[发明专利]嵌入式SiP外延层的制造方法

权利要求书

1.一种嵌入式SiP外延层的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供一硅衬底，在所述硅衬底上形成有半导体器件的栅极结构；

对所述硅衬底进行刻蚀在所述栅极结构两侧自对准形成凹槽，所述凹槽的内侧表面暴露的硅为单晶结构；

步骤二、在所述凹槽中填充嵌入式SiP外延层，包括如下分步骤：

步骤21、进行第一次选择性外延生长在所述凹槽的内侧表面形成SiP缓冲层；所述第一次选择性外延生长工艺在所述凹槽内侧表面的单晶硅上生长所述SiP缓冲层；

步骤22、进行第二次选择性外延生长形成SiP主体层，由所述SiP缓冲层和所述SiP主体层叠加形成所述嵌入式SiP外延层；所述SiP主体层生长完成后会在所述栅极结构的侧面上形成缺陷种子层；

步骤23、对所述嵌入式SiP外延层进行回刻以将所述缺陷种子层去除。

2.如权利要求1所述的嵌入式SiP外延层的制造方法，其特征在于：步骤一中，所述栅极结构包括依次叠加的栅介质层和多晶硅栅；在所述多晶硅栅的顶部覆盖有顶部硬掩膜层，在所述多晶硅栅的侧面形成有侧墙。

3.如权利要求1所述的嵌入式外延层的制造方法，其特征在于：步骤一中，形成所述凹槽的刻蚀工艺为干法刻蚀或者为干法刻蚀加湿法刻蚀；所述凹槽的剖面呈U型结构。

4.如权利要求1所述的嵌入式外延层的制造方法，其特征在于：步骤23中，所述回刻的刻蚀气体采用HCl或者采用HCl和GeH4的混合气体。

5.如权利要求2所述的嵌入式外延层的制造方法，其特征在于：所述顶部硬掩膜层的材料包括氧化硅或氮化硅；

所述侧墙的材料包括氧化硅或氮化硅。

6.如权利要1所述的嵌入式外延层的制造方法，其特征在于：步骤一中，所述半导体器件为NMOS，所述嵌入式SiP外延层形成于所述NMOS的形成区域中。

7.如权利要6所述的嵌入式外延层的制造方法，其特征在于：步骤一中，在所述硅衬底上还包括PMOS的形成区域；在所述嵌入式SiP外延层形成后，会在所述PMOS的形成区域形成所述PMOS的嵌入式SiGe外延层；

所述缺陷种子层的缺陷尺寸小于缺陷检测设备的检测能力，所述嵌入式SiGe外延层的形成工艺能使所述缺陷种子层的缺陷长大。

8.如权利要求1所述的嵌入式SiP外延层的制造方法，其特征在于：所述SiP主体层的掺杂浓度大于所述SiP缓冲层的掺杂浓度。

9.如权利要求8所述的嵌入式SiP外延层的制造方法，其特征在于：步骤二中，步骤21和步骤22在相同的外延生长腔中连续进行。

10.如权利要求9所述的嵌入式SiP外延层的制造方法，其特征在于：步骤23也在步骤21和步骤22的外延生长腔中进行；或者，步骤23在步骤21和步骤22完成后在更换的外延生长腔中进行。

11.如权利要求9所述的嵌入式SiP外延层的制造方法，其特征在于：

所述第一次选择性外延生长的工艺条件包括：温度为500℃～800℃，腔体压强为1torr～100torr；工艺气体包括：硅源气体、磷源气体、HCl和载气；

所述第二次选择性外延生长的工艺条件包括：温度为500℃～800℃，腔体压强为1torr～100torr；工艺气体包括：硅源气体、磷源气体、HCl和载气；

所述磷浓度通过调节所述磷源气体的流量调节，所述磷源气体的流量越大所述磷浓度越大。

12.如权利要求11所述的嵌入式SiP外延层的制造方法，其特征在于：所述硅源气体包括SiH2Cl2或SiH4，所述磷源气体包括PH3，所述载气包括H2和N2。