一种锗硅硼外延层生长方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103000499A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103000499A(43)申请公布日2013.03.27(21)申请号201110271930.7(22)申请日2011.09.14(71)申请人中芯国际集成电路制造（上海）有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号(72)发明人禹国宾涂火金何永根(74)专利代理机构北京德琦知识产权代理有限公司11018代理人牛峥王丽琴(51)Int.Cl.H01L21/20(2006.01)H01L21/336(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图55页(54)发明名称一种锗硅硼外延层生长方法(57)摘要本发明公开了一种锗硅硼外延层生长方法，在选择性外延生长的SiGeB外延层或当SiGe种子层存在时选择性外延生长SiGe种子层之前，先选择性外延生长SiGe基础层，然后对所生长的SiGe基础层采用干法刻蚀后，刻蚀掉沟槽底部的SiGe基础层，留下沟槽侧壁的SiGe基础层，然后再在此结构上，按照现有工艺进行选择性外延生长的SiGeB外延层的生长过程。这样，提高了所生长的锗硅外延层性能。CN10349ACN103000499A权利要求书1/1页1.一种锗硅硼外延层生长方法，该方法包括：对提供的晶片进行选择性外延生长的预处理；在所述晶片的硅衬底表面的源、漏极区域刻蚀凹槽后，在凹槽表面生长锗硅SiGe基础层；采用干法刻蚀在凹槽表面生长SiGe基础层，使得凹槽201底部的SiGe基础层被刻蚀掉，凹槽侧壁的SiGe基础层留下；在沟槽内选择性生长锗硅硼外延层，填充硅衬底的凹槽；在锗硅硼外延层上生长盖层。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锗硅SiGe基础层中锗的含量为5％～30％。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹槽侧壁的SiGe基础层留下的厚度为5埃到50埃。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锗硅外延层的锗的含量为5％～35％。5.如权利要求1～4任一所述的方法，其特征在于，所述锗硅硼外延层采用原位B掺杂形成SiGeB外延层，B的浓度为1E19到1E23原子每立方厘米。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在沟槽内选择性生长锗硅外延层之前，还包括：在凹槽内生长SiGe种子层；所述沟槽内选择性生长锗硅外延层是在凹槽内的SiGe种子层表面生长的。2CN103000499A说明书1/5页一种锗硅硼外延层生长方法技术领域[0001]本发明涉及半导体器件的制作技术，特别涉及一种锗硅硼外延层生长方法。背景技术[0002]目前，半导体制造工业主要在硅衬底的晶片(wafer)器件面上生长器件，例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-OxideSemiconductorFieldEffectTransistor，MOSFET)器件结构包括有源区、源极、漏极和栅极，其中，所述有源区位于半导体硅衬底中，所述栅极位于有源区上方，所述栅极两侧的有源区中进行离子注入形成源极和漏极，栅极下方具有导电沟道，所述栅极和导电沟道之间有栅极电介质层。根据离子注入的不同类型，空穴型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOS)和电子型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOS)。[0003]多年以来，沿着摩尔定律提供的途径，人们一直采用对MOSFET进行等比例微缩来增加器件速度，然而随着MOSFET尺寸的缩小，常规的等比例微缩方法遇到了以短沟道效应为核心的一系列问题。例如，电源电压的等比例缩小在降低动态功耗的同时如何增大驱动电流(Idsat)密度的问题，因此如何提高载流子迁移率成为保持MOSFET性能的关键。[0004]由于无应变的硅衬底中空穴的平均迁移率比电子低三倍，所以提高PMOS导电沟道内的空穴迁移率成为关注的焦点。[0005]近年来，应变工程技术(strainengineering)被认为是一个将摩尔定律延伸的关键技术之一。所谓应变技术，即通过引入局部单向拉伸或压缩型应力到MOSFET的导电沟道，提升MOSFET的导电沟道内载流子迁移率，从而在栅极电介质层厚度变薄或保持不变的情况下使驱动电流大幅增长，最终提高MOSFET的器件性能。对硅衬底中的导电沟道而言，能够产生局部单向应变的可用结构有SiGeB和SiyC1-yB，必须针对PMOS和NMOS分别设计局部单向应变的结构。其中，对PMOS引入压缩型应力增加空穴的迁移率称为局部单向压缩型应变，而对NMOS引入拉伸型应力提高电子的迁移率称为局部单向拉伸性应变。[0006]目前得到应用的应变工程技术主要有：沉积拉伸或压缩型应力的氮化硅(SiN)覆盖层；在浅沟槽隔离(STI)和金属化前电介质(PMD)结构中增加拉伸或压缩型应力的氧化物层，以及锗硅硼(SiGeB)外