[发明专利]形成侧墙以及PMOS晶体管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种形成侧墙以及PMOS晶体管的方法。

背景技术

众所周知，机械应力可以改变硅材料的能隙和载流子迁移率，最近，机械应力在影响MOSFET性能方面扮演了越来越重要的角色。如果可以适当控制应力，提高了载流子(n-沟道晶体管中的电子，p-沟道晶体管中的空穴)迁移率，就提高了驱动电流，因而应力可以极大地提高晶体管的性能。

应力衬垫技术在NMOS晶体管上形成张应力衬垫层(tensile stress liner)，在PMOS晶体管上形成压应力衬垫层(compressive stress liner)，从而增大了PMOS晶体管和NMOS晶体管的驱动电流，提高了电路的响应速度。据研究，使用双应力衬垫技术的集成电路能够带来24％的速度提升。

在现有的高性能的半导体器件中，首先在需要形成源区和漏区的区域形成锗硅，然后再进行掺杂形成PMOS晶体管的源区和漏区，形成锗硅是为了引入硅和锗硅(SiGe)之间晶格失配形成的压应力，进一步提高压应力，提高晶体管的性能。

现有技术中，在源漏区域采用锗硅(SiGe)的PMOS晶体管的形成过程中，在栅极周围形成侧墙的方法为：在硅衬底上形成栅极；在栅极两侧的硅衬底内进行锗(Ge)离子注入，在需要形成源区和漏区的区域形成嵌入式锗硅(embedded SiGe)，之后再进行掺杂形成源区和漏区；在硅衬底、锗硅区域和栅极组成的表面形成氧化硅层；在氧化硅层上形成氮化硅层；干法回刻所述氧化硅层和氮化硅层，在所述栅极的周围形成侧墙。该侧墙产生压应力施加给栅极下方的沟道，这样可以提高空穴的迁移率，提高驱动电流，从而可以极大地提高晶体管的性能。

然而，通过透射电镜图像分析，发现用现有技术的方法形成的侧墙，在锗硅区域与侧墙的接触面上没有氧化硅层，这将导致侧墙与锗硅之间的应力差变大、晶格匹配失调，使侧墙容易与硅衬底剥离，从而影响器件的性能。

2009年12月9日公开的公开号为CN101599429的中国专利申请公开了一种形成侧墙的方法，也没有解决以上所述的技术问题。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术形成侧墙的方法造成锗硅区域与侧墙的接触面上没有氧化硅层，侧墙容易与硅衬底剥离。

为解决上述问题，本发明提供一种形成侧墙的方法，包括：

提供硅衬底，所述硅衬底上形成有栅极，所述栅极两侧的硅衬底内形成有锗硅区域；

氧化所述硅衬底、锗硅区域以及栅极的表面，在所述硅衬底、锗硅区域以及栅极的表面形成氧化层；

在所述氧化层表面形成氧化硅层；

在所述氧化硅层表面形成氮化硅层；

回刻所述氧化硅层和氮化硅层在所述栅极的周围形成侧墙。

可选的，所述氧化所述硅衬底、锗硅区域以及栅极的表面为用臭氧氧化所述硅衬底、锗硅区域以及栅极的表面。

可选的，所述用臭氧氧化所述硅衬底、锗硅区域以及栅极的表面包括：

等离化臭氧形成臭氧等离子体；

用所述臭氧等离子体氧化所述硅衬底、锗硅区域以及栅极的表面。

可选的，所述用臭氧氧化所述硅衬底、锗硅区域以及栅极的表面包括：

在400℃～580℃范围内加热所述硅衬底；

以15000～27000sccm的流量将臭氧通入所述硅衬底所在的腔室内，氧化所述硅衬底、锗硅区域以及栅极的表面。

本发明还提供一种形成PMOS晶体管的方法，包括：

提供硅衬底；

在所述硅衬底上形成栅极；

在所述栅极两侧的硅衬底内形成锗硅区域；

对锗硅区域进行P型离子注入，形成源区和漏区；

氧化所述硅衬底、锗硅区域以及栅极的表面，在所述硅衬底、锗硅区域以及栅极的表面形成氧化层；

在所述氧化层表面形成氧化硅层；

在所述氧化硅层表面形成氮化硅层；

回刻所述氧化硅层和氮化硅层在所述栅极的周围形成侧墙。

可选的，还包括：

以所述侧墙为掩膜，对所述锗硅区域进行P型离子轻掺杂。

可选的，所述P型离子为硼离子。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：