專利名稱:應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法,特別是涉及一種具有較佳載流子遷移率的應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)今半導(dǎo)體元件朝向微型化的尺寸發(fā)展,晶體管中柵極、源極、漏極的尺寸也隨著特征尺寸的減小而跟著不斷地縮小。但由于材料先天物理性質(zhì)的限制,柵極、源極、漏極的尺寸減小會(huì)造成晶體管元件中決定電流大小的載流子量減少,進(jìn)而影響晶體管的效能。因此,提升載流子遷移率以增加晶體管的速度已成為目前半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中的一大課題。為了增加載流子遷移率,目前現(xiàn)有的技術(shù)手段之一為形成應(yīng)變硅通道。應(yīng)變硅通道技術(shù)可在不改變柵極寬度的情況下增加電子團(tuán)和空穴團(tuán)的遷移率,進(jìn)而改進(jìn)其晶體管的運(yùn)作速度。此作法不須增加電路制造或設(shè)計(jì)的復(fù)雜度即可改善半導(dǎo)體元件的效能,故為業(yè)界廣為采用。在目前實(shí)作中,形成應(yīng)變娃通道的方法之一即為使用選擇性外延成長(zhǎng)(selectiveepitaxial growth, SEG)技術(shù)于一基底形成一晶格排列與基底相同的外延層來(lái)作為應(yīng)力源。該些外延材會(huì)具有與硅基底不同的晶格常數(shù),故會(huì)對(duì)鄰近硅通道的晶格造成應(yīng)力,進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)變硅通道,達(dá)成遷移率提升的效果。舉例言之,對(duì)以空穴(h+)作為通道載流子的PMOS晶體管而言,其硅基底上的源極/漏極區(qū)域可以形成一硅鍺(SiGe)外延層。由于硅鍺外延的晶格常數(shù)本質(zhì)上比硅還大,故該硅鍺外延層會(huì)對(duì)鄰近通道的晶格造成應(yīng)力,進(jìn)而形成一壓縮性的應(yīng)變通道(compressivestrained channel)。該壓縮性應(yīng)變通道的能帶結(jié)構(gòu)有利于空穴的遷移,故可增加PMOS元件作動(dòng)的速度。同樣地,對(duì)以電子(e_)作為載流子的NMOS晶體管而言,其硅基底上的源極/漏極區(qū)域可以形成一碳化硅(SiC)外延層。由于碳化硅外延的晶格常數(shù)本質(zhì)上比硅還小,故該碳化硅外延層會(huì)對(duì)鄰近通道的晶格造成應(yīng)力,進(jìn)而形成一伸張性的應(yīng)變通道(tensilestrained channel)。該伸張性應(yīng)變通道的能帶結(jié)構(gòu)有利于電子的遷移,故可增加NMOS元件作動(dòng)的速度?,F(xiàn)在請(qǐng)參照?qǐng)D1,其為先前技術(shù)中一使用應(yīng)變硅通道技術(shù)的CMOS晶體管結(jié)構(gòu)的截面示意圖。如圖所示,一般的CMOS晶體管結(jié)構(gòu)100中會(huì)具有一 PMOS區(qū)域102與一 NMOS區(qū)域104,其間以一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI) 105來(lái)分隔。該P(yáng)MOS區(qū)域102與NMOS區(qū)域104中除了會(huì)具有一般現(xiàn)有的柵極106、源極/漏極區(qū)域(未示出)、間隙壁108等結(jié)構(gòu)外,其源極/漏極區(qū)域中還會(huì)另外形成有凹槽110,以供對(duì)應(yīng)的應(yīng)力材(如SiGe或SiC)填入形成外延層112。形成在凹槽110中的外延層112會(huì)對(duì)PMOS區(qū)域102與NMOS區(qū)域104中源極/漏極間的硅通道區(qū)域114分別施加不同態(tài)樣的應(yīng)力,因而形成應(yīng)變硅通道,達(dá)成遷移率提升的效果。
目前業(yè)界仍在致力于研究如何去提升半導(dǎo)體元件中的載流子遷移率以及其電性表現(xiàn),以因應(yīng)未來(lái)半導(dǎo)體元件尺寸越來(lái)越小的趨勢(shì)。對(duì)此,就現(xiàn)有以應(yīng)變硅通道為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體技術(shù)而言,如何改良其結(jié)構(gòu)以進(jìn)一步提升其電性表現(xiàn)是為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人士今后研究的重要課題。
發(fā)明內(nèi)容
為了進(jìn)一步提升應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的效能表現(xiàn),本發(fā)明提出了一種改良的應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法,以此方法所制作出的應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)由于其作為應(yīng)力源的外延層較接近硅通道區(qū)域之故,其會(huì)具有較佳的載流子遷移率本發(fā)明的目的之一在于提供一種應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),該應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含一具有一上表面的基底、一設(shè)于該上表面的柵極結(jié)構(gòu)、至少一形成于該柵極結(jié)構(gòu)側(cè)邊基底中的凹槽,其中該凹槽具有至少一側(cè)壁,該側(cè)壁更具有一上側(cè)壁面與一下側(cè)壁面向該柵極結(jié)構(gòu)方向凹入且該上側(cè)壁面與水平面呈一介于54.5° 90°之間的夾角、以及一外延層填滿該凹槽作為應(yīng)力源。本發(fā)明的另一目的在于一種制作應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其步驟包含提供一基底、在該基底上形成至少一柵極結(jié)構(gòu)、進(jìn)行一蝕刻制作工藝以于該柵極結(jié)構(gòu)側(cè)邊的該基底中形成至少一凹槽、進(jìn)行一溫度介于700°c 1000°C的預(yù)烤制作工藝、以及進(jìn)行一外延成長(zhǎng)制作工藝以于該凹槽內(nèi)形成外延層作為應(yīng)力源。無(wú)疑地,本發(fā)明的這類目的與其他目的在閱者讀過(guò)下文以多種圖示與繪圖來(lái)描述的較佳實(shí)施例細(xì)節(jié)說(shuō)明后將變得更為顯見(jiàn)。
本說(shuō)明書(shū)含有附圖并于文中構(gòu)成了本說(shuō)明書(shū)的一部分,俾使閱者對(duì)本發(fā)明實(shí)施例有進(jìn)一步的了解。該些圖示描繪了本發(fā)明一些實(shí)施例并連同本文描述一起說(shuō)明了其原理。在該些圖示中:圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一使用應(yīng)變娃通道技術(shù)的CMOS晶體管結(jié)構(gòu)的截面不意圖;圖2至圖8為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例一應(yīng)變硅半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法的流程示意圖;圖9為根據(jù)本發(fā)明方法未經(jīng)過(guò)預(yù)烤處理的應(yīng)變硅通道凹槽結(jié)構(gòu)的部分截面放大示意圖;圖10為根據(jù)本發(fā)明方法經(jīng)過(guò)預(yù)烤處理的應(yīng)變硅通道凹槽結(jié)構(gòu)的部分截面放大示意圖。需注意本說(shuō)明書(shū)中的所有圖示皆為圖例性質(zhì)。為了清楚與方便圖示說(shuō)明之故,圖示中的各部件在尺寸與比例上可能會(huì)被夸大或縮小地呈現(xiàn)。圖中相同的參考符號(hào)一般而言會(huì)用來(lái)標(biāo)示修改后或不同實(shí)施例中對(duì)應(yīng)或類似的特征。主要元件符號(hào)說(shuō)明10 基底IOa 通道區(qū)域12 柵極結(jié)構(gòu)
14柵極導(dǎo)電層16柵極介電層18間隙壁20犧牲材料層20a部分20b部分22犧牲間隙壁24凹槽24a凹面26凹槽26a銳角( 而點(diǎn))26b上壁面26c下壁面28凹槽 28a端點(diǎn)28b上壁面28c下壁面30外延層30a上表面32a源極32b漏極100CMOS晶體管結(jié)構(gòu)102PMOS 區(qū)域104NMOS 區(qū)域106淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)108間隙壁110凹槽112外延層114通道區(qū)域
具體實(shí)施例方式圖2至圖8為根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例所繪示應(yīng)變硅半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法的流程示意圖,文中將依序參照該些圖示來(lái)說(shuō)明本發(fā)明應(yīng)變硅半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作流程。為了方便說(shuō)明之故,各圖示中定義了一與基底10面平行的水平方向H以及一與基底10面垂直的垂直方向V。首先,請(qǐng)參照?qǐng)D2,方法中會(huì)提供一基底10,該基底10可為一半導(dǎo)體基底,其包含但不限定于一硅晶片或是一絕緣材上覆硅(SOI)等基底。基底10上設(shè)置有多個(gè)柵極結(jié)構(gòu)
12。每一柵極結(jié)構(gòu)12包含了一柵極導(dǎo)電層14、一設(shè)置在基底10表面和柵極導(dǎo)電層14之間的柵極介電層16、一設(shè)置在柵極導(dǎo)電層14周圍側(cè)壁上的間隙壁(spacer) 18,該間隙壁18與柵極導(dǎo)電層14及基底10之間可選擇性的形成一襯墊層(liner)。在本實(shí)施例中,柵極介電層16可由二氧化硅材質(zhì)或高介電常數(shù)(high-k)介電層構(gòu)成,間隙壁18可由硅氧層或氮化硅層等單一材料層或復(fù)合材料層所構(gòu)成,而柵極導(dǎo)電層14則可以摻雜過(guò)的多晶硅、金屬硅化物或是金屬等導(dǎo)體所構(gòu)成。為簡(jiǎn)明及避免模糊本發(fā)明重點(diǎn)之故,下文中將不再對(duì)上述已現(xiàn)有的柵極結(jié)構(gòu)12各部件作進(jìn)一步詳細(xì)的結(jié)構(gòu)性或功能性描述。在本發(fā)明其他的實(shí)施例中,柵極結(jié)構(gòu)12也可整合于前柵極(gate-first)制作工藝或后(gate-last)柵極制作工藝,其中后柵極制作工藝更可為一前置高介電常數(shù)介電層的后柵極制作工藝或一后置高介電常數(shù)介電層的后柵極制作工藝。此些常用晶體管制作工藝的步驟不再此贅述。如圖2所示,柵極結(jié)構(gòu)12形成后,一犧牲材料層20會(huì)順著基底10面的起伏毯覆沉積在基底10與柵極結(jié)構(gòu)12上。犧牲材料層20直接沉積在基底10面上的部分20a可能相對(duì)較薄,而沉積在間隙壁18面上的部分20b可能相對(duì)較厚。如此犧牲材料層20后續(xù)經(jīng)過(guò)特定處理后,其可形成吾人所欲的圖形以作為蝕刻掩模之用,此節(jié)將于后述實(shí)施例中將有細(xì)節(jié)說(shuō)明。接著請(qǐng)參照?qǐng)D3,在犧牲材料層20形成后,方法中會(huì)對(duì)整個(gè)基底10進(jìn)行一第一干蝕刻制作工藝。此干蝕刻制作工藝會(huì)將前述直接覆蓋在基底10表面的犧牲材料層部位20a去除,而覆蓋在間隙壁18表面的犧牲材料層20部位20b會(huì)被蝕刻至剩下一薄層(后文中稱之為犧牲間隙壁22)。該殘留的犧牲間隙壁22將在后續(xù)的蝕刻制作工藝中扮演蝕刻掩模的角色。接著請(qǐng)參照?qǐng)D4,在形成上述犧牲間隙壁22后,之后流程中將再以犧牲間隙壁22為蝕刻掩模,對(duì)整個(gè)基底10進(jìn)行一第一蝕刻制作工藝。該第一蝕刻制作工藝可包含一第一干蝕刻制作工藝與一第一濕蝕刻制作工藝,其中第一干蝕刻制作工藝主要向下蝕刻,而該第一濕蝕刻制作工藝則包含了向下蝕刻與側(cè)向蝕刻。該第一干蝕刻制作工藝是使用以六氟化硫?yàn)橹?SF6-base)的蝕刻劑或是以三氟化氮為主(NF3_base)的蝕刻劑,其對(duì)于基底10的材質(zhì)具有蝕刻選擇性,故會(huì)在基底10中蝕刻出凹槽24結(jié)構(gòu)。再者,在上述第一濕蝕刻過(guò)程中,蝕刻劑會(huì)同時(shí)向基底10的水平方向H和垂直方向V蝕刻,且其于水平方向H的蝕刻速率較的垂直方向V為快,故會(huì)在基底10中形成往柵極方向凹入的凹面24a特征。接著請(qǐng)參照?qǐng)D5,在形成上述第一干蝕刻凹槽24后,流程中會(huì)再進(jìn)行一道第二濕蝕刻制作工藝。該第二濕蝕刻制作工藝是使用以氨水(NH4OH)為主的蝕刻劑或是以氫氧化四甲基銨(TMAH)為主的蝕刻劑,其對(duì)于基底10的材質(zhì)具有蝕刻選擇性,故會(huì)繼續(xù)對(duì)前述所形成的第一干蝕刻凹槽24的壁面作進(jìn)一步的蝕刻。再者,由于該些蝕刻劑會(huì)沿著硅基底10的結(jié)晶面(110)和(111)進(jìn)行蝕刻,故第一干蝕刻凹槽24受此第二濕蝕刻制作工藝后會(huì)轉(zhuǎn)變成具有特定蝕刻特征面(圖中以上側(cè)壁面26b及下側(cè)壁面26c來(lái)表示)的鉆石形凹槽26,此鉆石形凹槽26的側(cè)壁上會(huì)具有由蝕刻特征面所交會(huì)出的銳角(或端點(diǎn))26a。接著請(qǐng)參照?qǐng)D6,在完成前述鉆石形凹槽26的制作后,本實(shí)施例即對(duì)整個(gè)基底10進(jìn)行一預(yù)烤制作工藝(pre-bake),該預(yù)烤制作工藝會(huì)造成鉆石形凹槽26側(cè)壁的原子重新擴(kuò)散排列,進(jìn)而使原本凹槽26側(cè)壁的銳角26a鈍化,亦即使銳角26a的角度變大,進(jìn)而使凹槽26的形狀從原先的鉆石形變成如圖所示具有較和緩壁面29的類鉆石形凹槽28。在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中,該預(yù)烤制作工藝的參數(shù)設(shè)定在溫度介于700°C 1000°C之間、壓力為10托耳(torr)以下至數(shù)百托耳的含H2環(huán)境中,其施作時(shí)間可能介于數(shù)秒到數(shù)分鐘不等。上述類鉆石形凹槽28的細(xì)部結(jié)構(gòu)將于后述實(shí)施例中有進(jìn)一步詳細(xì)的描述。在流程的最后,請(qǐng)參照?qǐng)D7,方法中會(huì)采用一選擇性外延制作工藝(SEG)在前述的類鉆石形凹槽28中長(zhǎng)出外延層30。外延層30作為應(yīng)變硅通道的應(yīng)力源,其上表面30a最好高于基底10面,以增強(qiáng)其應(yīng)力效果。在本實(shí)施例中,外延層30的材質(zhì)可為硅鍺(SiGeJiPMOS晶體管而言)或碳化硅(SiC,對(duì)NMOS晶體管而言),其會(huì)對(duì)鄰近的硅通道區(qū)域IOa造成應(yīng)力,進(jìn)而達(dá)成提升載流子遷移率的效果。須注意本步驟的外延制作工藝可與先前的預(yù)烤制作工藝在同一外延腔體中進(jìn)行,其通過(guò)該外延腔體加熱達(dá)成預(yù)烤動(dòng)作后即可接續(xù)進(jìn)行外延的成長(zhǎng)。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例中,如圖8所示,其可選擇性地再對(duì)前述形成的外延層30進(jìn)行一離子植入制作工藝,該植入制作工藝是利用光致抗蝕劑(未圖示)以及柵極結(jié)構(gòu)12作為注入掩模,將N型摻質(zhì)(如磷、砷或銻)、P型摻質(zhì)(如硼、二氟化硼)并混合其他共同摻質(zhì)(如碳、氮、氟、鍺、硅)分別植入相對(duì)應(yīng)的NMOS或PMOS的外延層30中,以在柵極結(jié)構(gòu)12側(cè)邊的外延層30中定義出源極/漏極區(qū)域32a/32b,完成晶體管整體架構(gòu)。須注意在本發(fā)明其他實(shí)施例中,該形成源極/漏極區(qū)域的步驟也可在蝕刻凹槽之前或是伴隨外延層的選擇性外延制作工藝(SEG) —起進(jìn)行,端視其所要制作工藝所需而定。而在又一其他的實(shí)施例中,在進(jìn)行上述離子植入制作工藝定義源極/漏極區(qū)域32a/32b前,柵極結(jié)構(gòu)12上可選擇性地形成其他額外的間隙壁(未圖示),以定義所要形成的源極/漏極區(qū)域32a/32b的大小。此外,先前步驟中所形成的犧牲間隙壁22也可通過(guò)一額外的蝕刻制作工藝來(lái)加以拔除。根據(jù)不同的實(shí)施例,此犧牲間隙壁22也可保留下來(lái)作為間隙壁之用。現(xiàn)在請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D9與圖10,其分別為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例方法中未經(jīng)過(guò)預(yù)烤處理與經(jīng)過(guò)預(yù)烤處理所形成的應(yīng)變硅通道凹槽結(jié)構(gòu)的部分截面放大示意圖。如圖9所示,未經(jīng)過(guò)預(yù)烤處理的凹槽26由于其形成時(shí)蝕刻劑沿著硅基底10特定晶向蝕刻之故,其截面會(huì)呈現(xiàn)出完美的鉆石形狀。更具體言之,凹槽26由至少一側(cè)壁及一底面27所構(gòu)成。在本發(fā)明中由于側(cè)向蝕刻之故,該側(cè)壁位于柵極結(jié)構(gòu)12的間隙壁18下方,其中上側(cè)壁面26b會(huì)與間隙壁18下方的基底10面交會(huì)(如圖中A點(diǎn)所示),而下側(cè)壁面26c與底面27的交會(huì)端(如圖中B點(diǎn)所示)則可能位于或不位于間隙壁18的下方。在實(shí)施例中,該每一側(cè)壁更具有一上側(cè)壁面26b與一下側(cè)壁面26c (即前述的蝕刻特征面)向柵極結(jié)構(gòu)12方向延伸凹入并在一交會(huì)端(或稱為端點(diǎn))26a交會(huì)。如圖所不,鉆石形凹槽26的上側(cè)壁面26b會(huì)與基底水平面呈一固定的54.5°夾角Θ1Ι5在本實(shí)施例中,上側(cè)壁面26b與基底面的交會(huì)點(diǎn)A至柵極導(dǎo)電層14的水平距離定義為Cl1,而端點(diǎn)26a與基底10面的垂直距離則以d2來(lái)代表。上述距離Cl1與d2關(guān)系到之后生成的外延層所產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)硅通道的影響程度。如以32納米(nm)柵極線寬的半導(dǎo)體元件實(shí)作為例,未經(jīng)預(yù)烤處理的凹槽26結(jié)構(gòu)中會(huì)具有約130埃(人)的Cl1距離以及約200 A的d2距離?,F(xiàn)在請(qǐng)參照?qǐng)D10,本實(shí)施例的凹槽26在經(jīng)過(guò)一高溫、低壓的預(yù)烤處理后其形狀會(huì)轉(zhuǎn)變成如圖中所示凹槽28的類鉆石形狀,其具有一較和緩壁面(意即上壁面28b下壁面28c夾角較大)向柵極結(jié)構(gòu)12方向凹入并延伸至間隙壁的下方,而更接近硅通道區(qū)域10a。在一實(shí)作中,樣品經(jīng)過(guò)800°C的預(yù)烤處理后,其上側(cè)壁面28b與基底水平面所呈的夾角Θ 2變?yōu)?5°,而上壁面28b與基底面的交會(huì)點(diǎn)至柵極導(dǎo)電層14的水平距離D1則縮短為70A,端點(diǎn)28a與基底10面的垂直距離D2則縮短為172A,此凹槽形狀的改變約能提升4%的載流子遷移率。上述數(shù)據(jù)即表示出凹槽在經(jīng)過(guò)預(yù)烤處理后其側(cè)壁會(huì)更接近硅通道區(qū)域(D1與D2變小),因而使后續(xù)形成于凹槽中的外延層能施加給通道區(qū)域更多的應(yīng)力,達(dá)成更佳的應(yīng)變硅通道效果。需注意本發(fā)明中最終凹槽的形狀會(huì)隨著不同的預(yù)烤制作工藝條件而改變。一般而言,該預(yù)烤制作工藝的溫度控制在溫度介于700°C 1000°C之間、壓力為IOtorr以下至數(shù)百torr不等的H2環(huán)境中,其施作時(shí)間可能介于數(shù)秒到數(shù)分鐘不等。而之后所產(chǎn)生的類鉆石形凹槽結(jié)構(gòu)其上壁面與水平面的夾角θ2則介于54.5° 90°之間,其中以介于75° 90°之間為佳。在35nm的柵極線寬設(shè)計(jì)下,該D1小于130 Α,而該D2小于200 Α。本領(lǐng)域的技術(shù)人士將可輕易了解到在維持本發(fā)明教示的前提下,本發(fā)明的元件與方法可加以修改或變形成多種態(tài)樣。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾,皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),包含: 基底,其具有上表面; 柵極結(jié)構(gòu),其設(shè)于該上表面; 至少一凹槽,分別形成于該柵極結(jié)構(gòu)側(cè)邊的該基底中,其中該凹槽具有至少一側(cè)壁,該側(cè)壁還具有上側(cè)壁面與下側(cè)壁面向該柵極結(jié)構(gòu)方向凹入且該上側(cè)壁面與水平面呈一介于54.5° 90°之間的夾角;以及 外延層,填滿該凹槽。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),其中該柵極結(jié)構(gòu)的周圍設(shè)有間隙壁,該上側(cè)壁面位于該間隙壁下方。
3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),其中該凹槽的截面形狀呈類鉆石形。
4.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),其中該夾角介于75° 90°之間。
5.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),其中該上壁面與下壁面的交會(huì)端到該基底上表面的垂直距離小于200A。
6.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),其中該凹槽上壁面與該基底上表面的交會(huì)端到該柵極結(jié)構(gòu)的水平距離小于130A?!?br>
7.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),其中該外延層的材質(zhì)為硅鍺(SiGe)或碳化硅(SiC)。
8.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),其中該外延層作為應(yīng)變硅通道的應(yīng)力源。
9.一種制作應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,包含有: 提供一基底; 在該基底上形成至少一柵極結(jié)構(gòu); 進(jìn)行一蝕刻制作工藝,以于該柵極結(jié)構(gòu)側(cè)邊的該基底中形成至少一凹槽; 進(jìn)行一溫度介于700°C 1000°C的預(yù)烤制作工藝;以及 進(jìn)行一外延成長(zhǎng)制作工藝以于該凹槽內(nèi)形成外延層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法,其中該進(jìn)行一蝕刻制作工藝的步驟包含進(jìn)行一第一濕蝕刻制作工藝以同時(shí)向該基底的水平方向和垂直方向蝕刻出一第一凹槽。
11.如權(quán)利要求9所述的方法,其中該進(jìn)行一蝕刻制作工藝的步驟包含進(jìn)行一第一干蝕刻制作工藝,該第一干蝕刻制作工藝是使用以六氟化硫?yàn)橹?SF6-base)的蝕刻劑或是以三氟化氮為主(NF3_base)的蝕刻劑。
12.如權(quán)利要求9所述的方法,還包含在該蝕刻制作工藝之后再進(jìn)行一第二濕蝕刻制作工藝進(jìn)一步蝕刻該第一凹槽,以形成一鉆石形的第二凹槽。
13.如權(quán)利要求12所述的方法,其中該第二濕蝕刻制作工藝是使用以氨水(NH4OH)為主的蝕刻劑或是以氫氧化四甲基銨(TMAH)為主的蝕刻劑。
14.如權(quán)利要求12所述的方法,其中該進(jìn)行預(yù)烤制作工藝的步驟是使該鉆石形的第二凹槽轉(zhuǎn)變成一類鉆石形的凹槽。
15.如權(quán)利要求9所述的方法,其中該每一凹槽具有上側(cè)壁面與下側(cè)壁面向該柵極結(jié)構(gòu)方向凹入且該上側(cè)壁面與水平面呈一夾角。
16.如權(quán)利要求15所述的方法,其中該進(jìn)行預(yù)烤制作工藝的步驟使該夾角變大。
17.如權(quán)利要求9所述的方法,還包含于該柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別形成源極與漏極。
18.如權(quán)利要求9所述的方·法,其中該外延層作為應(yīng)變硅通道的應(yīng)力源。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種應(yīng)變硅通道半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法,其方法包含提供一基底;在該基底上形成至少一柵極結(jié)構(gòu);進(jìn)行一蝕刻制作工藝以于該柵極結(jié)構(gòu)側(cè)邊的該基底中形成至少一凹槽,該凹槽的側(cè)壁向該柵極結(jié)構(gòu)方向凹入且與水平面呈一夾角;以及進(jìn)行一預(yù)烤制作工藝改變?cè)摪疾鄣男螤睿沟迷摪疾蹅?cè)壁與水平面所呈夾角變大。
文檔編號(hào)H01L21/8238GK103077959SQ201110328839
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者楊建倫, 郭敏郎, 廖晉毅, 簡(jiǎn)金城, 詹書(shū)儼, 吳俊元 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司