[发明专利]凹槽的形成方法以及在位形成凹槽和填充外延层的方法

权利要求书

1.一种凹槽的形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、进行第一次刻蚀，所述第一次刻蚀在硅衬底的选定区域中形成凹槽，所述第一次刻蚀采用干法刻蚀使所述凹槽呈U型或球型；

步骤二、将所述硅衬底放置在外延工艺腔中，采用所述外延工艺腔的HCl和GeH4两种反应气体对所述凹槽进行第二次刻蚀，使所述凹槽呈钻石型。

2.如权利要求1所述的凹槽的形成方法，其特征在于：步骤一中，所述硅衬底的顶部表面为(100)面；

步骤二中，所述第二次刻蚀对(110)面的刻蚀速率、对(100)面的刻蚀速率和对(111)面的刻蚀速率依次降低。

3.如权利要求2所述的凹槽的形成方法，其特征在于：所述第二次刻蚀中，GeH4和HCl的体积比为0.1：1～1:1。

4.如权利要求3所述的凹槽的形成方法，其特征在于：所述第二次刻蚀的温度为700℃～800摄氏度。

5.如权利要求3所述的凹槽的形成方法，其特征在于：所述第二次刻蚀中采用H2作为载气。

6.如权利要求1所述的凹槽的形成方法，其特征在于：步骤一中所述凹槽的选定区域为栅极结构两侧的源漏形成区域。

7.如权利要求6所述的凹槽的形成方法，其特征在于：所述栅极结构为栅介质层和多晶硅栅的叠加层，所述栅介质层由氧化硅组成，步骤一中，所述硅衬底的顶部表面上形成有栅极结构。

8.如权利要求6所述的凹槽的形成方法，其特征在于：所述栅极结构为栅介质层和金属栅的叠加层，所述栅介质层包括高介电常数层；步骤一中，所述硅衬底的顶部表面上形成有伪栅极结构，所述伪栅极结构形成于所述栅极结构的形成区域中，所述伪栅极结构由伪栅介质层和伪多晶硅栅叠加而成；所述伪栅结构在后续工艺中被所述栅极结构替换。

9.一种在位形成凹槽和填充外延层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、进行第一次刻蚀，所述第一次刻蚀在硅衬底的选定区域中形成凹槽，所述第一次刻蚀采用干法刻蚀使所述凹槽呈U型或球型；

步骤二、将所述硅衬底放置在外延工艺腔中，采用所述外延工艺腔的HCl和GeH4两种反应气体对所述凹槽进行第二次刻蚀，使所述凹槽呈钻石型；

步骤三、在所述外延工艺腔中在位进行外延生长工艺形成外延层将所述凹槽完全填充。

10.如权利要求9所述的在位形成凹槽和填充外延层的方法，其特征在于：步骤一中，所述硅衬底的顶部表面为(100)面；

步骤二中，所述第二次刻蚀对(110)面的刻蚀速率、对(100)面的刻蚀速率和对(111)面的刻蚀速率依次降低。

11.如权利要求10所述的在位形成凹槽和填充外延层的方法，其特征在于：所述第二次刻蚀中，GeH4和HCl的体积比为0.1：1～1:1。

12.如权利要求11所述的在位形成凹槽和填充外延层的方法，其特征在于：所述第二次刻蚀的温度为700℃～800摄氏度。

13.如权利要求11所述的在位形成凹槽和填充外延层的方法，其特征在于：所述第二次刻蚀中采用H2作为载气。

14.如权利要求9所述的在位形成凹槽和填充外延层的方法，其特征在于：步骤一中所述凹槽的选定区域为栅极结构两侧的源漏形成区域。

15.如权利要求14所述的在位形成凹槽和填充外延层的方法，其特征在于：所述栅极结构为栅介质层和多晶硅栅的叠加层，所述栅介质层由氧化硅组成，步骤一中，所述硅衬底的顶部表面上形成有栅极结构。