[发明专利]具有锗硅源漏的MOS晶体管的制造方法

说明书

本发明公开了一种具有锗硅源漏的MOS晶体管的制造方法，包括步骤：步骤一、提供一硅衬底，在硅衬底的表面形成栅极结构。步骤二、在栅极结构的两侧形成侧面具有∑形状的凹槽，包括分步骤：步骤21、形成硬掩膜层；步骤22、光刻定义出凹槽的形成区域，进行硬掩膜层的刻蚀；进行硅衬底的第一次干法刻蚀并形成具有第一体积的凹槽；步骤23、采用第一离子注入工艺对凹槽的周侧的硅进行预处理；步骤24、进行第二次湿法刻蚀将凹槽扩展到第二体积；步骤三、在凹槽中填充锗硅外延层形成嵌入式锗硅层。步骤四、进行源漏注入形成源区和漏区。本发明能扩大凹槽的体积从而扩大嵌入式锗硅层的体积，从而改善MOS晶体管特别是PMOS管的电学性能。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种具有锗硅源漏的MOS晶体管的制造方法。

背景技术

MOS晶体管特别是PMOS管的源漏区往往需要形成嵌入式锗硅外延层，嵌入式锗硅外延层能够对PMOS管的沟道区的应力进行调制从而有利于提高PMOS的载流子迁移率，从而提高PMOS管的电学性能。MOS晶体管也通常简称为FET组成，PMOS管简称为pFET组件，NMOS管简称为nFET组件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有锗硅源漏的MOS晶体管的制造方法，能增加嵌入式锗硅外延层的体积，从而提高器件的电学性能。

为解决上述技术问题，本发明提供的具有锗硅源漏的MOS晶体管的制造方法包括如下步骤：

步骤一、提供一硅衬底，在所述硅衬底的表面形成栅极结构，所述栅极结构的侧面形成有侧墙。

步骤二、在所述栅极结构的两侧形成侧面具有∑(sigma)形状的凹槽，包括如下分步骤：

步骤21、形成硬掩膜层。

步骤22、采用光刻工艺在所述栅极结构的两侧定义出所述凹槽的形成区域，采用刻蚀工艺将所述凹槽形成区域的所述硬掩膜层去除；对所述凹槽形成区域的的所述硅衬底进行第一次干法刻蚀并形成具有第一体积的所述凹槽。

步骤23、采用第一离子注入工艺对第一体积的所述凹槽的周侧的硅进行预处理，所述预处理用于增加后续第二次湿法刻蚀的效率。

步骤24、进行第二次湿法刻蚀将所述凹槽由第一体积扩展到第二体积，通过所述预处理增加所述第二次湿法刻蚀形成的所述第二体积。

步骤三、在所述凹槽中填充锗硅外延层形成嵌入式锗硅外延层，通过增加所述第二体积增加所述嵌入式锗硅外延层并提高MOS晶体管的电学性能。

步骤四、在形成有所述嵌入式锗硅外延层的所述栅极结构的两侧进行源漏注入形成源区和漏区。

进一步的改进是，具有锗硅源漏的MOS晶体管为PMOS管。

进一步的改进是，步骤一中所述栅极结构由栅介质层和多晶硅栅叠加而成。

进一步的改进是，所述栅极结构作为伪栅，在所述步骤四的所述源区和所述漏区形成之后所述伪栅被去除，之后在所述伪栅去除的区域中形成金属栅结构。

进一步的改进是，所述金属栅结构为HKMG。

进一步的改进是，步骤一中在所述硅衬底表面形成有浅沟槽场氧，由所述浅沟槽场氧隔离出有源区，MOS晶体管形成于有源区中。

进一步的改进是，步骤一中所述侧墙的材料为氮化硅。

进一步的改进是，所述硬掩膜层的材料为氮化硅。

进一步的改进是，所述第一离子注入工艺的注入杂质包括硅，砷，氮，氩气，注入剂量为3E13cm^-2～2E14cm^-2。

进一步的改进是，步骤三中形成嵌入式锗硅外延层的分步骤包括：