[发明专利]半导体器件和半导体器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及半导体器件和半导体器件制造方法。

背景技术

嵌入式硅锗(SiGe)被广泛应用于高级互补金属氧化物半导体(CMOS)逻辑器件产品中，以改善PMOS晶体管的性能。

图1示出一种根据现有技术的半导体器件，该半导体器件包括：硅衬底100，在所述硅衬底100中形成有凹槽；籽晶层(seed layer)120，形成在所述凹槽的底部上；体层(bulk layer)130，形成在所述籽晶层120上；以及帽层140，包含硅并且形成在所述体层130上。可在帽层140上沉积镍。包含硅的帽层140可与镍进行反应而形成镍硅(NiSi)层。所述镍硅层可用作源/漏区域与金属电极之间的电接触层。

发明内容

本发明的发明人发现，根据上述的现有技术，帽层的形成速度较慢，从而半导体器件的单位时间生产量较低。

针对发明人所发现的上述现有技术中存在的问题，提出了根据本发明的新的技术方案。

更具体地，根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：硅衬底，在所述硅衬底中形成有凹槽；籽晶层，包含硅并且形成在所述凹槽的底部上；体层，包含硅锗并且形成在所述凹槽中在所述籽晶层上；以及帽层，包含硅并且形成在所述体层上，其中，所述帽层中含有硼。

根据一种可能的示例性实施方式，所述体层还可包含硼，所述帽层还可包含锗，所述籽晶层还可包含锗，所述帽层还可包含氟。

根据一种可能的示例性实施方式，所述体层可以用作PMOS晶体管的源极或漏极。

根据一种可能的示例性实施方式，所述帽层中的硼的浓度可以为1×10¹⁸原子/cm³至5×10²⁰原子/cm³。

根据本发明的另一个方面，提供了一种半导体器件，包括：硅衬底，在所述硅衬底中形成有凹槽；籽晶层，包含硅并且形成在所述凹槽的底部上；体层，包含碳化硅并且形成在所述凹槽中在所述籽晶层上；以及帽层，包含硅并且形成在所述体层上，其中，所述帽层中含有磷和砷中的至少一种。

根据一种可能的示例性实施方式，所述籽晶层可包含碳化硅，所述帽层可包含碳化硅。

根据一种可能的示例性实施方式，所述半导体器件用于形成NMOS晶体管的源极或漏极。

根据一种可能的示例性实施方式，所述帽层中的磷和砷的浓度总和为1×10¹⁸原子/cm³至5×10²⁰原子/cm³。

根据一种可能的示例性实施方式，上述的帽层上可以具有包含镍硅的电接触层。

根据一种可能的示例性实施方式，上述的凹槽可以是U形凹槽，或者也可以是∑形凹槽。

根据本发明的另一个方面，提供了一种半导体器件制造方法，包括：在硅衬底中形成凹槽；在所述凹槽的底部形成包含硅的籽晶层；在所述凹槽中在所述籽晶层上生长包含硅锗的体层；以及在所述体层上形成包含硅的帽层，其中所述帽层包含硼。

根据一种可能的示例性实施方式，所述帽层可以通过外延生长来形成，其中工艺气体可以包含BH₃、B₂H₆、BF₃和BCl₃中的至少一个、SiH₄和SiH₂Cl₂中的至少一个、以及氢气。

根据一种可能的示例性实施方式，所述体层可以通过选择性外延生长来形成，其中工艺气体可以包含SiH₄或SiH₂Cl₂，并且所述工艺气体可以包含GeH₄和氢气。

根据一种可能的示例性实施方式，所述工艺气体还可以包含BH₃、B₂H₆、BF₃和BCl₃中的至少一个。

根据一种可能的示例性实施方式，所述选择性外延生长的工艺温度可以为500℃至800℃，工艺压力可以为1Torr至500Torr。

根据一种可能的示例性实施方式，所述SiH₄或SiH₂Cl₂和GeH₄的流速可以为1sccm至1000sccm，所述氢气的流速可以为0.1slm至50slm。