本发明专利技术提供的嵌入式源/漏极MOS晶体管的制造方法，包括：在一半导体衬底所形成的PMOS管区域和NMOS管区域的上面分别形成栅极结构，PMOS管和NMOS管的区域间有STI；PMOS管区域和NMOS管区域中同步形成与栅极结构两侧相邻的沟槽；PMOS管区域和NMOS管区域的沟槽中生长第一应变硅后，同步形成第一嵌入式源/漏极；在PMOS管区域上淀积一阻挡层；采用酸性气体对NMOS管区域中的第一嵌入式源/漏极进行刻蚀后，以使完全暴露出的NMOS管区域中的凹槽中生长第二应变硅后，形成第二嵌入式源/漏极；去除淀积在PMOS管区域上的阻挡层。本发明专利技术可优化现有制造嵌入式源/漏极MOS晶体管的工艺步骤，并且，还可以降低制造成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体集成电路制造
，尤其涉及一种嵌入式源/漏极MOS晶体管的制造方法。
技术介绍
过去数十年来，CMOS器件的尺寸不断地变小。早期的半导体电路工艺中，CMOS器件中的沟道长度约在几个微米的等级。至90年代末，CMOS器件的尺寸不断缩小，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，CMOS器件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。随着硅材料压阻效应（piezoresistance effect）的深入研究，工业界逐渐认识到可以利用应力增加CMOS器件的载流子迁移率，进而增大电流强度，即应变硅技术（strained silicon）。应变硅技术广泛应用于90nm以下工艺，是保持CMOS器件微缩发展的必然选择，这是因为应变硅技术不仅可以明显提高迁移率，而且使得器件微缩的同时保持其驱动性能。 应变硅技术在PMOS管的源极和漏极所在的n阱中，采用选择性外延技术生长硅锗应变材料形成嵌入式硅锗（e-SiGe）源/漏极，而应变硅技术在NMOS管的源极和漏极所在的p阱中，采用选择性外延技术生长碳化硅应变材料形成嵌入式碳硅（e-SiC）源/漏极。而在选择性外延技术实施过程中掺杂磷（P）形成的NMOS和掺杂硼（B）形成的PMOS管后，除了能够提高其沟道区域的应力，还能使其沟道等效电阻减少，以及有效地阻止掺杂元素的扩散。 通常形成具有e-SiGe源/漏极和e-SiC源/漏极的CMOS器件的制造方法如 下所示： <br>参见图1a，提供一硅衬底100，所述硅衬底100具有用于形成NMOS管的区域、用于形成PMOS管的区域和一浅沟槽隔离（STI），通过STI将所述NMOS管的区域和PMOS管的区域进行隔离，在所述NMOS管的区域和PMOS管的区域上，分别形成有一栅极结构102。所述硅衬底100中还形成有一氧埋层（BOX）。 参见图1b，在所述硅衬底100和栅极结构102的表面淀积第一阻挡层104。 参见图1c，在所述NMOS管区域的第一阻挡层104上涂布第一光刻胶106。 参见图1d，以所述第一光刻胶106为掩模，光刻去除覆盖在所述PMOS管区域上的第一阻挡层104。 参见图1e，去除涂布在所述NMOS管区域上的第一光刻胶106，并在所述PMOS管区域中的源极和漏极所在的n阱处形成凹槽108，所述凹槽108位于PMOS管区域上的栅极结构102的底端两侧。 参见图1f，采用选择性外延技术在所述PMOS管区域中的凹槽108中生长硅锗应变材料，并在生长碳化硅应变材料过程中掺杂B元素，形成e-SiGe源/漏极110。 参见图1g，淀积第二阻挡层112，所述第二阻挡层112覆盖在所述第一阻挡层104和PMOS管的区域上。 参见图1h，在所述PMOS管区域的第二阻挡层112上涂布第二光刻胶114。 参见图1i，以所述第二光刻胶114为掩模，由上至下依次光刻去除覆盖在所述NMOS管区域上的第二阻挡层112和第一阻挡层104。 参见图1j，去除涂布在所述PMOS管区域上的第二光刻胶114，并在所述NMOS管区域中的源极和漏极所在的p阱处形成凹槽116，所述凹槽116位于所述NMOS管区域上的栅极结构102的底端两侧。 参见图1k，采用选择性外延技术在所述NMOS管区域中的凹槽116中生长碳化硅应变材料，并在生长碳化硅应变材料过程中掺杂P元素，形成e-SiC源/漏极118。 参见图1l，去除覆盖在所述PMOS管的区域上的第二光阻层112，形成CMOS器件。 由此可见，现有的具有e-SiGe源/漏极和e-SiC源/漏极的CMOS器件的制造方法，需要至少两次刻蚀硅衬底，方能分别形成用于e-SiGe源/漏极的凹槽和用于e-SiC源/漏极的凹槽，而每次为了形成一种所述的凹槽，中间还需要经过多重步骤，尤其在去除光刻胶和阻挡层的工艺步骤，所使用的光刻成本极其昂贵。所以，上述的制造方法不仅步骤繁琐，且制造成本极高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种嵌入式源/漏极MOS晶体管的制造方法，可优化现有制造嵌入式源/漏极MOS晶体管的工艺步骤，并且，还可以降低制造成本。 为了解决上述问题，本专利技术提供一种嵌入式源/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管的区域以及对所述PMOS管区域和NMOS管区域进行隔离的浅沟槽隔离，在所述PMOS管区域和NMOS管区域的上面分别形成栅极结构； 进行刻蚀，在所述PMOS管区域和NMOS管区域中同步形成与所述栅极结构两侧相邻的沟槽； 采用选择性外延技术生长第一应变硅材料，在所述PMOS管区域和NMOS管区域的沟槽中同步形成第一嵌入式源/漏极； 在所述PMOS管区域上淀积一阻挡层； 先采用酸性气体对所述NMOS管区域中的第一嵌入式源/漏极进行刻蚀，再采用选择性外延技术在完全暴露出的所述NMOS管区域中的凹槽中生长第二应变硅材料，形成第二嵌入式源/漏极； 去除淀积在所述PMOS管区域上的阻挡层。 进一步的，所述凹槽的深度为10nm-100nm。 进一步的，所述第一应变硅材料为SiGe、SiGeB、SiGeSn、SiSn、SiSnB中的一种。 优选的，在所述SiGe、SiGeB或SiGeSn中，Si:Ge的原子比为10:1-6:4。 优选的，所述SiSn或SiSnB中的Si:Sn的原子比为20:1-8:2。 优选的，所述SiGeB或SiSnB中的元素B的掺杂浓度为1×1014-8×1021atoms/cm3。 进一步的，所述第二应变硅材料为SiC、Si、SiCP、SiCAs中的一种。 优选的，在所述SiC、SiCP或SiCAs中，C/Si的原子比为0.1%-3%。 优选的，所述SiCP或SiCAs中的元素P或As的掺杂浓度为1×1014-8×1021atoms/cm3。 进一步的，所述酸性气体为HCl、HBr或CF4中的至少一种。 进一步的，所述酸性气体进行刻蚀的流量为50sccm-1000sccm、反应时间为5s-500s、工作压力为5torr-500torr。 与现有技术相比，本专利技术公开的嵌入式源/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管的区域以及对所述PMOS管区域和NMOS管区域进行隔离的浅沟槽隔离，在所述PMOS管区域和NMOS管区域的上面分别形成栅极结构；进行刻蚀，在所述PMOS管区域和NMOS管区域中同步形成与所述栅极结构两侧相邻的沟槽；采用选择性外延技术生长第一应变硅材料，在所述PMOS管区域和NMOS管区域的沟槽中同步形成第一嵌入式源/漏极；在所述PMOS管区域上淀积一阻挡层；先采用酸性气体对所述NMOS管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种嵌入式源/漏极MOS晶体管的制造方法，其特征在于，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管的区域以及对所述PMOS管区域和NMOS管区域进行隔离的浅沟槽隔离，在所述PMOS管区域和NMOS管区域的上面分别形成栅极结构； 进行刻蚀，在所述PMOS管区域和NMOS管区域中同步形成与所述栅极结构两侧相邻的沟槽； 采用选择性外延技术生长第一应变硅材料，在所述PMOS管区域和NMOS管区域的沟槽中同步形成第一嵌入式源/漏极； 在所述PMOS管区域上淀积一阻挡层； 先采用酸性气体对所述NMOS管区域中的第一嵌入式源/漏极进行刻蚀，再采用选择性外延技术在完全暴露出的所述NMOS管区域中的凹槽中生长第二应变硅材料，形成第二嵌入式源/漏极； 去除淀积在所述PMOS管区域上的阻挡层。
【技术特征摘要】
1.一种嵌入式源/漏极MOS晶体管的制造方法，其特征在于，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管的区域以及对所述PMOS管区域和NMOS管区域进行隔离的浅沟槽隔离，在所述PMOS管区域和NMOS管区域的上面分别形成栅极结构；
进行刻蚀，在所述PMOS管区域和NMOS管区域中同步形成与所述栅极结构两侧相邻的沟槽；
采用选择性外延技术生长第一应变硅材料，在所述PMOS管区域和NMOS管区域的沟槽中同步形成第一嵌入式源/漏极；
在所述PMOS管区域上淀积一阻挡层；
先采用酸性气体对所述NMOS管区域中的第一嵌入式源/漏极进行刻蚀，再采用选择性外延技术在完全暴露出的所述NMOS管区域中的凹槽中生长第二应变硅材料，形成第二嵌入式源/漏极；
去除淀积在所述PMOS管区域上的阻挡层。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述凹槽的深度为10nm-100nm。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一应变硅材料为SiGe、SiGeB、SiGeSn、SiSn、SiSnB中的一种。
4.如权利要求3所述的制造方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：禹国宾，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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