施例中，图2a中的应力层凸出衬底100的高度为Ii1,图2b中的应力层凸出衬底100的高度为h2。需要说明的是，虽然图2a和图2b中示出的高度hi小于高度h2，但是不应以此限制本发明，所述高度Ii1与高度匕可能相等，也可能是高度Ii1大于高度h2，本发明不作限定。
[0056]执行步骤S4，对图2a以及2b中的应力层进行离子掺杂以分别形成源区120、漏区130以及源区220、漏区230 ;本步骤S4的离子掺杂为本领域形成源区、漏区的常用技术手段，本发明对此不做赘述，也不做限定。
[0057]继续执行步骤S5，对所述源区120、漏区130以及源区220、漏区230材进行退火。
[0058]退火步骤一方面可以激活源区220、漏区230中的掺杂离子，另一方面可以使应力层保持对沟道区产生的应力。由于本实施例中，所述衬底为硅衬底，在U型沟槽中形成碳化硅的应力层，所以经过本步骤S5退火后应力层可以为源区120、漏区130之间的沟道区提供拉应力。
[0059]参考图3a以及3b，执行步骤S6，对所述源区120以及漏区130进行脉冲刻蚀，使所述源区120、漏区130以及源区220、漏区230与所述衬底100相互齐平。所述脉冲刻蚀指的是使刻蚀设备的输出功率呈脉冲式输出，也就是说，在整个刻蚀过程中，刻蚀一段时间，之后停止刻蚀一段时间，再之后继续刻蚀一段时间，再停止……反复循环一定次数，以实现间断地进行刻蚀的效果。
[0060]参考图4，为本实施例中刻蚀设备产生脉冲输出的功率的示意图，其中横坐标为刻蚀的时间，纵坐标为刻蚀设备的输出功率，从本图4中可以看出，刻蚀设备以脉冲的方式进行功率的输出，也就是说，刻蚀设备以间断地、不连续的方式激发刻蚀气体以对上述的源区120、漏区130以及源区220、漏区230凸出衬底100的部分进行刻蚀。
[0061]在本实施例中，使刻蚀设备输出功率的峰值为500瓦，刻蚀设备一开始的输出功率为500瓦，当到了 h时，刻蚀设备输出功率降至0，在下一时刻t2时，刻蚀设备输出功率再次回升至峰值500瓦，O?t2为一个脉冲周期。也就是说，刻蚀设备在O?h时间内处于工作状态，而在h?t2时间内处于待机状态。
[0062]这样的好处在于，一方面，当出现如本实施例所述的源区120、漏区130高出衬底100的高度Ii1以及源区220、漏区230高出衬底100的高度h2不同，且源区120、漏区130与源区220、漏区230的尺寸不同，也就是刻蚀过程中的刻蚀面积不同的情况下，采用本发明的等离子刻蚀方式也能够使得所述源区120、漏区130以及源区220、漏区230均基本与所述衬底100相齐平。
[0063]具体来说，在通常情况下刻蚀面积的大小会对等离子刻蚀的刻蚀速率造成影响，其原因在于在进行等离子刻蚀的过程中，刻蚀气体与被刻蚀材料之间进行反应生成阻碍刻蚀进行的聚合物(polymer),这些聚合物通常呈气相，而所述聚合物在刻蚀面积不同时的聚集程度不同，聚合物聚集程度较高，则对刻蚀的阻碍较大，刻蚀速率也较慢；聚合物聚集程度较低，则对刻蚀的阻碍较小，刻蚀速率也较快。
[0064]结合参考图2a以及图2b，其中，图2a中的栅极110以及140之间的距离较大，开口较大，所形成的源区、漏区的尺寸也较大，刻蚀面积也较大，形成的聚合物比较容易散开，所以聚合物聚集程度较低，相应的，刻蚀速率也相对较快；反之，图2b中的栅极210以及240之间的距离较小，聚合物不容易散开，也就是说聚合物聚集程度较高，所以刻蚀速率相对较慢。
[0065]在本发明中，当所述高度Ii1与高度112相等时，由于栅极110、140之间的距离与栅极210、240之间的距离不同，形成的源区120、漏区130与源区220、漏区230的尺寸也不同，源区120、漏区130与源区220、漏区230上方的开口尺寸也不同，也就是说，刻蚀面积不同。通过所述脉冲刻蚀，刻蚀设备产生脉冲形式的输出的功率，使刻蚀过程以间断的，非连续的方式进行，在刻蚀一定时间段后将停止刻蚀，此时刻蚀设备暂时停止激发刻蚀气体，使得已经产生在刻蚀表面的聚合物能够有时间离开刻蚀表面，从而降低了聚合物的聚集程度，减小对刻蚀速率的阻碍。然后再进行下一周期的刻蚀，进而使刻蚀面积不同的源区120、漏区130与源区220、漏区230的刻蚀速率基本保持一致，刻蚀后的源区120、漏区130与源区220、漏区230与衬底100相齐平。
[0066]同样的，当所述高度Ii1小于高度h2时，通过脉冲刻蚀可以使源区220、漏区230的刻蚀速率高于源区120、漏区130，使得刻蚀后的源区120、漏区130与源区220、漏区230与衬底100相齐平。同理，当所述高度Ii1大于或者小于高度h2时，通过调整蚀刻设备输出的脉冲功率、占空比等，也可以使源区120、漏区130与源区220、漏区230的刻蚀速率不同，进而使得刻蚀后的源区120、漏区130与源区220、漏区230均与衬底100相齐平。
[0067]在本实施例中，在等离子刻蚀开始之前，先在半导体器件上覆盖刻蚀掩模，并将源区、漏区的部分露出，以避免对半导体器件的其它部分造成影响。
[0068]由于本实施的源区、漏区的为材料碳化硅，所以，刻蚀气体中包括三氟化氯、溴化氢或者氯气。但是，本发明对此不做限定，当源区、漏区为其他材料时，可以相应的采用其它刻蚀气体。
[0069]以采用溴化氢作为刻蚀气体为例，在本实施例中，溴化氢的流量在50?1000标准毫升每分钟(sccm)的范围内。此外，刻蚀气体中还包括氧气以及保护气体，其中氧气的流量在I?50标准毫升每分钟的范围内，保护气体中包括氦气以及気气,氦气的流量在10?500标准晕升每分钟的范围内，IS气的流量在O?500标准晕升每分钟的范围内。
[0070]另外，在本实施例中，所述等离子刻蚀的气压在10?200毫托的范围内，所述刻蚀设备的功率输出(source power)范围在100?2000瓦的范围，偏置功率(bias power)的范围在O?500瓦的范围，功率输出的脉冲频率在100?10000赫兹的范围内，占空比在90%?0%的范围内。
[0071]需要说明的是，在本实施例中的步骤顺序为通过步骤S4形成源区、漏区并通过步骤S5退火，再进行步骤S6的脉冲刻蚀，也就是说所述脉冲刻蚀是对离子掺杂后的应力进行的刻蚀步骤，但是，在本发明的其他实施例中，也可以在步骤S3形成应力层后，先进行脉冲刻蚀，使应力层与衬底齐平，再进行离子掺杂以形成源区、漏区以及对形成的源区、漏区进行退火的步骤，也就是在步骤S3后，先进行步骤S6，再依次进行步骤S4以及步骤S5。
[0072]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括: 提供衬底，并在所述衬底上形成若干栅极结构； 在所述栅极结构两侧的衬底中形成沟槽； 在所述栅极结构两侧的沟槽中填充用于形成源区或漏区的应力层，所述应力层凸出所述衬底； 对所述应力层进行脉冲刻蚀，使所述应力层与所述衬底相互齐平。
2.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于: 在衬底中形成若干沟槽的步骤中，使所述沟槽呈Σ型； 在形成应力层的步骤中，所述应力层的材料为锗硅。
3.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于: 在衬底中形成若干沟槽的步骤中，使所述沟槽呈U型； 在形成应力层的步骤中，所述应力层的材料为碳化硅。
4.根据权利要求2或者3任一项所述的形成方法，其特征在于，在形成应力层的步骤中，采用外延生长的方式，在所述沟槽中形成所述应力层。
5.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在离子掺杂的步骤之后，进行脉冲刻蚀之前还包括以下步骤: 对所述应力层进行离子掺杂以形成源区以及漏区； 对形成的源区以及漏区进行退火。
6.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在形成应力层的步骤之后，等离子刻蚀的步骤之前，还包括以下步骤:在所述衬底、栅极上形成掩模，并使所述应力层暴露出。
7.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，等离子刻蚀的步骤包括:使刻蚀气体中包括三氟化氯、溴化氢或者氯气。
8.根据权利要求7所述的形成方法，其特征在于，使所述等离子刻蚀腔体的气压在10?200毫托的范围内，所述刻蚀设备的功率输出范围在100?2000瓦的范围，偏置功率的范围在O?500瓦的范围，功率输出的脉冲频率在100?10000赫兹的范围内，占空比在90%?0%的范围内。
9.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述等离子刻蚀的刻蚀气体中包括溴化氢、氧气以及保护气体。
10.根据权利要求9所述的形成方法，其特征在于，溴化氢的流量在50?1000标准毫升每分钟的范围内，氧气的流量在I?50标准晕升每分钟的范围内，保护气体包括氦气以及IS气，氦气的流量在10?500标准毫升每分钟的范围内，IS气的流量在O?500标准毫升每分钟的范围内。
【专利摘要】一种半导体器件的形成方法，包括：提供衬底，并在所述衬底上形成若干栅极结构；在所述栅极结构两侧的衬底中形成沟槽；在所述栅极结构两侧的沟槽中填充用于形成源区或漏区的应力层，所述应力层凸出所述衬底；对所述应力层进行脉冲刻蚀，使所述应力层与所述衬底相互齐平。本发明的技术方案具有以下优点：在形成应力层后，通过对所述应力层进行脉冲刻蚀，使半导体器件中的应力层的过量填充的部分能够尽量被去除；所述脉冲刻蚀能够调节对同一晶圆上不同尺寸的应力层的刻蚀量，从而使高出衬底表面不同高度的应力层被刻蚀的量不同，进而使这些应力层的高度尽量都与衬底表面相互齐平。
【IPC分类】H01L21-8238
【公开号】CN104752351
【申请号】CN201310745807
【发明人】张海洋, 任佳
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月30日
【公告号】US20150187908