Nmos器件的硅衬底表面的处理方法及nmos器件的制作方法
【专利摘要】本发明揭示了一种NMOS器件的硅衬底表面的处理方法及NMOS器件的制作方法，在硅衬底上形成凹槽后经清洗将凹槽表面氧化，然后将凹槽氧化物去除，以露出硅衬底表面。然后在经过上述处理步骤之后的硅衬底上生长碳化硅，用于形成源极和漏极，以制作NMOS器件。本发明的制作的硅衬底具有表面清洁度高、粗糙度低的优点，采用本发明的硅衬底制作的NMOS器件具有较佳的电学性能。
【专利说明】關03器件的硅衬底表面的处理方法及關03器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种硅衬底表面处理方法及半导体器件的制作方法，特别涉及一种匪03器件的硅衬底表面的处理方法及匪03器件的制作方法。
【背景技术】
[0002]随着集成电路产业的发展，采用通过的缩小晶体管尺寸的工艺来提高晶体管性能越来越受到成本和技术的限制。应变硅技术通过在传统的体硅器件中弓I入应力可以提高载流子的迁移率，且应变￠^03以体硅工艺为基础不需要复杂的工艺，因此应变硅技术作为一种廉价而高效的技术得到越来越广泛的应用。
[0003]嵌入式碳化硅源漏技术为应变硅技术的一种，其原理是通过在沟道中产生单轴压应力来提 11]01—0118111161 11161:81-0^1(16-8611110011(11101:01-181:01~,~沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)的电子迁移率，从而提高它的电流驱动能力。其原理是:通过在硅衬底上刻蚀凹槽，选择性地外延生长碳化硅层，因碳化硅晶格常数与硅不匹配，在垂直凹槽方向硅晶格受到压缩产生压应力，沿沟道方向硅晶格受到拉伸产生张应力，这些应力会产生应变，应变会激发电子迁移率提高，从而达到改善硅器件的性能。
[0004]现有技术中揭示了制备碳化硅外延层的前处理工艺，步骤包括在生长之前外延前预清洗、清洗设备清洗、盐酸腐蚀以及碳化硅外延沉积，但是这种处理工艺会使得用于生长碳化硅外延层的硅衬底表面容易因为上述工艺产生粗糙且清洁度较低的表面，因此有必要发明一种工艺能够使得硅衬底表面在生长碳化硅外延层之前是清洁的且粗糙度较低的。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种匪03器件的硅衬底表面的处理方法，包括以下步骤:
[0006]步骤1:提供一硅衬底；
[0007]步骤2:采用干法刻蚀在所述硅衬底上形成凹槽；
[0008]步骤3:使用酸槽一将用于掩模的光阻去除；
[0009]步骤4:使用酸槽二清洗步骤3的凹槽表面；
[0010]步骤5:采用溶剂气体或者酸性气体并伴随着氧气，氧化所述步骤4中的凹槽，在所述凹槽表面形成氧化层，以去除凹槽表面的金属离子和有机的杂质；
[0011]步骤6:用清洗气体去除所述步骤5中凹槽表面的氧化层，以露出硅衬底表面。
[0012]作为优选，所述步骤3中酸槽一为第一酸槽、第二酸槽和第三酸槽。
[0013]作为优选，所述第一酸槽内含有！！202和浓！！2304，所述第二酸槽内含有順40！！、！1202以及40，所述第三酸槽内含有此1、！！202以及40。
[0014]作为优选，所述步骤4中酸槽二为第四酸槽、第五酸槽以及第六酸槽。
[0015]作为优选，所述第四酸槽内含有順40！1、！！202和！！20，第五酸槽内含有!￠1、！！202和只20，第六酸槽内含有册。
[0016]作为优选，所述步骤5中的溶剂气体为1，2- 二氯乙烯气体。
[0017]作为优选，所述步骤5中的酸性气体为盐酸气体。
[0018]作为优选，步骤6中所述的清洗气体包括即3和順3。
[0019]本发明还提供一种匪03器件的制作方法，包括采用上述处理方法处理之后的硅衬底表面，在所述硅衬底表面沉积碳化硅形成漏极和源极。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果是:通过使用酸槽一将用于制备凹槽的掩膜光阻去除干净，通过使用流动溶剂气体或者酸性气体伴随氧气来氧化凹槽使其形成氧化物，然后采用清洗设备去除半导体晶圆凹槽表面的氧化物或者有机杂质，得到表面清洁度高、粗糙度低的硅衬底；采用本发明的硅衬底制作的匪03器件能够提高电子迁移率，以改善匪03器件的电学性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明提供的匪03器件的硅衬底表面的处理方法流程图；
[0022]图23为本发明提供的硅衬底表面的处理方法中干法刻蚀凹槽示意图；
[0023]图26为本发明提供的硅衬底表面进行干法刻蚀后凹槽形成示意图；
[0024]图3为本发明提供的硅衬底表面的处理方法中酸槽清洗掩膜光阻示意图；
[0025]图4为本发明提供的硅衬底表面的处理方法中氧化凹槽示意图；
[0026]图5为本发明提供的硅衬底表面的处理方法去除氧化物或者有机杂质后的示意图；
[0027]图6为在硅衬底表面上生长碳化硅示意图。
[0028]图中:1-掩膜光阻、2-隔离填充物、3-硅衬底、4-栅极、5-凹槽，6-氧化层，7-碳化硅。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0030]请参照图1，本发明提供匪03器件的硅衬底表面的处理方法，包括以下步骤:
[0031]步骤31:提供一娃衬底3 ；
[0032]步骤32:请参照图23与图26，采用干法刻蚀在所述硅衬底3上形成凹槽5 ；
[0033]步骤33:使用酸槽一将用于掩模光阻1去除；
[0034]步骤34:请参照图3，使用酸槽二清洗步骤33的凹槽5表面，用于去除凹槽表面的颗粒、有机物残留以及金属离子，如池二矿；
[0035]步骤35:请参照图4，采用溶剂气体或者酸性气体并伴随着氧气，氧化所述步骤34中的凹槽5，在所述凹槽5表面形成氧化层6，以去除凹槽5表面的金属离子和有机的杂质；
[0036]步骤36:请参照图5，用清洗气体去除所述步骤35中凹槽5表面的氧化层6，以露出硅衬底3表面，此时凹槽5表面清洁度较高。
[0037]较佳地，所述步骤33中酸槽一为第一酸槽、第二酸槽以及第三酸槽。
[0038]较佳地，所述第一酸槽内含有！！202和浓阳04，所述第二酸槽内含有順40！1、！！202以及40，所述第三酸槽内含有此1、！！202以及40。
[0039]较佳地，所述步骤34中酸槽二为第四酸槽、第五酸槽以及第六酸槽。
[0040]较佳地，所述第四酸槽内含有順40！！、！1202和邮，第五酸槽内含有此1、！！202和职，第六酸槽内含有册。
[0041]较佳地，所述步骤35中的溶剂气体为1，2- 二氯乙烯气体，并且1，2- 二氯乙烯气体与氧气的比例小于1:10,1，2- 二氯乙烯气体和氧气的总流量范围是0.581111?1081111，氮气流量范围是0810?2081%温度范围是4501 -8001，时间范围是0.5分钟?30分钟。
[0042]较佳地，所述步骤35中的酸性气体为盐酸气体，并且盐酸气体与氧气的比例小于1:10，盐酸气体和氧气的总流量范围是0.5810?1081%氮气流量范围是0810?2081%温度范围是4501 -8001，时间范围是0.5分钟?30分钟。
[0043]较佳地，步骤56中所述的清洗气体包括即3和順3，并且步骤56包括以下三个步骤:
[0044]步骤八:调整参数，其中即3与順3的流量比范围是1:4?1:19，气体总流量范围是50800111?2008(^111，压强范围是60？3?2666？3，时间范围是20秒?50秒，刻蚀剂生成；
[0045]步骤8:调整参数，开始刻蚀，其中，即3与順3的流量比范围是1:4?1:19，气体总流量范围是508(3(3111?2008(^111，压强范围是60？3?2666？3，温度范围是301?501，时间范围是5秒?60秒；
[0046]步骤(::调整参数，将刻蚀后杂质升华，其中，压强范围是60？3?2666？3，温度范围是1001?1501，时间范围是50秒?240秒。
[0047]本发明还提供一种匪03器件的制作方法，请参照图6，包括采用上述处理方法处理之后的硅衬底3表面，此后在所述硅衬底3表面沉积碳化硅7形成漏极和源极，以形成^108器件。
[0048]显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，贝0本发明也意图包括这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种NMOS器件的硅衬底表面的处理方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤(I):提供一硅衬底； 步骤(2):采用干法刻蚀在所述硅衬底上形成凹槽； 步骤(3):使用酸槽一将用于掩模的光阻去除； 步骤(4):使用酸槽二清洗步骤(3)的凹槽表面； 步骤(5):采用溶剂气体或者酸性气体并伴随着氧气，氧化所述步骤(4)中的凹槽，在所述凹槽表面形成氧化层，以去除凹槽表面的金属离子和有机的杂质； 步骤￠):用清洗气体去除所述步骤(5)中凹槽表面的氧化层，以露出硅衬底表面。
2.如权利要求1所述的NMOS器件的硅衬底表面的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中酸槽一为第一酸槽、第二酸槽和第三酸槽。
3.如权利要求2所述的NMOS器件的硅衬底表面的处理方法，其特征在于，所述第一酸槽内含有H2O2和浓H2SO4，所述第二酸槽内含有NH40H、H2O2以及H2O,所述第三酸槽内含有HCUH2O2 以及 H20。
4.如权利要求1所述的NMOS器件的硅衬底表面的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中酸槽二为第四酸槽、第五酸槽以及第六酸槽。
5.如权利要求4所述的NMOS器件的硅衬底表面的处理方法，其特征在于，所述第四酸槽内含有ΝΗ40Η、Η202和H2O,第五酸槽内含有HCUH2O2和H2O,第六酸槽内含有HF。
6.如权利要求1所述的NMOS器件的硅衬底表面的处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中的溶剂气体为1，2-二氯乙烯气体。
7.如权利要求1所述的NMOS器件的硅衬底表面的处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中的酸性气体为盐酸气体。
8.如权利要求1所述的NMOS器件的硅衬底表面的处理方法，其特征在于，步骤(6)中所述的清洗气体包括NF3和NH3。
9.一种NMOS器件的制作方法,其特征在于,包括米用如权利要求1 一 8中任意一项所述的娃衬底表面，在所述娃衬底表面沉积碳化娃形成漏极和源极。
【文档编号】H01L21/336GK104392919SQ201410664725
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】肖天金 申请人:上海华力微电子有限公司