Mos晶體管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種MOS晶體管是制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有半導(dǎo)體器件制作工藝中，由于應(yīng)力可以改變硅材料的能隙和載流子迀移率，因此通過應(yīng)力來提高M(jìn)OS晶體管的性能成為越來越常用的手段。具體地，通過適當(dāng)控制應(yīng)力，可以提尚載流子(NM0S晶體管中的電子，PM0S晶體管中的空穴)遷移率，進(jìn)而提尚驅(qū)動(dòng)電流，以此極大地提高M(jìn)OS晶體管的性能。對(duì)于PMOS晶體管而言，可以采用嵌入式鍺硅技術(shù)(Embedded SiGe Technology)以在晶體管的溝道區(qū)域產(chǎn)生壓應(yīng)力，進(jìn)而提高載流子迀移率。所謂嵌入式鍺硅技術(shù)是指在半導(dǎo)體襯底的需要形成源極及漏極的區(qū)域中埋置鍺硅材料，利用硅與鍺硅(SiGe)之間的晶格失配對(duì)溝道區(qū)域產(chǎn)生壓應(yīng)力。
[0003]以兩個(gè)相鄰的PMOS晶體管共用源極或漏極為例進(jìn)行說明現(xiàn)有的PMOS晶體管的制作方法，具體如下:
[0004]參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括有源區(qū)10和與有源區(qū)10相鄰的隔離區(qū)(圖未示)。有源區(qū)10的材料為硅，隔離區(qū)的材料為氧化硅。
[0005]接著，在有源區(qū)10上形成柵極結(jié)構(gòu)11，所述柵極結(jié)構(gòu)11包括位于有源區(qū)10上的柵介質(zhì)層111和位于柵介質(zhì)層111上的柵極層112。然后，在柵極結(jié)構(gòu)11的周圍形成側(cè)墻
12ο
[0006]接著，參考圖2，以側(cè)墻12為掩膜，干法刻蝕有源區(qū)10，在側(cè)墻12兩側(cè)的有源區(qū)10內(nèi)形成碗狀凹槽13。
[0007]形成碗狀凹槽13后，采用氫氟酸清洗碗狀凹槽13內(nèi)的聚合物(圖未示)及碗狀凹槽13表面自然氧化層(主要成分為氧化硅，圖未示)。其中，聚合物是在干法刻蝕碗狀凹槽的過程中形成的。
[0008]接著，參考圖3，采用濕法腐蝕的方法繼續(xù)腐蝕碗狀凹槽13，形成sigma形凹槽14。整個(gè)濕法腐蝕的方法是暴露在空氣中的。因此，腐蝕形成sigma形凹槽14后，sigma形凹槽14的表面也會(huì)形成自然氧化層(圖未示)。用氫氟酸溶液進(jìn)行清洗以去除sigma形凹槽14表面的自然氧化層。
[0009]清洗完sigma形凹槽14表面的自然氧化層后，采用氫氣烘烤(H2 bake)的方法對(duì)sigma形凹槽表面的自然氧化層進(jìn)一步去除以及修復(fù)sigma形凹槽14的表面，以提高后續(xù)在sigma形凹槽表面14生長鍺娃層的性能。
[0010]之后，采用選擇性生長的方法在氫氣烘烤后的sigma形凹槽14內(nèi)填充滿鍺硅層。然后對(duì)鍺硅層進(jìn)行離子注入形成共源極和共漏極。該共源極或共漏極為兩個(gè)相鄰的柵極結(jié)構(gòu)11所共用。
[0011]但是，利用現(xiàn)有技術(shù)形成的PMOS晶體管的性能不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明解決的問題是利用現(xiàn)有技術(shù)形成的PMOS晶體管的性能不好。
[0013]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種MOS晶體管的制作方法，包括:
[0014]提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一有源區(qū)和與所述第一有源區(qū)相鄰的隔離區(qū)；
[0015]在所述第一有源區(qū)上形成主柵極結(jié)構(gòu)；
[0016]在所述主柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一有源區(qū)內(nèi)形成凹槽；
[0017]采用原位各向同性干法刻蝕清洗去除所述凹槽表面氧化物；
[0018]對(duì)所述原位各向同性干法刻蝕清洗后的凹槽進(jìn)行氫氣烘烤；
[0019]在所述氫氣烘烤后的凹槽內(nèi)填充滿半導(dǎo)體材料層；
[0020]對(duì)所述半導(dǎo)體材料層進(jìn)行離子注入以形成源極和漏極。
[0021]可選的，所述原位各向同性干法刻蝕清洗為SiCoNi清洗。
[0022]可選的，所述SiCoNi清洗方法包括:清洗壓力為0.01?lOOTorr，清洗偏置電壓為O?10V，清洗溫度為O?200 °C。
[0023]可選的，所述凹槽位于所述主柵極結(jié)構(gòu)和所述隔離區(qū)之間時(shí)，所述半導(dǎo)體襯底還包括第二有源區(qū)，所述隔離區(qū)同時(shí)與所述第二有源區(qū)、第一有源區(qū)相鄰，形成橫跨所述第二有源區(qū)和所述隔離區(qū)的輔助柵極結(jié)構(gòu)，所述凹槽位于所述輔助柵極結(jié)構(gòu)和所述主柵極結(jié)構(gòu)之間。
[0024]可選的，形成凹槽的步驟之后，采用原位各向同性干法刻蝕清洗方法去除凹槽表面氧化物的步驟之前，還包括濕法腐蝕部分去除所述凹槽表面氧化物。
[0025]可選的，所述濕法腐蝕的濕法腐蝕劑為氫氟酸。
[0026]可選的，所述濕法腐蝕去除的凹槽表面氧化物的量與所述SiCoNi清洗去除的凹槽表面氧化物的量之比為(2?6): (4?8)。
[0027]可選的，所述凹槽的形狀為sigma開$，所述半導(dǎo)體材料層的材料為鍺娃，所述MOS晶體管的類型為PMOS。
[0028]可選的，所述凹槽的形狀為U形，所述半導(dǎo)體材料層的材料為碳化硅，所述MOS晶體管的類型為NMOS。
[0029]可選的，所述氫氣烘烤的溫度為650?750 °C。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0031]本實(shí)施例中，原位各向同性干法刻蝕清洗工藝是在原位各向同性干法刻蝕清洗反應(yīng)腔室中進(jìn)行的，反應(yīng)過程中，該腔室需要抽真空操作。因此，能與后續(xù)的同樣需要抽真空操作的氫氣烘烤反應(yīng)腔室進(jìn)行兼容，進(jìn)而能與后續(xù)的同樣需要抽真空操作的填充半導(dǎo)體材料層的反應(yīng)腔室兼容。因此，當(dāng)晶圓從原位各向同性干法刻蝕清洗反應(yīng)腔室移動(dòng)至氫氣烘烤反應(yīng)腔室的過程中，晶圓在空氣中的暴露時(shí)間被縮短。因此，凹槽的表面的自然氧化層比現(xiàn)有技術(shù)薄很多。接著，對(duì)原位各向同性干法刻蝕清洗后的凹槽進(jìn)行氫氣烘烤，氫氣烘烤的溫度與現(xiàn)有技術(shù)相比，溫度降低很多。凹槽的各角在低溫下，鈍化程度明顯減小，從而提高后續(xù)形成的源極和漏極的性能。
【附圖說明】
[0032]圖1?圖4是采用現(xiàn)有技術(shù)的方法制作PMOS晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5是本發(fā)明具體實(shí)施例中的進(jìn)行SiCoNi清洗、氫氣烘烤和形成半導(dǎo)體材料層的反應(yīng)腔室的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6?圖9是本發(fā)明第一實(shí)施例中的制作MOS晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖10是本發(fā)明第二實(shí)施例中的第一有源區(qū)、第二有源區(qū)和隔離區(qū)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖11是圖10沿AA方向的剖面示意圖；
[0037]圖12?圖15是本發(fā)明在第二實(shí)施例中采用第一實(shí)施例方法制作具有特定位置的MOS晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖16?圖18是本發(fā)明采用第二實(shí)施例方法制作具有特定位置的MOS晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]利用現(xiàn)有技術(shù)形成的PMOS晶體管的性能不好的原因如下:
[0040]參考圖3，現(xiàn)有技術(shù)中，形成sigma形凹槽14后，將包含有該sigma形凹槽14的晶圓放入含有氫氟酸的酸槽中進(jìn)行清洗。清洗去除sigma形凹槽14表面的自然氧化層后。再將包含有該sigma形凹槽的晶圓轉(zhuǎn)移至能被抽真空的氫氣烘烤反應(yīng)腔室中進(jìn)行氫氣烘烤步驟。
[0041 ]由于含有氫氟酸的酸槽被抽真空后，氫氟酸會(huì)揮發(fā)。所以，含有氫氟酸的酸槽無法置于真空條件下。也就是說，酸槽不能與能被抽真空的氫氣烘烤反應(yīng)腔室進(jìn)行兼容，以縮短晶圓在空氣中的暴露時(shí)間。因此，即使用氫氟酸去除sigma形凹槽14表面的自然氧化層后，在將晶圓從酸槽移至氫氣烘烤反應(yīng)腔室的過程中，sigma