[发明专利]半导体制造方法

说明书

本发明提供一种半导体制造方法，用于减少阱区中硼掺杂损失，在STI沟槽中形成第一SiGe层，通过Ge浓缩工艺，将表面的Ge驱动至衬底之中从而形成第二SiGe层并同时在沟槽表面产生STI氧化物衬垫层，形成的第二SiGe层能够有效地防止阱区的硼在热处理工艺中向STI氧化物中扩散，降低了阱区硼损失，解决了半导体器件Id‑Vg曲线出现的双驼峰(Id‑Vg curve double hump)现象以及硼损失所导致的窄沟道宽度效应(narrow width effect)，提高了器件性能。同时，并未显著增加工艺成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造方法领域，特别地，涉及一种减少半导体器件阱区中硼掺杂损失的方法。

背景技术

浅沟槽隔离结构(STI)是集成电路中的重要部件，而阱区掺杂是集成电路制造工艺中必不可少的工艺步骤。

在集成电路制造工艺过程中，由于后续的热氧化、退火等热处理工艺时的高温作用，阱区中掺入的硼会扩散进入浅沟槽隔离结构，从而导致阱区中的硼损失(boron loss)。硼损失严重时，会导致器件边缘提前开启，从而使Id-Vg曲线出现双驼峰(Id-Vg curvedouble hump)现象，同时器件的关态电流(Ioff)也会增加。另外，硼损失会导致NMOS窄沟道宽度效应(narrow width effect)变强，使得窄沟道器件关态电流快速增加，从而导致器件性能不能满足电路设计的需要。

当前，在集成电路制造工艺中，通常采用在形成STI沟槽之后，在STI沟槽之中生长一层STI衬垫层SiN，通过SiN对硼的阻挡来减轻硼损失。可以参见附图5，衬底11之中形成STI沟槽(未给出附图标记)之后，先后形成了STI氧化物衬垫层12和STI氮化硅衬垫层13，并且最后填充有STI隔离材料14。其中的STI氮化硅衬垫层13可以起到阻挡硼扩散的作用，能够减轻阱区的硼损失。但是，直接在STI沟槽中沉积氮化硅材料容易引入压应力，如果SiN厚度过大，则会因为应力而引入位错缺陷，如果SiN厚度过小，则其所产生的阻挡硼扩散作用将难以令人满意。

因而，需要开发一种新的防止阱区硼损失的方法以克服现有技术中存在的上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种半导体器件制造方法，用于减少阱区中硼损失，其特征在于包括如下步骤：

在衬底上依次形成表面氧化物层和表面氮化物层；

通过刻蚀工艺，在所述衬底中形成STI沟槽，并进行阱区注入，形成有源区；

在所述STI沟槽中，形成第一SiGe层，其覆盖所述STI沟槽的底部和侧壁；

进行Ge浓缩工艺和退火处理，形成第二SiGe层和STI氧化物衬垫层；

填充所述STI沟槽，并进行平坦化处理，形成STI结构。

根据本发明的半导体器件制造方法，所述第一SiGe层厚度为Ge的原子含量为15～35％。

根据本发明的半导体器件制造方法，Ge浓缩工艺的具体条件为：温度700～100℃，氧气流量3～5slm，时间1～3小时；退火处理的具体条件为：氮气流量3～7slm,温度600～900℃，时间0.5～1.5小时。

根据本发明的半导体器件制造方法，形成所述第二SiGe层和所述STI氧化物衬垫层的具体方式是：Ge浓缩工艺将所述第一SiGe层中的Ge浓缩到所述衬底中，从而在所述衬底中形成第二SiGe层，同时，在所述STI沟槽的表面形成了所述STI氧化物衬垫层。