響器件之間的連接導(dǎo)通,影響產(chǎn)品性能。本 實(shí)施例在形成所述氧化物層121和所述氮化物層122之后,對(duì)所述器件進(jìn)行含氣氣體干法 清洗。
[0064] 具體的,所述含氣氣體干法清洗步驟包括:
[0065] 首先,在反應(yīng)腔內(nèi)產(chǎn)生等離子體的清洗劑;
[0066] 第二步,利用所述清洗劑,在反應(yīng)腔內(nèi)對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行清洗,所述清洗過程的溫 度維持在35°C,;
[0067] 第=步,在大于100°C的溫度下對(duì)經(jīng)過清洗的半導(dǎo)體器件進(jìn)行加熱;
[0068] 第四步,對(duì)經(jīng)過加熱的半導(dǎo)體進(jìn)行退火。 W例本實(shí)施例中,所述干法清洗工藝采用的氣體為含有NFs和NH3的氣體。本發(fā)明發(fā)明 人經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),所述污染物主要成分是金屬離子,清洗氣體內(nèi)的氣離子能夠與金屬離子反 應(yīng),形成易清洗的氣化物,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)污染物的去除。
[0070] 具體的,所述清洗過程中,NFs氣體的流量為35~lOOsccm,所述畑3的流量為10~ 400sccm,所述NFs和NH 3的流量使反應(yīng)腔內(nèi)形成足夠濃度的等離子體清洗劑去除所述污染 物。清洗時(shí)間為1~60s,所述清洗時(shí)間使清洗劑能夠有足夠的時(shí)間與污染物反應(yīng),去除污 染物。清洗過程中,射頻功率為5~100W,清洗環(huán)境的壓力范圍為0. 5~20Torr ;溫度范圍 為20~170°C。所述低功率的等離子體系統(tǒng)得益于NFs和NH3氣體能夠低福射能量下解離, 而所述溫度范圍則保證了清洗劑反應(yīng)的發(fā)生。
[0071] 參考圖6,對(duì)所述保護(hù)層120進(jìn)行第一刻蝕,在所述保護(hù)層120中形成能露出所述 基底1000的開口 103。
[0072] 本實(shí)施例中,采用常規(guī)干法刻蝕對(duì)所述保護(hù)層120進(jìn)行第一刻蝕,在所述保護(hù)層 120中形成露出所述基底1000的開口 103。
[0073] 需要說明的是,對(duì)保護(hù)層120的第一刻蝕工藝,容易有刻蝕殘留物132存在??蛇x 的,在第一刻蝕工藝之后,對(duì)所述半導(dǎo)體器件也進(jìn)行含氣氣體干法清洗,具體地,此處含氣 氣體干法清洗工藝與上述形成保護(hù)層后進(jìn)行的含氣氣體干法清洗的步驟相同,在此不再寶 述。
[0074] 參考圖7,對(duì)所述開口 103露出的基底1000進(jìn)行第二刻蝕,在待形成源區(qū)和漏區(qū)的 基底1000區(qū)域中形成凹槽104。
[00巧]本實(shí)施例中,采用濕法刻蝕的工藝中在所述基底1000內(nèi)形成形狀為Sigma形的凹 槽,所述Sigma形凹槽104中部具有指向溝道區(qū)域的凸出尖端,后續(xù)在Sigma形凹槽104內(nèi) 外延填充滲棚的錯(cuò)娃材料時(shí),錯(cuò)娃材料填充滿整個(gè)凹槽,在所述凹槽104凸出的尖端處,錯(cuò) 娃材料更靠近溝道區(qū)域,將在溝道區(qū)域引入更大的壓應(yīng)力。
[0076] 形成所述Sigma形凹槽的工藝為:首先進(jìn)行等離子體刻蝕,所述等離子體刻蝕參 數(shù)包括:刻蝕氣體包括皿r、〇2、He、Clz和NF日,所述皿r流量為100~lOOOsccm,〇2流量為 2 ~20sccm ;He 流量為 100 ~lOOOsccm,Clz流量為 2 ~200sccm,NF 日流量為 2 ~200sccm, 刻蝕氣壓為10~200mTorr,偏壓為0~400V,時(shí)間為5~60秒;在等離子體刻蝕后進(jìn)行濕 法刻蝕,所述濕法刻蝕工藝采用TMAH(四甲基氨氧化錠)溶液,TMAH的溫度為15°C~70°C, 時(shí)間為20~500秒??蛇x的,所述濕法刻蝕工藝還可W采用氨氧化鐘溶液或者氨水溶液。
[0077] 類似的,在基底1000內(nèi)形成Sigma形凹槽104的第二次刻蝕,也有可能在氮化物 層122的表面留有刻蝕殘留物203,因此,可選的,對(duì)半導(dǎo)體器件含氣氣體干法清洗,具體 地,此處含氣氣體干法清洗工藝與上述形成保護(hù)層后進(jìn)行的含氣氣體干法清洗的步驟相 同,在此不再寶述。
[0078] 需要說明的是,在凹槽104形成過后,所述干法清洗在去除污染物203的同時(shí)還能 夠去除凹槽104表面形成的自然氧化層,為后續(xù)外延生長半導(dǎo)體材料提供潔凈的表面。具 體的,所述含氣氣體干法清洗去除自然氧化層的步驟包括:首先,在反應(yīng)腔內(nèi)產(chǎn)生等離子體 的清洗劑: 陽079] 產(chǎn)生清洗劑的化學(xué)反應(yīng)為: W80] NF3+NH3 一 NH 4F+NH4F. HF
[0081] 第二步,利用所述清洗劑,在反應(yīng)腔內(nèi)對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行清洗;
[0082] 所述清洗過程的溫度維持在35°C,清洗過程的化學(xué)反應(yīng)為:
[0083] 饑巧+51〇2一(畑 4) ZSiFe(Wiid)+&〇
[0084] 或畑4片 HF+Si〇2一(NH 4) zSiFsbo…)+&〇
[00化]第=步,在大于100°C的溫度下對(duì)經(jīng)過清洗的半導(dǎo)體器件進(jìn)行加熱;
[0086] 第四步,對(duì)經(jīng)過加熱的半導(dǎo)體進(jìn)行退火。
[0087] 其退火過程的化學(xué)反應(yīng)為: 陽0 蝴(NH4)2SiFe(s〇lid)^SiF4(gas)+NH3(gas)+HF(gas)
[0089] 還需要說明的是,本實(shí)施例中,在凹槽104形成過后,含氣氣體干法清洗去除刻蝕 殘留物203之前,還包括對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行預(yù)清洗的步驟,目的是為后續(xù)凹槽104中外延生 長