一种应变半导体沟道的形成方法技术

本发明专利技术涉及一种应变半导体沟道的形成方法。本发明专利技术通过在源极/漏极退火之后形成应变沟道，既避免了应变半导体沟道暴露于高温的源极/漏极退火处理，又由于减少了应变半导体沟道所要经历的处理步骤，而避免了半导体层损耗。另外，由于离子注入区的刻蚀速率明显大于未经过离子注入的弛豫层部分的刻蚀速率，故可容易的控制刻蚀深度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，特别涉及。
技术介绍
随着器件特征尺寸的不断缩小，以提高沟道载流子 迁移率为目的的应变沟道工程起到越来越重要的作用。理论和经验研究已经证实，当将应力施加到晶体管的沟道中时，晶体管的载流子迁移率会得以提高或降低；然而，还已知，电子和空穴对相同类型的应变具有不同的响应。例如，在电流流动的方向上施加压应力对空穴迁移率有利，但是对电子迁移率有害。而施加张应力对电子迁移率有利，但是对空穴迁移率有害。具体而言，对于NMOS器件，在沿沟道方向弓丨入张应力提高了其沟道中电子的迁移率；另一 方面，对于PMOS器件，在沿沟道方向引入压应力提高了其沟道中空穴的迁移率。根据这一理论，已发展了许多方法，其中一种方法是产生“全局应变”，也即，从衬底产生施加到整体晶体管器件区域的应变，全局应变是利用如下结构产生的，例如应变Si/SiGe弛豫层、绝缘体上的应变Si等结构。但是，在传统的应变Si沟道形成方法中，在器件制造工艺(例如，浅沟槽隔离(STI)、栅极形成等)之前，必须先在例如SiGe层上形成应变Si覆层。这也导致了存在以下问题(I)在器件制造工艺期间，应变Si覆层可能受到损耗，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应变半导体沟道的形成方法，包括以下步骤：在半导体衬底上形成SiGe弛豫层；在所述弛豫层上形成第一栅结构以及环绕所述第一栅结构的侧墙；在所述第一栅结构两侧的弛豫层中形成源极和漏极；在所述弛豫层、第一栅结构和侧墙上形成层间介电层；对所述层间介电层进行平坦化处理，以暴露出所述第一栅结构；去除所述第一栅结构，以形成开口，从而露出所述弛豫层；在所述开口中进行离子注入以在所述弛豫层中形成离子注入区；刻蚀所述离子注入区以在所述弛豫层中形成沟槽；在所述沟槽中外延形成半导体外延层以构成应变半导体沟道；以及在所述半导体外延层上形成第二栅结构。

【技术特征摘要】
1.一种应变半导体沟道的形成方法，包括以下步骤 在半导体衬底上形成SiGe弛豫层； 在所述弛豫层上形成第一栅结构以及环绕所述第一栅结构的侧墙； 在所述第一栅结构两侧的弛豫层中形成源极和漏极； 在所述弛豫层、第一栅结构和侧墙上形成层间介电层； 对所述层间介电层进行平坦化处理，以暴露出所述第一栅结构； 去除所述第一栅结构，以形成开口，从而露出所述弛豫层； 在所述开口中进行离子注入以在所述弛豫层中形成离子注入区； 刻蚀所述离子注入区以在所述弛豫层中形成沟槽； 在所述沟槽中外延形成半导体外延层以构成应变半导体沟道；以及 在所述半导体外延层上形成第二栅结构。2.根据权利要求I所述的应变半导体沟道的形成方法，其中 所述半导体衬底由Si或绝缘体上娃形成。3.根据权利要求I所述的应变半导体沟道的形成方法，其中 所述SiGe弛豫层中Ge原子百分比从邻近所述半导体衬底的20%逐渐变化为远离所述半导体衬底的100%。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹海洲，骆志炯，朱慧珑，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：