施方式中，(例如，通过等离子体蚀刻而蚀刻得到的)沟槽区域的表面被处理成基本平坦和均匀，这转换得到覆盖沟槽区域表面的硅锗材料的均匀性和规则性。
[0034]本发明的实施例大体涉及对半导体的处理工艺。根据一实施例，本发明提供了一种工艺，包括:提供衬底；定义该衬底的沟槽开口区域；执行等离子体蚀刻以在该沟槽开口区域处形成沟槽区域；使该衬底经历利用第一多种气态物质的第一外延过程以形成覆盖该沟槽区域的至少第一侧壁和底部的保护层；以及使该衬底和该保护层经历利用第二多种气态物质的第二外延过程以形成覆盖该保护层并且至少部分地位于该沟槽区域内部的填充材料。取决于实现方式，可重复该第一或第二外延过程以确保实现所期望的表面质量。衬底表面上的缺陷可通过填充材料-保护层处理而减少或消除，从而在硅衬底与高浓度的锗硅之间形成浓度梯度，此刻不良表面缺陷要少得多。在一个实施例中，形成均匀的覆盖过渡层，从而在锗硅外延的反应过程中减少了位错缺陷率。需要认识到，这些步骤中的一个或多个步骤可增加、移除、重复、替换、修改、重新安排、和/或重叠，这不应该不当地限制权利要求的范围。
[0035]通过结合图3和图4A-4D详细描述了本发明所提供的半导体处理工艺及半导体器件制备方法。图3是在本发明的一个实施例中半导体器件制备方法的简化流程图。此示图仅仅是示例，不应该不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将领会到有许多变体、替换方案、以及变型。例如，图3中一个或多个步骤可以被添加、移除、替换、重新安排、修改、和/或重叠，这并不限制权利要求的范围。图4A-图4D是根据本发明的一个实施例在半导体器件制备方法中器件结构的简化示意图。
[0036]首先，在步骤S10，提供衬底200，在衬底200上定义沟槽区域220，如图4A所示。在一实施例中，衬底200是硅衬底。衬底200并不限于硅衬底。例如，衬底200可以是硅-锗衬底或硅-碳衬底，这也在本发明的范围之内。在一实施例中，衬底200还包括附加的器件结构，诸如栅格210。沟槽区域220可通过蚀刻过程来形成。例如，执行光刻以定义所要形成的沟槽，并执行等离子体蚀刻过程以形成这些沟槽。取决于实现方式，也可使用其他类型的方法来定义沟槽区域。
[0037]在步骤S15，使用等离子体蚀刻过程来移除沟槽区域220。含有表面缺陷的沟槽表面被暴露出来。在制备沟槽区域220的过程中，沟槽区域220的表面受到损伤，从而形成不均匀的粗糙表面201，如图4A所示。例如，蚀刻过程常常会导致该损伤。例如，在等离子体蚀刻过程中，使用HCl和/或其他类型的材料来从衬底移除材料。由于衬底材料层被移除，所以新暴露出来的表面通常是不均匀的。另外，由于在蚀刻过程中使用了 HCl和/或其他类型的蚀刻剂，蚀刻剂可能作为副产品遗留在沟槽区域220的顶表面上，如上文所述。
[0038]接着，执行步骤S20。对沟槽区域220执行至少一个外延处理过程以形成保护层。取决于实现方式，可重复步骤S20。在一实施例中，可在执行步骤S20之前执行清洁步骤，以移除沟槽区域220中残留物。较优地，通过湿式工艺来清洁。
[0039]在步骤S20，使沟槽区域220的表面经历第一外延处理。例如，在沟槽区域220的表面上形成保护层221，如图4B所示。较优地，沟槽区域220的表面通过等离子体蚀刻装置来经历该第一外延处理。该等离子体蚀刻装置可直接蚀刻沟槽区域220而无须使用额外的系统或设备。例如，保护层221的厚度正常介于2nm-20nm之间，例如，2nm、4nm、10nm等等。需要理解，保护层221的厚度不限于上述范围，并且厚度在纳米量级且小于毫米量级。例如，在移除过程中，厚保护层会损伤沟槽区域220的表面。可重复保护-移除过程以平滑沟槽表面，而不形成厚保护层221。
[0040]在一具体实施例中，步骤S20中等离子体蚀刻机器的工艺条件如下:气体的流量为20sccm(标况毫升每分钟)至50sccm(诸如30sccm、40sccm)；电源功率为300w至500w(诸如400w);偏置电压为O ;以及时间为5s至15s (诸如8s、10s、以及12s)。在一实施例中，步骤S20中等离子体蚀刻机器的工艺条件如下:压力为20mt ;电源为150w ;偏置电压为O !SiH2Cl2气体的流量为lsccm ；HC1气体的流量为0.1sccm至0.5sccm ;66!14气体的流量为0.5sccm至Isccm以及温度为50°C至70°C。GeH4气体的使用可得到第一娃锗材料，该第一硅锗材料具有组分比小于20%的锗材料。需要领会，这些参数主要取决于所使用的材料和机器，并且可根据具体实现方式而修改。例如，电源功率主要取决于机器的运行效率和设置。另外，温度和压力是相关的。例如，随着温度的上升，压力趋于上升。
[0041]通过上述工艺条件可在沟槽区域220的表面上形成薄且均匀的保护层。工艺条件并不限于以上范围。本发明的实施例提供了保护层221，该保护层221形成有足以稍后用于平滑沟槽表面的厚度。在各种实施例中，保护层221在使用上述外延过程来形成时是基本平坦和均匀的。
[0042]在步骤S22，使保护层221的表面经历第二外延处理。例如，在保护层221的表面上形成填充材料层，如图4C所示。较优地，保护层221的表面通过等离子体蚀刻装置来经历该第二外延处理。该等离子体蚀刻装置可直接蚀刻保护层221而无须使用额外的系统或设备。例如，填充材料层225的厚度正常介于2nm至50nm之间，例如，2nm、10nm、20nm等等。需要理解，填充材料层225的厚度不限于上述范围，并且厚度在纳米量级且小于毫米量级。例如，在移除过程中，厚填充材料层会损伤保护层221的表面。可重复保护-移除过程以平滑保护层，而不形成厚填充材料层。
[0043]在一具体实施例中，步骤S22中等离子体蚀刻机器的工艺条件如下:气体的流量为20sccm(标况毫升每分钟)至50sccm(诸如30sccm、40sccm)；电源功率为300w至500w(诸如400w);偏置电压为O ;以及时间为5s至15s (诸如8s、10s、以及12s)。在一实施例中，步骤S22中等离子体蚀刻机器的工艺条件如下:压力为20mt ;电源功率为150w ;偏置电压为O ;SiH2Cl2气体的流量为lsccm ；HC1气体的流量为1.5sccm至2sccm ;GeH4气体的流量为Isccm至2sccm以及温度为50°C至70°C。GeH4气体的使用可得到第二娃锗材料，该第二硅锗材料具有组分比大于40%的锗材料。需要领会，这些参数主要取决于所使用的材料和机器，并且可根据具体实现方式而修改。例如，电源功率主要取决于机器的运行效率和设置。另外，温度和压力是相关的。例如，随着温度的上升，压力趋于上升。
[0044]在步骤S22，不均匀的粗糙表面201被氧化为粗糙的保护层。在执行步骤S22时在保护层上覆盖了填充材