任何现有技术，优选化学气相沉积法(CVD)，如低温化学气相沉积(LTCVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、快热化学气相沉积(RTCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。
[0027]在半导体衬底200上还形成有位于栅极结构201两侧且紧靠栅极结构201的第一侧墙202和第二侧墙203。在本实施例中，第一侧墙202的构成材料为氧化物，例如二氧化硅，第二侧墙203的构成材料为采用原子层沉积工艺形成的氮化硅。
[0028]在PMOS区的将要形成源/漏区的部分形成有嵌入式锗硅层204。形成嵌入式锗硅层204的步骤包括:首先，通过第二侧墙203所构成的工艺窗口，在半导体衬底200中形成Σ状凹槽，通常采用先干法蚀刻再湿法蚀刻的工艺形成所述Σ状凹槽，该工艺的具体步骤如下:先采用干法蚀刻工艺纵向蚀刻第二侧墙203之间的半导体衬底200以形成沟槽，在本实施例中，采用CF4和HBr作为主蚀刻气体，温度40-60°C，功率200-400W，偏压50-200V，蚀刻时间根据蚀刻深度而定，再采用各向同性的干法蚀刻工艺继续蚀刻所述沟槽，在所述沟槽的下方形成椭圆形凹槽，即形成碗状凹槽，在本实施例中，采用Cl2和NF3作为主蚀刻气体，温度40-60°C，功率100-500W，偏压0-10V，蚀刻时间根据所述碗状凹槽的侧壁向半导体衬底200的沟道区凹进的深度而定，最后采用湿法蚀刻工艺扩展蚀刻所述碗状凹槽，以形成所述Σ状凹槽，所述湿法蚀刻的温度为30-60°C，时间依据所述Σ状凹槽的期望尺寸而定，一般为100-300S，在本实施例中，采用四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液作为所述湿法蚀刻的腐蚀液；接着，对所述Σ状凹槽进行预处理，以确保所述Σ状凹槽的侧壁及底部具有清洁的表面；接着，采用选择性外延生长工艺形成嵌入式锗硅层204，以完全填充所述Σ状凹槽，作为示例，嵌入式锗硅层204的锗含量(锗原子百分比)为5-30%，需要说明的是，形成的嵌入式锗硅层204可以掺杂硼，所述选择性外延生长工艺可以采用低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、超高真空化学气相沉积(UHVCVD)、快速热化学气相沉积(RTCVD)和分子束外延(MBE)中的一种，在实施所述选择性外延生长工艺之前，可以在所述Σ状凹槽的底部形成籽晶层。
[0029]在嵌入式锗硅层204的顶部形成有硅帽层205。采用原位外延生长工艺形成硅帽层205，即形成硅帽层205所采用的外延生长工艺与形成嵌入式锗硅层204所采用的外延生长工艺在同一个反应腔室中进行。作为示例，硅帽层205的构成材料可以是硅(Si)或者硼硅(SiB)，其中，所述硼硅中硼原子的掺杂剂量为5.0 X e14-5.0 X e20atom/cm2 ；也可以是掺杂硼和碳的单晶硅(SiCB)，其中，所述硼原子的掺杂剂量为5.0Xe14-5.0Xe2°atOm/Cm2，所述碳原子的掺杂剂量为5.0Xe14-5.0Xe2°atom/cm2。
[0030]接着，如图2B所示，去除第二侧墙203。在本实施例中，采用湿法蚀刻实施所述去除，所述湿法蚀刻的腐蚀液为热磷酸，热磷酸的温度优选150°C，浓度优选磷酸所占体积百分含量为85%。热磷酸对本发明提出的作为第二侧墙203的构成材料的采用原子层沉积工艺形成的氮化硅的蚀刻速率是对现有的作为所述第二侧墙的构成材料的采用以六氯乙硅烷为基础源气体的炉温化学气相沉积工艺形成的氮化硅的蚀刻速率的四分之一，因而可以精确地控制蚀刻终点。在所述湿法蚀刻终止之后，在第一侧墙202和硅帽层205之间还残留部分第二侧墙203，从而有效避免所述湿法蚀刻对嵌入式锗硅层204的刻蚀。
[0031]至此，完成了根据本发明示例性实施例的方法实施的工艺步骤，接下来，可以通过后续工艺完成整个半导体器件的制作，包括:形成紧靠第一侧墙202的偏移侧墙；实施源/漏区注入，以在偏移侧墙两侧的半导体衬底200中形成源/漏区；形成自对准硅化物；在半导体衬底200上依次形成接触孔蚀刻停止层和层间介电层，覆盖栅极结构201 ;实施化学机械研磨，露出栅极结构201的顶部；形成接触孔，露出部分自对准硅化物；在接触孔中形成接触塞。
[0032]参照图3，其中示出了根据本发明示例性实施例的方法依次实施的步骤的流程图，用于简要示出整个制造工艺的流程。
[0033]在步骤301中，提供半导体衬底，在半导体衬底上形成有栅极结构，在栅极结构两侧形成有第一侧墙和第二侧墙，第一侧墙位于栅极结构和第二侧墙之间，第二侧墙的构成材料为采用原子层沉积工艺形成的氮化硅；
[0034]在步骤302中，在半导体衬底的PMOS区的将要形成源/漏区的部分形成嵌入式锗硅层，并在嵌入式锗硅层的顶部形成硅帽层；
[0035]在步骤303中，去除第二侧墙，仅在第一侧墙和硅帽层之间残留部分第二侧墙。
[0036]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【主权项】
1.一种半导体器件的制造方法，包括: 提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有栅极结构，在所述栅极结构两侧形成有第一侧墙和第二侧墙，所述第一侧墙位于所述栅极结构和所述第二侧墙之间，所述第二侧墙的构成材料为采用原子层沉积工艺形成的氮化硅； 在所述半导体衬底的PMOS区的将要形成源/漏区的部分形成嵌入式锗硅层，并在所述嵌入式锗硅层的顶部形成硅帽层； 去除所述第二侧墙，仅在所述第一侧墙和所述硅帽层之间残留部分所述第二侧墙。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一侧墙的构成材料为氧化物。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述嵌入式锗硅层的步骤包括:通过所述第二侧墙所构成的工艺窗口，采用先干法蚀刻再湿法蚀刻的工艺在所述半导体衬底中形成Σ状凹槽；对所述Σ状凹槽进行预处理，以确保所述Σ状凹槽的侧壁及底部具有清洁的表面；采用选择性外延生长工艺形成所述嵌入式锗硅层，以完全填充所述Σ状凹槽。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述选择性外延生长工艺为低压化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、超高真空化学气相沉积、快速热化学气相沉积和分子束外延中的一种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述嵌入式锗硅层掺杂有硼，所述硅帽层的构成材料为硅或者硼硅。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用湿法蚀刻实施所述去除，所述湿法蚀刻的腐蚀液为热磷酸。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述栅极结构包括自下而上依次层叠的栅极介电层、栅极材料层和栅极硬掩蔽层。
【专利摘要】本发明提供一种半导体器件的制造方法，包括：提供半导体衬底，在半导体衬底上形成有栅极结构，在栅极结构两侧形成有第一侧墙和第二侧墙，第一侧墙位于栅极结构和第二侧墙之间，第二侧墙的构成材料为采用原子层沉积工艺形成的氮化硅；在半导体衬底的PMOS区的将要形成源/漏区的部分形成嵌入式锗硅层，并在嵌入式锗硅层的顶部形成硅帽层；去除第二侧墙，仅在第一侧墙和硅帽层之间残留部分第二侧墙。根据本发明，可以有效避免去除第二侧墙时实施的湿法蚀刻对嵌入式锗硅层的刻蚀。
【IPC分类】H01L21/336
【公开号】CN104934323
【申请号】CN201410101098
【发明人】余云初, 丁士成, 沈忆华
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年3月18日