基板201优选为硅基板。该凹槽202的侧边具有栅极203。该栅极203优选是多晶硅栅极。栅极203的周围形成有侧墙204。较佳地，在该实施例中，侧墙204包括SiN构成的第一部分204-1以及S12构成的第二部分204-2。当然，本发明的侧墙204并不限于由上述材料和结构所构成。此夕卜，在侧墙204的上方形成有硬掩模205。较佳地，该硬掩模205可以由SiN或者氧化物构成。
[0050]在步骤101中，在半导体基板201上的源极区或漏极区的凹槽202中沉积锗硅膜层。特别是，首先，在基板201上沉积的低浓度锗硅膜层206，即上述的第一锗硅膜层，该低浓度锗硅膜层206用作SiGe种子层。接着，再在该低浓度锗硅膜层206上沉积的高浓度锗硅膜层207，即上述的第二锗硅膜层。较佳地，在该步骤101中，利用GeH4和SiH4来沉积低浓度锗硅膜层和/或高浓度锗硅膜层。另一方面，在该步骤101中，沉积高浓度锗硅膜层的沉积温度优选被控制在300 0C至900 0C之间。
[0051]如以上已讨论过的，在执行步骤101之后，锗硅会由于非选择性而生长于SiN或者氧化物的硬掩模205的顶部，从而形成一些球状锗硅缺陷208。
[0052]图2b示出了执行本发明方法的步骤102之后所形成的半导体结构200。如上所述，步骤102将图2a所述的半导体结构200的表面上进一步沉积一盖层，其中该盖层是一硅盖层。根据本发明的一个较佳实施例，沉积硅盖层的沉积温度可以被控制在300°C至900°C之间。硅盖层的作用例如是为后续在源、漏极区上方生长金属硅化物以降低源、漏极电阻的工艺提供高质量的硅晶格结构。
[0053]如图2b所示，形成于锗硅膜层207上的硅盖层被标记为209-1，且沉积于球状锗硅缺陷208上的硅盖层被标记为209-2。
[0054]现在转到图2c，该图示出了执行本发明方法的步骤103之后所形成的半导体结构200。
[0055]如上所述，步骤103将执行步骤102后所得到的结构置于氯化氢气体的气氛中进行化学烘烤。氯化氢气体作为刻蚀材料会刻蚀硅盖层209-1和209-2。如图2c所示，在步骤103的该过程之后，一方面会完全去除沉积于球状锗硅缺陷208上的硅盖层209-2，另一方面也会去除形成于锗硅膜层207上的硅盖层209-1的大部分。上述刻蚀程度不同的原因主要在于:本发明的发明人创造性地发现由于沉积于球状锗硅缺陷208上的硅晶格不完整且存在大量缺陷因此其氯化氢(HCl)的蚀刻速率相对较快。且，在蚀刻完沉积于球状锗硅缺陷208上的硅盖层209-2之后，该氯化氢气体就会进一步蚀刻球状锗硅缺陷208，例如图2c中的球状锗硅缺陷208相比图2b中的明显变小。因此，利用上述原理，就可以通过将上述步骤102和步骤103重复若干次来完全去除不期望的球状锗硅缺陷208。
[0056]此外，在该步骤103中，氯化氢气体的流速优选为2标况毫升每分(sccm)至I标况升每分(slm)之间，且烘烤温度优选被控制在300°C至900°C之间
[0057]图2d和图2e示出了步骤102和步骤103的一次重复的情况。
[0058]图2d示出了重复执行一次步骤102后所形成的半导体结构200。其中，在半导体结构200的表面上进一步沉积硅盖层，从而在锗硅膜层207上加厚硅盖层209-1并在球状锗硅缺陷208上形成新的硅盖层209-2。
[0059]接着，图2e示出了重复执行一次步骤103后所形成的半导体结构200。如图2e所示，经氯化氢气体的化学烘烤，该半导体结构200中已完全去除了硅盖层209-2，而仅保留锗硅膜层207上的部分硅盖层209-1。最后，待该硅盖层209-1达到其厚度目标后就可以结束本发明的上述方法。
[0060]因此，根据图2a_图2e所示的实施例，就可以获得期望的半导体结构200。当然，本发明并不限制重复的次数，比如步骤104中的N可以是0-10之间的任何一个任一自然数，只要能够使得最终获得的半导体结构200中已充分去除不期望的球状锗硅缺陷208即可。
[0061]此外，根据本发明的一个优选实施例，在上述的步骤101之前，本发明的方法还可以包括在氢气和氯化氢气体的气氛中进行烘烤以去除该硅基板的表面上的氧化物的步骤。
[0062]综上所述，本发明通过对整个锗硅源漏区外延工艺中的材料和工艺特性的有效利用，可以彻底消除该外延工艺过程中产生的不期望的球状锗硅缺陷，提高产品良率和生产效率，降低产品成本。
[0063]本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。
【主权项】
1.一种减少锗硅源漏区外延工艺中的颗粒缺陷的方法，包括: a.在半导体基板上的源极区或漏极区的凹槽中沉积锗硅膜层，其中所述锗硅膜层包括基板上沉积的第一锗硅膜层和所述第一锗硅膜层上沉积的第二锗硅膜层，且所述源极区或漏极区的凹槽的侧边具有栅极； b.在上述步骤a所形成的结构的表面上沉积一盖层；以及 c.在氯化氢气体的气氛中进行化学烘烤。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤c之后，该方法进一步包括: d.将上述步骤b和步骤c重复执行一次或多次。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一锗硅膜层是低浓度锗硅膜层且所述第二锗硅膜层是高浓度锗硅膜层， 其中，在所述步骤a中，利用GeH4和SiH4来沉积所述高浓度锗硅膜层。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述栅极是多晶硅栅极，且所述半导体基板为娃基板。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤a之前，该方法还包括:在氢气和氯化氢气体的气氛中进行烘烤，以去除所述硅基板的表面上的氧化物。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述栅极的周围形成有侧墙且所述栅极的上方形成有硬掩模， 其中，通过所述步骤b?c去除沉积高浓度锗硅膜层的过程中在所述硬掩模的顶部上形成的球状锗硅颗粒。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述硬掩模为SiN或者氧化物。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤a中，沉积高浓度锗硅膜层的沉积温度被控制在300°C至900°C之间。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盖层是硅盖层，且在所述步骤b中，沉积硅盖层的沉积温度被控制在300°C至900°C之间。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤c中，氯化氢气体的流速为2标况毫升每分至I标况升每分之间，且烘烤温度被控制在300°C至900°C之间。
【专利摘要】本发明提出了一种减少锗硅源漏区外延工艺中的颗粒缺陷的方法，包括：a.在半导体基板上的源极区或漏极区的凹槽中沉积锗硅膜层，其中所述锗硅膜层包括基板上沉积的第一锗硅膜层和所述第一锗硅膜层上沉积的第二锗硅膜层，且所述源极区或漏极区的凹槽的侧边具有栅极；b.在上述步骤a所形成的结构的表面上沉积一盖层；以及c.在氯化氢气体的气氛中进行化学烘烤。本发明可以有效消除该外延工艺过程中产生的不期望的球状锗硅缺陷，提高产品良率和生产效率。
【IPC分类】C30B25-02, H01L21-20
【公开号】CN104867821
【申请号】CN201410064092
【发明人】刘佳磊
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年2月25日