一种外延生长方法技术

本发明专利技术提供一种外延生长方法，包括以下步骤：提供半导体结构；在锗烷(GeH

【技术实现步骤摘要】
一种外延生长方法
本专利技术主要涉及半导体领域，尤其涉及一种外延生长方法。
技术介绍
单晶外延生长在半导体产品的制作工艺中具有广泛应用，例如3DNANDFlash、DRAM(动态随机存取存储器)等。单晶硅衬底表面的清洁度是决定外延生长的单晶硅品质(例如，表面缺陷数量、重复单元中的生长均一性等)的关键因素。以3DNAND三维存储器为例，在器件制造过程中，如硅衬底表面形成有含氧的硅层，则该含氧的硅层将抑制外延生长的成核，从而影响外延生长的单晶硅品质。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种外延生长方法，实现工艺流程的优化，并提高单晶硅衬底表面的清洁度。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种外延生长方法，包括以下步骤：提供半导体结构；充入锗烷(GeH4)和载气的混合气体并在预设温度下烘烤所述半导体结构，所述锗烷(GeH4)在所述预设温度下分解产生锗原子和/或锗原子簇；以及进行硅或硅基材料的外延生长。在本专利技术的一实施例中，所述混合气体还包括氯化氢(HCl)。在本专利技术的一实施例中，所述预设温度为600摄氏度至800摄氏度。在本专利技术的一实施例中，充入所述混合气体时，所述锗烷(GeH4)的流量为200-350毫升/分钟。在本专利技术的一实施例中，充入所述混合气体时，所述锗烷(GeH4)的流量为250-350毫升/分钟，所述氯化氢(HCl)的流量为大于零且小于或等于100毫升/分钟。在本专利技术的一实施例中，所述载气的流量为19000-20000毫升/分钟。在本专利技术的一实施例中，所述半导体结构上形成有沟道孔，所述半导体结构上形成有沟道孔，所述进行硅或硅基外延生长，包括：在所述沟道孔内进行硅或硅基外延生长。在本专利技术的一实施例中，在充入锗烷(GeH4)和载气的混合气体之前，还包括：对所述沟道孔进行清洗；对所述半导体结构进行高温退火处理。在本专利技术的一实施例中，所述半导体结构包括衬底和位于衬底上的堆叠层，所述沟道孔沿堆叠方向穿过所述堆叠层并延伸至所述衬底内。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：通过新的工艺步骤的运用，简化去除外延生长区域的含氧硅层的工艺步骤。同时可调节温度范围以降低反应体系的温度要求，降低工艺步骤中的能量消耗。附图说明附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中：图1是本专利技术一实施例的外延生长方法的流程图。图2A-2G是本专利技术一实施例的外延生长方法的半导体结构在各步骤的结构示意图。其中，图2E是在半导体结构的衬底界面区域发生的反应示意图。具体实施方式为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。如本申请所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。本申请的实施例描述一种外延生长方法。在一实施例中，如图1所示，本申请的外延生长方法包括：步骤101，提供半导体结构。步骤102，在锗烷(GeH4)和载气的混合气体氛围中烘烤所述半导体结构。步骤103，进行硅或硅基材料的外延生长。在步骤101，提供半导体结构，在一实施例中，该半导体结构上开设有沟道孔。在步骤103中，进行硅或硅基材料的外延生长，具体为，在所述沟道孔内进行硅或硅基外延生长。进一步的，半导体结构包括衬底和位于衬底上的堆叠层，该沟道孔沿堆叠方向穿过堆叠层并沿伸至衬底内。如图2A所例示，半导体结构包括衬底201和位于衬底上的堆叠层202。堆叠结构202包括第一材料层203和第二材料层204交替堆叠的叠层。在一些实施例中，第一材料层203可为栅极层或伪栅极层。第二材料层为绝缘层。在本专利技术的实施例中，衬底201的材料例如是硅。第一材料层203和第二材料层204例如是氮化硅和氧化硅的组合。以氮化硅和氧化硅的组合为例，可以采用化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)或其他合适的沉积方法，依次在衬底201上交替沉积氮化硅和氧化硅，形成堆叠结构202。如图2B所例示，形成垂直穿过堆叠层而到达衬底的沟道孔210及沟道孔211。沟道孔的数量为示意性的。在具体工艺中，可以通过掩膜进行图案控制，依次进行硬掩膜沉积、光刻胶旋涂与烘焙、曝光和干法刻蚀，从堆叠结构的顶部直至贯穿硅衬底，形成沟道孔。在一些实施例中，在形成沟道孔之后，以及在充入锗烷(GeH4)和载气的混合气体之前，对沟道孔进行清洗。在刻蚀形成沟道孔后，沟道孔的侧壁以及与沟道孔开口邻近的堆叠层上表面区域，存在刻蚀残留物以及副产物。例如，残留的光阻和表面的缺陷，在图2B中例如位于标示的212区域。为此，需要对沟道孔表面，包括底部和侧壁区域，以及与沟道孔开口邻近的堆叠层上表面区域进行清洗和剥离，实现对沟道孔表面的清洁和修整。具体例如干法去除光阻和沟道孔剥离(ChannelHoleStrip)。清洗后形成的半导体结构如图2C所示。在一些实施例中，对沟道孔进行清洗之后，对衬底和堆叠层进行高温退火处理。例如，可在氮气(N2)氛围中对衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外延生长方法，包括以下步骤：/n提供半导体结构；/n充入锗烷(GeH

【技术特征摘要】
1.一种外延生长方法，包括以下步骤：
提供半导体结构；
充入锗烷(GeH4)和载气的混合气体并在预设温度下烘烤所述半导体结构，所述锗烷(GeH4)在所述预设温度下分解产生锗原子和/或锗原子簇；以及
进行硅或硅基材料的外延生长。


2.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述硅基材料包括硅锗材料。


3.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述混合气体还包括氯化氢(HCl)。


4.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，所述预设温度为600摄氏度至800摄氏度。


5.根据权利要求1所述的外延生长方法，其特征在于，充入所述混合气体时，所述锗烷(GeH4)的流量为200-350毫升/分钟。


6.根据权利要求3所述的外延生长方法，其特征在于，充入所述混合气体时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张豪，郭海峰，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42