[发明专利]间隙壁去除方法有效

专利信息
申请号: 201310066832.9 申请日: 2013-03-01
公开(公告)号: CN104022030B 公开(公告)日: 2017-07-11
发明(设计)人: 韩秋华;张翼英 申请(专利权)人: 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
主分类号: H01L21/311 分类号: H01L21/311
代理公司: 上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237 代理人: 屈蘅,李时云
地址: 201203 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 间隙 去除 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及集成电路制造领域,特别涉及一种间隙壁去除方法。

背景技术

在传统的技术中,会将应力(stress)引入到金属氧化物晶体管(MOS transistor)的沟道区域内,以增加载流子迁移率(carriermobility),进而提高金属氧化物晶体管的性能。一般而言,对于NMOS晶体管而言,希望在源极至漏极方向的沟道区域产生张应力(tensilestress);而对于PMOS晶体管而言,希望在源极至漏极方向的沟道区域产生压应力(compressivestress)。

以PMOS晶体管为例,为了在其沟道区域产生压应力,需要在PMOS晶体管的源极和漏极区域形成外延层,所述外延层通常是锗硅(SiGe),由于锗硅比硅具有更大的晶格常数,因此其膜层内部具有压缩应力,该压缩压力会被转移到水平方向上,以在该PMOS晶体管的沟道内产生出压应力,进而提高空穴的迁移率。

一般的,形成锗硅层并进行完离子注入形成源/漏极后,需要移除间隙壁,以提高应力对沟道的作用,并降低层间介电层(ILD)的填充难度,为后续的金属插塞及互连线等制造工艺留出更多的空间。在间隙壁移除工艺通常采用磷酸(H3PO4)溶液,这是因为磷酸溶液对于SiN和氧化硅具有较高的刻蚀选择比。然而,在形成浅沟槽隔离结构(STI)的过程中由于使用了氢氟酸等溶液,实际形成的STI表面略低于半导体衬底的表面,导致STI/SiGe界面处的SiGe部分暴露产生弱点(weakpoint),使得磷酸溶液损伤STI/SiGe界面处的SiGe(如图1中虚线圈所示),影响器件的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种间隙壁去除方法,防止磷酸溶液损伤STI/SiGe界面处的SiGe。

为解决上述技术问题,本发明提供一种间隙壁去除方法,包括:

提供一半导体衬底,在所述半导体衬底上形成有栅极结构以及位于所述栅极结构侧壁的间隙壁,所述半导体衬底中形成有浅沟槽隔离结构以及锗硅层;

在所述锗硅层上形成金属硅化物层;

在所述半导体衬底上形成DUO材料层并进行回刻蚀形成刻蚀阻挡层,所述刻蚀阻挡层覆盖所述隔离结构和金属硅化物层;

利用磷酸溶液去除所述间隙壁;

去除所述刻蚀阻挡层。

进一步的,采用旋涂工艺形成所述DUO材料层。

进一步的,采用旋涂工艺形成所述DUO材料层后,对所述DUO材料层进行烘烤。

进一步的,所述DUO材料层的厚度为

进一步的,采用湿法的方式进行回刻蚀形成刻蚀阻挡层。

进一步的,采用CLK888溶液回刻蚀形成刻蚀阻挡层。

进一步的,所述刻蚀阻挡层的厚度为3~20nm。

进一步的,采用湿法的方式去除所述刻蚀阻挡层。

进一步的,采用CLK888溶液去除所述刻蚀阻挡层。

进一步的,所述金属硅化物层是NiSi或TiSi。

与现有技术相比,本发明在半导体衬底上形成DUO材料层并进行回刻蚀形成刻蚀阻挡层,所述刻蚀阻挡层覆盖浅沟槽隔离结构(STI)和金属硅化物层,由于所述刻蚀阻挡层的遮挡,利用磷酸溶液去除所述间隙壁的过程中,磷酸溶液不会对STI/SiGe界面处的SiGe造成损伤,有利于提高器件的性能。

附图说明

图1是磷酸溶液损伤STI/SiGe界面处的SiGe的示意图;

图2是本发明实施例的间隙壁去除方法的流程示意图;

图3A是本发明实施例的间隙壁去除方法形成金属硅化物层之前的俯视图;

图3B是本发明实施例的间隙壁去除方法形成金属硅化物层之前沿AA’向的剖面示意图;

图3C是本发明实施例的间隙壁去除方法形成金属硅化物层之前沿BB’向的剖面示意图;

图4A是本发明实施例的间隙壁去除方法形成金属硅化物层之后沿AA’向的剖面示意图;

图4B是本发明实施例的间隙壁去除方法形成金属硅化物层之后沿BB’向的剖面示意图;

图5A是本发明实施例的间隙壁去除方法形成刻蚀阻挡层之后沿AA’向的剖面示意图;

图5B是本发明实施例的间隙壁去除方法形成刻蚀阻挡层之后沿BB’向的剖面示意图;

图6A是本发明实施例的间隙壁去除方法去除间隙壁之后沿AA’向的剖面示意图;

图6B是本发明实施例的间隙壁去除方法去除间隙壁之后沿BB’向的剖面示意图;

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