一种改善磷硅生长连续性的方法技术

本发明专利技术提供一种改善磷硅生长连续性的方法，提供半导体结构，半导体结构包括硅层

【技术实现步骤摘要】
一种改善磷硅生长连续性的方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及改善磷硅生长连续性的方法
。

技术介绍

[0002]随着集成电路行业遵循摩尔定律不断地向更小尺寸发展，所需要的加工工艺也在更新和发展
。
当芯片工艺的技术节点降低到
20nm
以下时，仅仅依靠提高沟道掺杂浓度
、
降低源漏结深和减薄栅极氧化层厚度等技术来改善平面晶体管的短沟道效应遭遇了瓶颈，器件亚阈值电流成为阻碍工艺发展的主要因素
。
针对以上问题，
1998
年，胡正明教授及其团队提出鳍式场效应晶体管
(FinFET)
，栅极三面包裹沟道的结构增强了栅极对沟道的控制能力，可以有效的抑制短沟道效应
。
同时，为了提高器件的运行速度和降低源漏电阻，在源漏区域引入了不同的外延生长层，利用外延层对沟道的应力作用提高载流子运动速度，并通过掺杂的方式提高载流子浓度
。
其中，
PMOS
常用的是掺杂
B
元素的
SiGe
外延层，
NMOS
则是掺杂
P
元素的
Si
外延层，简称为
SiP
外延层
。
在
SiP
外延层生长过程中，由于界面处存在碳
、
氟以及刻蚀残留的团聚物
、
颗粒等，导致
SiP
第一层种子层生长不连续，影响
NMOS
的性能
。
为了解决此问题，在
SiP
外延层生长之前，通常会对
SiP
沟槽区进行清洗处理，可以有效地去除表面污染物
。
传统的清洗工艺采用硫酸双氧水混合溶液强烈的氧化作用直接去除刻蚀残留的聚合物，这种方式在实际应用中对表面沾污清理并不彻底，导致第一层
SiP
生长不连续
。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种改善磷硅生长连续性的方法，用于解决现有技术中
SiP
外延层生长过程中不连续从而影响
NMOS
器件的性能的问题
。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种改善磷硅生长连续性的方法，至少包括：
[0005]步骤一
、
提供半导体结构，所述半导体结构包括硅层
、
位于所述硅层上相互间隔的栅极结构；所述栅极结构两侧的硅层区域为源漏区；
[0006]步骤二
、
刻蚀所述源漏区的硅层形成凹槽；所述凹槽表面附着有刻蚀后的污染物；
[0007]步骤三
、
对所述凹槽进行预清洗以去除所述凹槽表面的污染物；所述预清洗包括：
(a)
先对所述凹槽表面进行氧化形成牺牲氧化层；
(b)
去除所述牺牲氧化层以去除所述凹槽表面的污染物；
[0008]步骤四
、
在预清洗后的所述凹槽表面形成
SiP
外延层
。
[0009]优选地，步骤一中的所述栅极结构包括：栅极叠层和依附于所述栅极叠层侧壁的侧墙；所述栅极叠层包括：多晶硅结构和位于所述多晶硅结构上的掩膜层
、
位于所述掩膜层上的氧化硅硬掩膜层；所述侧墙包括第一至第三侧墙；其中第一侧墙依附于所述栅极叠层的侧壁，所述第二侧墙依附于所述第一侧墙；所述第三侧墙依附于所述第二侧墙
。
[0010]优选地，步骤一中的所述第三侧墙为
SiN。
[0011]优选地，步骤二中的所述凹槽用于形成外延层
。
[0012]优选地，步骤一中的所述栅极结构作为
NMOS
器件结构的栅极结构
。
[0013]优选地，步骤二中依次通过光刻和刻蚀形成所述凹槽
。
[0014]优选地，步骤三中所述凹槽表面的污染物包括含碳
、
氟的污染物以及刻蚀残留的团聚物
。
[0015]优选地，步骤三中利用臭氧对所述凹槽表面进行氧化形成所述牺牲氧化层
。
[0016]优选地，步骤三中通过稀氢氟酸溶液去除所述牺牲氧化层以去除所述凹槽表面的污染物
。
[0017]优选地，还包括步骤五
、
去除所述第三侧墙
。
[0018]如上所述，本专利技术的改善磷硅生长连续性的方法，具有以下有益效果：本专利技术通过引入臭氧和氢氟酸清洗工艺，即利用臭氧的氧化作用形成牺牲氧化层，再通过稀氢氟酸溶液去除氧化层来达到获得清洁表面的目的，可以更彻底地清除表面沾污，促进第一层
SiP
生长连续，有效改善
NMOS
的电学性能
。
附图说明
[0019]图1显示为本专利技术中的半导体结构刻蚀形成凹槽的结构示意图；
[0020]图2显示为本专利技术中去除污染物后的凹槽在半导体结构中的示意图；
[0021]图3显示为本专利技术中在凹槽表面形成
SiP
外延层的结构示意图；
[0022]图4显示为本专利技术的改善磷硅生长连续性的方法流程图
。
具体实施方式
[0023]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效
。
本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变
。
[0024]请参阅图1至于图
4。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目
、
形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态
、
数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂
。
[0025]本专利技术提供一种改善磷硅生长连续性的方法，如图4所示，图4显示为本专利技术的改善磷硅生长连续性的方法流程图，该方法至少包括以下步骤：
[0026]步骤一
、
提供半导体结构，所述半导体结构包括硅层
、
位于所述硅层上相互间隔的栅极结构；所述栅极结构两侧的硅层区域为源漏区；
[0027]本专利技术进一步地，本实施例的步骤一中的所述栅极结构包括：栅极叠层和依附于所述栅极叠层侧壁的侧墙；所述栅极叠层包括：多晶硅结构和位于所述多晶硅结构上的掩膜层
、
位于所述掩膜层上的氧化硅硬掩膜层；所述侧墙包括第一至第三侧墙；其中第一侧墙依附于所述栅极叠层的侧壁，所述第二侧墙依附于所述第一侧墙；所述第三侧墙依附于所述第二侧墙
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改善磷硅生长连续性的方法，其特征在于，至少包括：步骤一
、
提供半导体结构，所述半导体结构包括硅层
、
位于所述硅层上相互间隔的栅极结构；所述栅极结构两侧的硅层区域为源漏区；步骤二
、
刻蚀所述源漏区的硅层形成凹槽，所述凹槽表面附着有刻蚀后的污染物；步骤三
、
对所述凹槽进行预清洗以去除所述凹槽表面的污染物；所述预清洗包括：
(a)
先对所述凹槽表面进行氧化形成牺牲氧化层；
(b)
去除所述牺牲氧化层以去除所述凹槽表面的污染物；步骤四
、
在预清洗后的所述凹槽表面形成
SiP
外延层
。2.
根据权利要求1所述的改善磷硅生长连续性的方法，其特征在于：步骤一中的所述栅极结构包括：栅极叠层和依附于所述栅极叠层侧壁的侧墙；所述栅极叠层包括：多晶硅结构和位于所述多晶硅结构上的掩膜层
、
位于所述掩膜层上的氧化硅硬掩膜层；所述侧墙包括第一至第三侧墙；其中第一侧墙依附于所述栅极叠层的侧壁，所述第二侧墙依附于所述第一侧墙；所述第三侧墙依附于所述第二侧墙
。3.
根据权利要求2所述的改...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶芬芬，段一鸣，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：