半導(dǎo)體器件及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別設(shè)及一種半導(dǎo)體器件及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有半導(dǎo)體器件制造工藝中，通常采用在MOS器件的溝道區(qū)引入應(yīng)力的方式提高 載流子遷移率，進(jìn)而提高M(jìn)OS器件的性能。
[0003] 對(duì)于PMOS器件而言，采用嵌入式錯(cuò)娃技術(shù)形成源區(qū)和漏區(qū)，W在器件的溝道區(qū)域 產(chǎn)生壓應(yīng)力，進(jìn)而提高載流子遷移率。所謂嵌入式錯(cuò)娃技術(shù)是指在半導(dǎo)體襯底需要形成源 區(qū)及漏區(qū)的區(qū)域中形成凹槽，之后在所述凹槽中填充錯(cuò)娃材料作為應(yīng)力層，利用娃與錯(cuò)娃 之間的晶格失配對(duì)溝道區(qū)域產(chǎn)生壓應(yīng)力。具體工藝中，通常在外延生長(zhǎng)錯(cuò)娃時(shí)原位滲雜棚 離子，W形成晶體管的源區(qū)和漏區(qū)。
[0004] 但是，現(xiàn)有技術(shù)在外延生長(zhǎng)棚滲雜的錯(cuò)娃工藝之后，半導(dǎo)體器件表面容易產(chǎn)生殘 留，從而形成缺陷。運(yùn)種缺陷在后續(xù)的工藝中容易阻斷器件之間的接觸，因此，運(yùn)些缺陷對(duì) 器件產(chǎn)量、良品率有很大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體器件W及形成方法，W減少半導(dǎo)體器件表面 的缺陷。
[0006] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：
[0007] 形成基底；
[0008] 在基底上形成柵極結(jié)構(gòu)；
[0009] 在所述基底和所述柵極結(jié)構(gòu)上覆蓋用于保護(hù)所述柵極結(jié)構(gòu)的保護(hù)層；
[0010] 在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底內(nèi)形成凹槽；
[0011] 向所述凹槽內(nèi)填充半導(dǎo)體材料，W形成應(yīng)力層；
[0012] 對(duì)所述半導(dǎo)體材料進(jìn)行離子滲雜，形成源區(qū)和漏區(qū)；
[0013] 在覆蓋保護(hù)層的步驟之后，在填充半導(dǎo)體材料形成應(yīng)力層的步驟之前，所述半導(dǎo) 體器件的形成方法還包括：采用含氣氣體對(duì)所述半導(dǎo)體器件進(jìn)行干法清洗。
[0014] 可選的，所述形成基底的步驟包括：提供襯底；在所述襯底內(nèi)形成溝槽；在所述溝 槽底部和側(cè)壁覆蓋第一襯墊層；在所述第一襯墊層表面覆蓋第二襯墊層，所述第二襯墊層 材料設(shè)置為所述含氣氣體干法清洗中第二襯墊層的去除速率小于所述第一襯墊層的去除 速率；在形成有第一襯墊層和第二襯墊層的所述溝槽內(nèi)填充絕緣材料，W形成隔離結(jié)構(gòu)。
[0015] 可選的，所述第一襯墊層的材料為氧化娃，所述第二襯墊層的材料為氮化娃。
[0016] 可選的，所述第二襯墊層的厚度在3A.W上。
[0017] 可選的，所述形成第二襯墊層的步驟包括：采用化學(xué)氣相沉積、原子層沉積的方式 形成所述第二襯墊層。
[0018] 可選的，所述保護(hù)層包括依次形成的氧化物層和氮化物層。
[0019] 可選的，所述在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底內(nèi)形成凹槽的步驟包括：W所述柵極結(jié)構(gòu)為 掩模，對(duì)所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的保護(hù)層進(jìn)行第一刻蝕，在所述保護(hù)層中形成能露出所述基底 表面的開口；對(duì)所述開口露出的基底進(jìn)行第二刻蝕，在基底內(nèi)形成凹槽；所述半導(dǎo)體器件 的形成方法包括：在形成保護(hù)層、第一刻蝕、第二刻蝕W及填充半導(dǎo)體材料的任意兩個(gè)步驟 之間執(zhí)行一次或多次所述含氣氣體干法清洗的步驟。所述含氣氣體干法清洗采用的氣體包 括 NFs 和 NH 3。
[0020] 可選的，所述含氣氣體干法清洗中所述NFs氣體的流量為35~lOOsccm，所述NH 3 的流量為10~400sccm，清洗時(shí)間為1~60s，射頻功率為5~100W，清洗環(huán)境的氣壓范圍 為0. 5~20Torr ;溫度范圍為20~170°C。
[0021] 可選的，所述的含氣氣體干法清洗步驟包括：在反應(yīng)腔中產(chǎn)生等離子態(tài)的清洗劑； 利用所述清洗劑對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行清洗；在大于100°c的溫度下對(duì)經(jīng)過(guò)清洗的半導(dǎo)體器件 進(jìn)行加熱；對(duì)經(jīng)過(guò)加熱的半導(dǎo)體器件進(jìn)行退火。利用所述清洗劑對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行清洗的 溫度維持在35 °C。
[0022] 可選的，所述形成凹槽之后，向所述凹槽內(nèi)填充半導(dǎo)體材料的步驟之前，所述的半 導(dǎo)體器件的形成方法還包括：對(duì)所述凹槽進(jìn)行預(yù)清洗；在預(yù)清洗步驟之后進(jìn)行所述含氣氣 體干法清洗。
[0023] 可選的，所述向所述凹槽內(nèi)填充半導(dǎo)體材料的工藝為選擇性外延生長(zhǎng)工藝。
[0024] 可選的，所述對(duì)所述半導(dǎo)體材料進(jìn)行滲雜形成源區(qū)和漏區(qū)的步驟包括：在選擇性 外延生長(zhǎng)工藝的過(guò)程中進(jìn)行原位離子滲雜形成源區(qū)和漏區(qū)。
[0025] 相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體器件由所述形成方法 形成，包括： 陽(yáng)0%] 襯底，所述襯底內(nèi)形成有多個(gè)溝槽；
[0027] 位于溝槽底部和側(cè)壁上的第一襯墊層；
[0028] 位于所述第一襯墊層上的第二襯墊層；
[0029] 填充于所述溝槽內(nèi)且形成于第二襯墊層上的隔離結(jié)構(gòu)；
[0030] 位于襯底上的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)表面W及側(cè)壁覆蓋有保護(hù)層；
[0031] 位于所述隔離結(jié)構(gòu)和柵極結(jié)構(gòu)之間襯底中的應(yīng)力層，所述應(yīng)力層中滲雜有離子用 作源區(qū)和漏區(qū)。
[0032] 可選的，所述半導(dǎo)體器件的形成過(guò)程中包括采用含氣氣體干法清洗的步驟，所述 第二襯墊層材料設(shè)置為所述含氣氣體干法清洗中第二襯墊層的去除速率小于所述第一襯 墊層的去除速率。
[0033] 可選的，所述的第一襯墊層的材料為氧化娃，所述第二襯墊層的材料為氮化娃。
[0034] 可選的，所述的第二襯墊層的厚度在3A W上。
[0035] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0036] 本發(fā)明在覆蓋保護(hù)層之后，進(jìn)行外延生長(zhǎng)形成應(yīng)力層的步驟之前，加入含氣氣體 干法清洗的步驟，含氣的清洗劑對(duì)聚合物和污染物有很強(qiáng)的去除效果，可W減少結(jié)晶核的 數(shù)量，從而能夠有效的降低后續(xù)外延生長(zhǎng)材料過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷，進(jìn)而提高器件制造過(guò)程 中的良品率、降低器件制造成本。
[0037] 可選地，在隔離結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程中，在溝槽側(cè)壁的第一襯墊層上覆蓋了第二襯墊 層。含氣氣體干法清洗對(duì)第二襯墊層的去除速率小于對(duì)第一襯墊層的去除速率，因此增加 第二襯墊層能夠在清洗過(guò)程中有效的保護(hù)隔離結(jié)構(gòu)的側(cè)壁，能夠有效的消除或者減少隔離 側(cè)壁的損失，從而防止清洗工藝過(guò)程中隔離結(jié)構(gòu)被過(guò)量刻蝕、防止漏電或者短路現(xiàn)象的出 現(xiàn)，進(jìn)而能夠有效提高器件制造過(guò)程中的良品率、降低器件制造成本。
【附圖說(shuō)明】
[0038] 圖1至圖2是現(xiàn)有技術(shù)一種半導(dǎo)體器件形成方法的示意圖；
[0039] 圖3至圖8是本發(fā)明所提供半導(dǎo)體器件形成方法第一實(shí)施例中各個(gè)步驟的示意 圖；
[0040] 圖9至圖13是本發(fā)明所提供半導(dǎo)體器件形成方法第二實(shí)施例中各個(gè)步驟的示意 圖；
[0041] 圖14是本發(fā)明所提供半導(dǎo)體器件形成方法與現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體器件的電鏡 對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 由【背景技術(shù)】可知，現(xiàn)有技術(shù)中，在外延生長(zhǎng)應(yīng)力層之后會(huì)對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行清洗， 所述清洗步驟容易在半導(dǎo)體器件表面形成許多微小的缺陷，結(jié)合器件形成過(guò)程分析缺陷形 成的原因：
[0043] 如圖1所示，外延生長(zhǎng)棚滲雜錯(cuò)娃作為應(yīng)力層的工藝中，在襯底10中形成隔離結(jié) 構(gòu)11之后，進(jìn)行應(yīng)力層外延生長(zhǎng)之前，半導(dǎo)體器件依次經(jīng)過(guò)：沉積保護(hù)層12和刻蝕襯底形 成凹槽13等步驟，其中任何一個(gè)步驟都容易產(chǎn)生污染物W及刻蝕殘留物（污染物14)，運(yùn)些 污染物留存在保護(hù)層12表面，形成缺陷。
[0044] 如圖2所示，污染物14在外延生長(zhǎng)形成應(yīng)力層15的過(guò)程中，成為了外延生長(zhǎng)材料 的結(jié)晶核。由于成核現(xiàn)象，污染物14在外延生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)生長(zhǎng)變大。從而在外延生長(zhǎng)之 后，眾多微小的污染物都會(huì)成為體積較大的缺陷24。在后續(xù)的工藝中，所述缺陷24會(huì)影響 器件之間的連接導(dǎo)通，影響產(chǎn)品性能。
[0045] 現(xiàn)有技術(shù)中，減少上述外延生長(zhǎng)缺陷的方法主要有W下兩種：一種是在棚滲雜的 錯(cuò)娃沉積過(guò)程中加入HCl氣體，W增加刻蝕選擇比，運(yùn)樣在外延生長(zhǎng)的同時(shí)對(duì)污染物進(jìn)行 清洗。但是運(yùn)種方法因?yàn)樾枰黾臃?氣體，因此會(huì)降低物料通過(guò)量，使材料生長(zhǎng)速度變 慢；另一種方法是濕法清洗流程，W去除污染物，但是運(yùn)種方法的效果很有限。
[0046] 為解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件及其形成方法，包括如下步 驟：
[0047] 形成基底；
[0048] 在基底