Mos晶体管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种MOS晶体管是制作方法。
【背景技术】
[0002]现有半导体器件制作工艺中，由于应力可以改变硅材料的能隙和载流子迀移率，因此通过应力来提高MOS晶体管的性能成为越来越常用的手段。具体地，通过适当控制应力，可以提尚载流子(NM0S晶体管中的电子，PM0S晶体管中的空穴)迁移率，进而提尚驱动电流，以此极大地提高MOS晶体管的性能。对于PMOS晶体管而言，可以采用嵌入式锗硅技术(Embedded SiGe Technology)以在晶体管的沟道区域产生压应力，进而提高载流子迀移率。所谓嵌入式锗硅技术是指在半导体衬底的需要形成源极及漏极的区域中埋置锗硅材料，利用硅与锗硅(SiGe)之间的晶格失配对沟道区域产生压应力。
[0003]以两个相邻的PMOS晶体管共用源极或漏极为例进行说明现有的PMOS晶体管的制作方法，具体如下:
[0004]参考图1，提供半导体衬底，所述半导体衬底包括有源区10和与有源区10相邻的隔离区(图未示)。有源区10的材料为硅，隔离区的材料为氧化硅。
[0005]接着，在有源区10上形成栅极结构11，所述栅极结构11包括位于有源区10上的栅介质层111和位于栅介质层111上的栅极层112。然后，在栅极结构11的周围形成侧墙
12ο
[0006]接着，参考图2，以侧墙12为掩膜，干法刻蚀有源区10，在侧墙12两侧的有源区10内形成碗状凹槽13。
[0007]形成碗状凹槽13后，采用氢氟酸清洗碗状凹槽13内的聚合物(图未示)及碗状凹槽13表面自然氧化层(主要成分为氧化硅，图未示)。其中，聚合物是在干法刻蚀碗状凹槽的过程中形成的。
[0008]接着，参考图3，采用湿法腐蚀的方法继续腐蚀碗状凹槽13，形成sigma形凹槽14。整个湿法腐蚀的方法是暴露在空气中的。因此，腐蚀形成sigma形凹槽14后，sigma形凹槽14的表面也会形成自然氧化层(图未示)。用氢氟酸溶液进行清洗以去除sigma形凹槽14表面的自然氧化层。
[0009]清洗完sigma形凹槽14表面的自然氧化层后，采用氢气烘烤(H2 bake)的方法对sigma形凹槽表面的自然氧化层进一步去除以及修复sigma形凹槽14的表面，以提高后续在sigma形凹槽表面14生长锗娃层的性能。
[0010]之后，采用选择性生长的方法在氢气烘烤后的sigma形凹槽14内填充满锗硅层。然后对锗硅层进行离子注入形成共源极和共漏极。该共源极或共漏极为两个相邻的栅极结构11所共用。
[0011]但是，利用现有技术形成的PMOS晶体管的性能不好。
【发明内容】
[0012]本发明解决的问题是利用现有技术形成的PMOS晶体管的性能不好。
[0013]为解决上述问题，本发明提供一种MOS晶体管的制作方法，包括:
[0014]提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一有源区和与所述第一有源区相邻的隔离区；
[0015]在所述第一有源区上形成主栅极结构；
[0016]在所述主栅极结构两侧的第一有源区内形成凹槽；
[0017]采用原位各向同性干法刻蚀清洗去除所述凹槽表面氧化物；
[0018]对所述原位各向同性干法刻蚀清洗后的凹槽进行氢气烘烤；
[0019]在所述氢气烘烤后的凹槽内填充满半导体材料层；
[0020]对所述半导体材料层进行离子注入以形成源极和漏极。
[0021]可选的，所述原位各向同性干法刻蚀清洗为SiCoNi清洗。
[0022]可选的，所述SiCoNi清洗方法包括:清洗压力为0.01?lOOTorr，清洗偏置电压为O?10V，清洗温度为O?200 °C。
[0023]可选的，所述凹槽位于所述主栅极结构和所述隔离区之间时，所述半导体衬底还包括第二有源区，所述隔离区同时与所述第二有源区、第一有源区相邻，形成横跨所述第二有源区和所述隔离区的辅助栅极结构，所述凹槽位于所述辅助栅极结构和所述主栅极结构之间。
[0024]可选的，形成凹槽的步骤之后，采用原位各向同性干法刻蚀清洗方法去除凹槽表面氧化物的步骤之前，还包括湿法腐蚀部分去除所述凹槽表面氧化物。
[0025]可选的，所述湿法腐蚀的湿法腐蚀剂为氢氟酸。
[0026]可选的，所述湿法腐蚀去除的凹槽表面氧化物的量与所述SiCoNi清洗去除的凹槽表面氧化物的量之比为(2?6): (4?8)。
[0027]可选的，所述凹槽的形状为sigma开$，所述半导体材料层的材料为锗娃，所述MOS晶体管的类型为PMOS。
[0028]可选的，所述凹槽的形状为U形，所述半导体材料层的材料为碳化硅，所述MOS晶体管的类型为NMOS。
[0029]可选的，所述氢气烘烤的温度为650?750 °C。
[0030]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0031]本实施例中，原位各向同性干法刻蚀清洗工艺是在原位各向同性干法刻蚀清洗反应腔室中进行的，反应过程中，该腔室需要抽真空操作。因此，能与后续的同样需要抽真空操作的氢气烘烤反应腔室进行兼容，进而能与后续的同样需要抽真空操作的填充半导体材料层的反应腔室兼容。因此，当晶圆从原位各向同性干法刻蚀清洗反应腔室移动至氢气烘烤反应腔室的过程中，晶圆在空气中的暴露时间被缩短。因此，凹槽的表面的自然氧化层比现有技术薄很多。接着，对原位各向同性干法刻蚀清洗后的凹槽进行氢气烘烤，氢气烘烤的温度与现有技术相比，温度降低很多。凹槽的各角在低温下，钝化程度明显减小，从而提高后续形成的源极和漏极的性能。
【附图说明】
[0032]图1?图4是采用现有技术的方法制作PMOS晶体管的剖面结构示意图；
[0033]图5是本发明具体实施例中的进行SiCoNi清洗、氢气烘烤和形成半导体材料层的反应腔室的俯视结构示意图；
[0034]图6?图9是本发明第一实施例中的制作MOS晶体管的剖面结构示意图；
[0035]图10是本发明第二实施例中的第一有源区、第二有源区和隔离区的俯视结构示意图；
[0036]图11是图10沿AA方向的剖面示意图；
[0037]图12?图15是本发明在第二实施例中采用第一实施例方法制作具有特定位置的MOS晶体管的剖面结构示意图；
[0038]图16?图18是本发明采用第二实施例方法制作具有特定位置的MOS晶体管的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0039]利用现有技术形成的PMOS晶体管的性能不好的原因如下:
[0040]参考图3，现有技术中，形成sigma形凹槽14后，将包含有该sigma形凹槽14的晶圆放入含有氢氟酸的酸槽中进行清洗。清洗去除sigma形凹槽14表面的自然氧化层后。再将包含有该sigma形凹槽的晶圆转移至能被抽真空的氢气烘烤反应腔室中进行氢气烘烤步骤。
[0041 ]由于含有氢氟酸的酸槽被抽真空后，氢氟酸会挥发。所以，含有氢氟酸的酸槽无法置于真空条件下。也就是说，酸槽不能与能被抽真空的氢气烘烤反应腔室进行兼容，以缩短晶圆在空气中的暴露时间。因此，即使用氢氟酸去除sigma形凹槽14表面的自然氧化层后，在将晶圆从酸槽移至氢气烘烤反应腔室的过程中，sigma