本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供一種外延生長(zhǎng)鍺硅應(yīng)力層的預(yù)清洗方法，其包括：對(duì)多晶硅進(jìn)行刻蝕；經(jīng)光刻刻蝕在體硅內(nèi)形成源漏區(qū)的溝槽；清洗溝槽的表面，并進(jìn)行氧化工藝，在溝槽內(nèi)生長(zhǎng)一層氧化物薄膜；采用化學(xué)方法清潔溝槽表面，去除該氧化物薄膜，直至溝槽表面完全暴露出來(lái)；在溝槽表面外延生長(zhǎng)嵌入式鍺硅層。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的預(yù)清洗方法，在外延生長(zhǎng)嵌入式鍺硅層之前，先進(jìn)行濕法清洗和增加一層氧化物薄膜，再去除這層氧化膜，從而去除溝槽表面上的缺陷、位錯(cuò)等，實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷的嵌入式鍺硅層的外延生長(zhǎng)，提高器件的性能。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及集成電路
，且特別涉及。
技術(shù)介紹
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，硅半導(dǎo)體器件特征尺寸在不斷減小。各種CMOS技術(shù)發(fā)展都在尋求在不顯著增加半導(dǎo)體器件漏電流的前提下，提高器件開(kāi)態(tài)導(dǎo)通電流、提高器件速度的方法。其中，應(yīng)力技術(shù)是改變硅半導(dǎo)體器件溝道應(yīng)力(壓應(yīng)力對(duì)PM0S，張應(yīng)力對(duì)NM0S)，提高載流子在導(dǎo)電溝道中遷移率，從而提高器件性能的有效方法。業(yè)界硅半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)先的Intel公司在90nm技術(shù)代的產(chǎn)品中采用嵌入式鍺娃(embedded SiGe)來(lái) 提升PMOS器件的空穴(hole)溝道遷移率，從而提高器件性能。而半導(dǎo)體代工業(yè)界也普遍在40nm技術(shù)代高性能電路中也采用嵌入式鍺硅應(yīng)力層來(lái)提升器件性能。其實(shí)現(xiàn)方法在于在PMOS的柵極形成之后，將傳統(tǒng)的源漏區(qū)域的體硅材料移除，再在PMOS源漏區(qū)域外延生長(zhǎng)鍺硅層。由于單晶鍺的晶格常數(shù)比單晶硅大，所以源漏區(qū)外延生長(zhǎng)的鍺硅層會(huì)擠壓PMOS器件溝道區(qū)域，引起溝道的壓應(yīng)力，進(jìn)而提升空穴的遷移率和增大PMOS開(kāi)態(tài)導(dǎo)通電流。如果外延生長(zhǎng)鍺硅層具有很多缺陷，就會(huì)使器件的性能降低，因此保證無(wú)缺陷的外延生長(zhǎng)鍺硅層對(duì)獲得高性能的器件是很重要的。然而，要實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷的外延生長(zhǎng)鍺硅層，難度很大，限制條件很多，其中，對(duì)進(jìn)行需要進(jìn)行外延生長(zhǎng)鍺硅層的硅界面的處理尤其重要。因?yàn)槿绻杞缑骐s質(zhì)或缺陷較多，就會(huì)導(dǎo)致外延生長(zhǎng)出的鍺硅層出現(xiàn)缺陷，甚至多晶態(tài)和非晶態(tài)，導(dǎo)致外延生長(zhǎng)失敗。因此，需要改進(jìn)清洗工藝，消除硅界面雜質(zhì)或缺陷，從而有利于后續(xù)無(wú)缺陷的鍺硅層外延生長(zhǎng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)以上問(wèn)題，為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種在嵌入式鍺硅應(yīng)變技術(shù)PMOS工藝中，在外延生長(zhǎng)鍺硅應(yīng)力層前，對(duì)溝道表面進(jìn)行清洗的方法，旨在修復(fù)刻蝕后的溝槽表面上的缺陷和位錯(cuò)，制備出高質(zhì)量的鍺硅外延層。本專(zhuān)利技術(shù)提供，包括 步驟SOl :經(jīng)光刻和刻蝕，在體硅上形成柵極； 步驟S02 :經(jīng)光刻刻蝕在體硅內(nèi)形成源漏區(qū)的溝槽； 步驟S03 :清洗所述溝槽的表面，并對(duì)所述溝槽表面進(jìn)行氧化工藝，在所述溝槽表面形成氧化物薄膜； 步驟S04 :采用化學(xué)方法清潔所述經(jīng)氧化工藝處理的溝槽表面，將所述氧化物薄膜完全去除，直至所述溝槽表面完全暴露出來(lái)； 步驟S05 :在所述溝槽表面外延生長(zhǎng)嵌入式鍺硅層。優(yōu)選地，步驟S03中，所述氧化工藝為原位蒸汽產(chǎn)生法氧化工藝。優(yōu)選地，所述氧化物薄膜為氧化硅。優(yōu)選地，所述氧化物薄膜的厚度為lnm-10nm。優(yōu)選地，步驟S04中，利用化學(xué)藥劑去除所述氧化物薄膜。優(yōu)選地，所述的化學(xué)方法是利用稀釋的氫氟酸對(duì)所述氧化物薄膜進(jìn)行腐蝕。優(yōu)選地，步驟S03中采用濕法清洗所述溝槽的表面。在本專(zhuān)利技術(shù)提供的，在外延生長(zhǎng)嵌入式鍺硅層之前，先對(duì)溝槽表面進(jìn)行濕法清洗以及增加一層氧化物薄膜，從而去除溝槽表面上的缺陷、位錯(cuò)等，實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷的嵌入式鍺硅層的外延生長(zhǎng)。附圖說(shuō)明 圖I是本專(zhuān)利技術(shù)的的一個(gè)較佳實(shí)施例的流程示意圖 圖2至圖5是用以說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)的制作方法具體步驟時(shí)所形成的示意圖。具體實(shí)施例方式體現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)特征與優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例將在后段的說(shuō)明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本專(zhuān)利技術(shù)能夠在不同的示例上具有各種的變化，其皆不脫離本專(zhuān)利技術(shù)的范圍，且其中的說(shuō)明及圖示在本質(zhì)上當(dāng)作說(shuō)明之用，而非用以限制本專(zhuān)利技術(shù)。現(xiàn)結(jié)合附圖I至圖5，通過(guò)一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的目的。圖I為本專(zhuān)利技術(shù)的的一個(gè)較佳實(shí)施例的流程示意圖。圖2至圖5是本專(zhuān)利技術(shù)的上述實(shí)施例的外延生長(zhǎng)鍺硅應(yīng)力層的預(yù)清洗方法的具體制備步驟的剖面示意圖。請(qǐng)參閱圖1，如圖所示，在本專(zhuān)利技術(shù)的該實(shí)施例中，包括如下步驟步驟SOl :請(qǐng)參閱圖2,本實(shí)施例可以但不限于是PMOS晶體管。在體娃I表面從下到上依次沉積柵介質(zhì)2、多晶硅3、下氧化層4、硬掩膜層5和上氧化層6，經(jīng)對(duì)柵介質(zhì)2、多晶硅3、下氧化層4、硬掩膜層5和上氧化層6進(jìn)行光刻和刻蝕，得到柵極，如圖2所示的結(jié)構(gòu)。所采用的沉積方法可以但不限于是化學(xué)氣相沉積或物理沉積方法。柵介質(zhì)2的材料可以但不限于是含氮的硅氧化物，硬掩膜層5材料可以但不限于是氮化硅。步驟S02 :請(qǐng)參閱圖3，在帶有柵極的體硅I表面采用但不限于是氣相沉積法(CVD)生長(zhǎng)一層掩膜層，還可以是低壓化學(xué)氣相沉積法(LPCVD)、高溫氧化物沉積法(HTO)等。該掩膜層可以但不限于是氮化硅。經(jīng)光刻和刻蝕，去除PMOS區(qū)域的掩膜層，保留NMOS區(qū)域的掩膜層，以作為后續(xù)外延生長(zhǎng)嵌入式鍺硅薄膜的掩蔽層；然后刻蝕PMOS區(qū)域的源漏區(qū)的體硅1，在體硅I內(nèi)形成溝槽。由于溝槽表面被刻蝕氣氛中高能量的帶電粒子、基團(tuán)轟擊，從而在刻蝕得到的溝槽表面形成雜質(zhì)或缺陷比如點(diǎn)缺陷、位錯(cuò)等，這會(huì)導(dǎo)致在后續(xù)外延生長(zhǎng)嵌入式鍺硅薄膜中形成缺陷。步驟S03:請(qǐng)參閱圖4，采用濕法對(duì)溝槽表面進(jìn)行清洗后，采用原位蒸汽產(chǎn)生法(ISSG)氧化工藝對(duì)溝槽表面進(jìn)行處理，在溝槽內(nèi)生長(zhǎng)出一層氧化物薄膜7。氧化工藝采用的方法可以是爐管熱氧化法、CVD法等，但是由于這些方法制備的氧化物薄膜7的生長(zhǎng)質(zhì)量較差，熱預(yù)算大，不利于后續(xù)外延生長(zhǎng)嵌入式鍺硅薄膜，因此，本實(shí)施例中，采用ISSG法，由于ISSG法形成熱氧化物時(shí)消耗的硅少，熱預(yù)算小，對(duì)前后銜接工藝影響少，并且ISSG法得到的氧化物薄膜7均勻性好，不會(huì)破壞源漏區(qū)域的溝槽的形狀。在本實(shí)施例中，該氧化物薄膜7可以但不限于是氧化硅薄膜，該氧化物薄膜7的厚度是lnm-10nm。步驟S04 :采用化學(xué)方法利用化學(xué)藥劑清潔溝槽表面，完全去除溝槽內(nèi)的氧化物薄膜7，直至溝槽表面完全暴漏出來(lái)。這里所使用的藥劑可以但不限于是稀釋的氫氟酸，利用稀釋的氫氟酸對(duì)氧化物薄膜7進(jìn)行腐蝕從而將其去除。因?yàn)樵谏L(zhǎng)氧化物薄膜7的過(guò)程中，發(fā)生的氧化反應(yīng)會(huì)消耗溝槽的含有缺陷或雜質(zhì)的表面，那么在后續(xù)去除氧化硅薄膜7的同時(shí)，也將該溝槽表面的缺陷或雜質(zhì)去除，在溝槽上形成一個(gè)新的表面。采用化學(xué)藥劑去除溝槽內(nèi)的氧化物薄膜7優(yōu)點(diǎn)是，不會(huì)在溝槽表面上形成新的缺陷比如位錯(cuò)等。 步驟S05 :請(qǐng)參閱圖5，在上述處理過(guò)的無(wú)缺陷的溝槽表面外延生長(zhǎng)嵌入式鍺硅層8，形成PMOS壓應(yīng)力導(dǎo)電溝道，提高了空穴遷移率。本專(zhuān)利技術(shù)提供，在預(yù)清洗過(guò)程中，通過(guò)在體硅I內(nèi)的溝槽表面增加氧化物薄膜7，能夠去除溝槽表面上的缺陷，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)缺陷的嵌入式鍺硅外延生長(zhǎng)，確保形成PMOS壓應(yīng)力溝道，提高器件的性能。上述描述僅是對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)范圍的任何限定，本專(zhuān)利
的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍。以上所述的僅為本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本專(zhuān)利技術(shù)的專(zhuān)利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本專(zhuān)利技術(shù)的說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本專(zhuān)利技術(shù)的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.，其特征在于，包括 步驟SOl :經(jīng)光刻和刻蝕，在體硅上形成柵極； 步驟S02 :經(jīng)光刻和刻蝕，在體硅內(nèi)形成源漏區(qū)的溝槽； 步驟S03 :清洗所述溝槽的表面，并對(duì)所述溝槽表面進(jìn)行氧化工藝，在所述溝槽表面形成氧化物薄膜； 步驟S04 :采用化學(xué)方法清潔所述經(jīng)氧化工藝處理的溝槽表面，將所述氧化物薄膜完全去除，直至所述溝槽表面完全暴露出來(lái)； 步驟S05 :在所本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種外延生長(zhǎng)鍺硅應(yīng)力層的預(yù)清洗方法，其特征在于，包括：步驟S01：經(jīng)光刻和刻蝕，在體硅上形成柵極；步驟S02：經(jīng)光刻和刻蝕，在體硅內(nèi)形成源漏區(qū)的溝槽；步驟S03：清洗所述溝槽的表面，并對(duì)所述溝槽表面進(jìn)行氧化工藝，在所述溝槽表面形成氧化物薄膜；步驟S04：采用化學(xué)方法清潔所述經(jīng)氧化工藝處理的溝槽表面，將所述氧化物薄膜完全去除，直至所述溝槽表面完全暴露出來(lái)；步驟S05：在所述溝槽表面外延生長(zhǎng)嵌入式鍺硅層。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王全，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：上海集成電路研發(fā)中心有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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