[发明专利]嵌入式源/漏MOS晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造技术领域，尤其涉及一种嵌入式源/漏极MOS晶体管的制造方法。

背景技术

过去数十年来，MOS晶体管（金属氧化物半导体场效应晶体管）的尺寸不断地变小。早期的半导体电路工艺中，MOS晶体管中的沟道长度约在几个微米的等级。至90年代末，MOS晶体管的尺寸不断缩小，让半导体电路的效能大大提升。到了今日的半导体电路工艺中，这个参数已经缩小了几十倍甚至超过一百倍。

然而，MOS晶体管尺寸的减小也会带来一些负面的问题。例如，沟道宽度变小会使沟道等效电阻变大。因此，对于关键尺寸小于90纳米的MOS晶体管常采用增大应力的方式来提高迁移率，进而增大电流强度。沟道区域的应力会改变硅的能级结构，拉伸应力可以提高电子迁移率，压缩应力可以提高空穴迁移率。

为了解决MOS晶体管中的沟道区域的应力问题，MOS晶体管的源极和漏极所在的阱区常采用嵌入式源/漏极制成，例如，以解决PMOS管中的沟道区域的压缩应力为例，参见图1，PMOS管的源极和漏极所在的n阱采用嵌入式硅锗（e-SiGe）源/漏极制成，即：在硅衬底1的源极和漏极所在的n阱形成凹槽，所述凹槽位于硅衬底1上的栅极侧墙2的底端两侧，采用硅锗外延生长技术在所述凹槽中形成所述的嵌入式硅锗源/漏极3，并通过增加硅锗中的锗的浓度来提高PMOS管的性能，尤其这种技术应用于45纳米工艺以下的器件时，对诱发PMOS管的沟道中的压缩应力非常有效。

然而，在PMOS管形成源极和漏极所在的凹槽中增加硅锗中的锗的浓度的同时，亦会使NMOS管附着的硅锗颗粒Dot的数量增加，如图2所示，图2是图1所示的俯视示意图，通过酸性HCl（氯化氢）气体的清洗，虽HCL气体与附着在NMOS管的硅锗发生反应而产生混合气体以减少颗粒，却会极大地降低硅锗外延生长速率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种嵌入式源/漏极MOS晶体管的制造方法，以便既能保证在用于形成嵌入式源/漏极的沟槽中外延生长材料的速率，又能通过剩余的氧化阻挡层降低嵌入式源/漏极MOS晶体管所污染的风险。

为了解决上述问题，本发明提供一种嵌入式源/漏极MOS晶体管的制造方法，包括如下步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底具有用于形成PMOS管的区域和NMOS管的区域，在所述PMOS管区域和NMOS管区域的上面分别形成栅极结构；

淀积一氧化阻挡层；

利用氮化工艺和氮化后退火工艺将氮加入所述氧化阻挡层中以形成氮氧化阻挡层，去除部分所述氮氧化阻挡层以暴露出所述PMOS管区域或NMOS管区域，或者，

去除部分所述氧化阻挡层以暴露出所述PMOS管区域或NMOS管区域，利用氮化工艺和氮化后退火工艺将氮加入剩余的氧化阻挡层中以形成氮氧化阻挡层；

在暴露的区域中形成与所述栅极结构两侧相邻的沟槽；

在所述沟槽中外延生长一应变硅材料以形成嵌入式源/漏极。

优选的，当暴露出所述PMOS管区域时，所述应变硅材料为应变硅锗聚合物。

优选的，当暴露出所述NMOS管区域时，所述应变硅材料为碳化硅材料。

优选的，所述氮化工艺为去耦合等离子体氮化处理工艺。

优选的，加入到所述氧化阻挡层中的氮离子的浓度为1x10¹⁵-2x10¹⁶atoms/cm²。

进一步的，所述氧化阻挡层为氧化硅、氧化钛、氧化锗中的一种。

进一步的，在所述沟槽中外延生长一应变硅材料以形成嵌入式源/漏极之后，还包括去除剩余的所述氮氧化阻挡层。