CN103165448B - Pmos晶体管的形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种PMOS晶体管的形成方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有栅极结构;在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成凹槽;在所述凹槽内形成至少一层硅锗层,硅锗层的表面低于半导体衬底表面或与半导体衬底表面平齐;对硅锗层进行氧化处理,在硅锗层表面形成氧化层,以消耗硅锗层中的硅;去除硅锗层表面的氧化层。本发明实施例提供的PMOS晶体管的形成方法,提高了硅锗层中锗的浓度,提高了器件的性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制作领域,特别涉及一种PMOS晶体管的形成方法。
背景技术
随着半导体制造技术的飞速发展,半导体器件为了达到更高的运算速度、更大的数据存储量、以及更多的功能,半导体器件朝向更高的元件密度、更高的集成度方向发展,因此,互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS)晶体管的栅极变得越来越细且长度变得比以往更短。为了获得较好的电学性能,通常需要通过控制载流子迁移率来提高半导体器件性能。控制载流子迁移率的一个关键要素是控制晶体管沟道中的应力,以提高驱动电流。
目前,采用嵌入式锗硅(EmbeddedGeSi)技术来提高应力,即在需要形成源区和漏区的区域先形成锗硅材料,然后再进行掺杂形成PMOS晶体管的源区和漏区;形成所述锗硅材料是为了引入硅和锗硅(SiGe)之间晶格失配形成的压应力,控制载流子迁移率,提高PMOS晶体管的性能。
图1~图3为现有具有硅锗源漏区的PMOS晶体管的形成方法。
参考图1,提供半导体衬底100,所述半导体衬底100上形成有栅极结构,所述栅极结构包括栅介质层102和位于栅介质层102上的栅电极103,所述栅极结构的侧壁形成有侧墙104,所述半导体衬底100内形成有用于隔离有源区的浅沟道隔离结构105。
参考图2,以所述栅极结构和侧墙104为掩膜,在栅极结构两侧的半导体衬底100内形成凹槽106。
参考图3,在图2所示的凹槽106内形成硅锗层107,硅锗层107填充满凹槽;对所述硅锗层107进行离子注入,形成PMOS晶体管的源漏区。
更多关于硅锗源漏区的PMOS晶体管的制作方法请参考专利号为US7569443的美国专利。
现有在PMOS晶体管的源漏区形成硅锗层的方法,硅锗层中锗的浓度较低,且硅锗层中锗的浓度不好控制,影响硅锗层施加在沟道区的应力,降低了PMOS晶体管的性能。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种PMOS晶体管的形成方法,提高硅锗层中锗的浓度,提高PMOS晶体管的性能。
为解决上述问题,本发明提供了一种PMOS晶体管的形成方法,包括:
提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有栅极结构;
在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成凹槽;
在所述凹槽内形成至少一层硅锗层,硅锗层的表面低于半导体衬底表面或与半导体衬底表面平齐;
对硅锗层进行氧化处理,在硅锗层表面形成氧化层,以消耗硅锗层中的硅;
去除硅锗层表面的氧化层。
并相应的去除氧化处理后硅锗层表面形成的氧化层,提高硅锗层中锗的浓度。
可选的,在所述凹槽内形成第一硅锗层,第一硅锗层表面低于半导体衬底表面或与半导体衬底表面平齐;对所述第一硅锗层进行氧化处理;去除第一硅锗层表面的氧化层。
可选的,在所述凹槽内形成第一硅锗层,第一硅锗层表面低于半导体衬底表面;对所述第一硅锗层进行氧化处理;去除第一硅锗层表面的氧化层;在第一硅锗层表面形成第二硅锗层,第二硅锗层表面低于半导体衬底表面或与半导体衬底表面平齐;对所述第二硅锗层进行氧化处理;去除第二硅锗层表面的氧化层。
可选的,所述在凹槽内形成的硅锗层大于或等于两层时,每层硅锗层的厚度相等;对每层硅锗层的氧化处理时间相等。
可选的,在所述凹槽内形成第一硅锗层,第一硅锗层表面低于半导体衬底的表面;对所述第一硅锗层进行氧化处理,去除第一硅锗层表面的氧化层;在第一硅锗层表面形成第二硅锗层,所述第二硅锗层表面低于半导体衬底表面或与半导体衬底表面平齐;对第二硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后第二硅锗层表面形成的氧化层,对第二硅锗层的氧化处理的时间等于对第一硅锗层氧化处理的时间,使第二硅锗层中锗的浓度等于第一硅锗层中锗的浓度。
可选的,所述在凹槽内形成的硅锗层大于或等于两层时,每层硅锗层的厚度相等;后形成的硅锗层的氧化处理的时间小于先形成的前层硅锗层的氧化处理时间。
可选的,在所述沟槽内形成第一硅锗层,第一硅锗层表面低于半导体衬底表面;对第一硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后第一硅锗层表面形成的氧化层;在第一硅锗层表面形成第二硅锗层,所述第二硅锗层表面低于半导体衬底表面或与半导体衬底表面平齐;对第二硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后第二硅锗层表面形成的氧化层,对第二硅锗层的氧化处理的时间小于对第一硅锗层氧化处理的时间,使第二硅锗层中锗的浓度小于第一硅锗层中锗的浓度。
可选的,在所述沟槽内形成第一硅锗层,第一硅锗层表面低于半导体衬底表面;对第一硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后第一硅锗层表面形成的氧化层;在第一硅锗层表面形成第二硅锗层,所述第二硅锗层表面低于半导体衬底表面;对第二硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后第二硅锗层表面形成的氧化层,对第二硅锗层的氧化处理的时间小于对第一硅锗层氧化处理的时间,使第二硅锗层中锗的浓度小于第一硅锗层中锗的浓度;在第二硅锗层表面形成第三硅锗层,所述第三硅锗层表面低于半导体衬底表面或与半导体衬底表面平齐;对第三硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后第三硅锗层表面形成的氧化层,对第三硅锗层的氧化处理的时间小于对第二硅锗层氧化处理的时间,使第三硅锗层中锗的浓度小于第二硅锗层中锗的浓度。
可选的,所述在凹槽内形成的硅锗层大于或等于两层时,后形成的硅锗层的氧化处理的时间与先形成的硅锗层的氧化处理时间呈等差关系。
可选的,后形成的硅锗层的氧化处理的时间比先形成的硅锗层的氧化处理时间的小50~60秒。
可选的,所述在凹槽内形成的硅锗层大于或等于两层时,后形成的硅锗层的氧化处理的时间与先形成的硅锗层的氧化处理时间呈非等差关系。
可选的,所述氧化处理为快速热氧化工艺。
可选的,所述快速热氧化工艺的温度为900~1200摄氏度,压力为500~760Torr,时间1~4分钟。
可选的,所述快速热氧化工艺采用的气体为氧气,流量为50~200sccm。
可选的,所述去除氧化层采用湿法刻蚀工艺。
可选的,所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为稀释的氢氟酸。
可选的,形成所述硅锗层的工艺参数为:温度是600~1100摄氏度,压强1~500托,硅源气体是SiH4或DCS,锗源气体是GeH4,还包括HCl气体以及氢气,其中硅源气体、锗源气体、HCl的流量均为1~1000sccm,氢气的流量是0.1~50slm。
可选的,形成所述硅锗层的工艺的反应气体还包括硼源气体,所述硼源气体是B2H6或BH3,硼源气体的流量是1~1000sccm。
可选的,还包括:在硅锗层上形成覆盖层。
可选的,所述覆盖层的材料为硅锗或者硅。
可选的,还包括:对栅极结构两侧的硅锗层进行离子注入,形成PMOS晶体管的源/漏区。
与现有技术相比,本发明技术方案具有以下优点:
在形成硅锗层后,对硅锗层进行氧化处理,消耗硅锗层中的硅形成氧化层,在去除氧化层后,使得氧化后硅锗层中锗的浓度提高,增大了硅锗层施加在PMOS晶体管沟道区的应力,提高了载流子的迁移率,提高PMOS晶体管的性能;
进一步,形成多层硅锗层时,每层硅锗层的厚度相同,对每层硅锗层进行氧化处理的时间相同,由于多层硅锗层时,每层硅锗层的厚度较薄,氧化处理时效率更高,使每层硅锗层中更多的硅被氧化,提高了每层硅锗层中锗的浓度,使得多层硅锗层构成的硅锗层中锗的整体浓度进一步增大,进一步增大了硅锗层施加在PMOS晶体管沟道区的应力,提高了载流子的迁移率,提高PMOS晶体管的性能;
更进一步,形成多层硅锗层时,每层硅锗层的厚度相同,后形成的硅锗层的氧化处理的时间小于先形成的硅锗层的氧化处理时间,氧化处理时间越短,氧化处理时消耗的硅锗层中的硅越少,氧化处理后相应硅锗层中锗的浓度越小,形成锗的浓度由凹槽底部向半导体衬底表面逐渐减小的渐变硅锗层,增大了硅锗层施加在PMOS晶体管沟道区的应力,提高了载流子的迁移率,提高PMOS晶体管的性能;
再进一步,形成多层硅锗层时,每层硅锗层的厚度相同,后形成的硅锗层的氧化处理的时间小于先形成的硅锗层的氧化处理时间,后形成的硅锗层的氧化处理的时间与先形成的硅锗层的氧化处理时间呈等差或者非等差关系,使得形成的渐变硅锗层中锗的浓度沿凹槽底部向半导体衬底表面呈线性或者非线性关系减小,增大了硅锗层施加在PMOS晶体管沟道区的应力,提高了载流子的迁移率,提高PMOS晶体管的性能。
附图说明
图1~图3为现有PMOS晶体管形成方法的剖面结构示意图;
图4为本发明PMOS晶体管形成方法第一实施例的流程示意图;
图5~图8为本发明PMOS晶体管形成方法第一实施例的剖面结构示意图;
图9为本发明PMOS晶体管形成方法第二实施例的流程示意图;
图10~图15为本发明PMOS晶体管形成方法第二实施例的剖面结构示意图;
图16为本发明PMOS晶体管形成方法第三实施例的流程示意图;
图17~图23为本发明PMOS晶体管形成方法的第三实施例的剖面结构示意图。
具体实施方式
在PMOS晶体管的源、漏区形成硅锗层(SiGe),引入硅和锗硅之间晶格失配形成的压应力,提高沟道区载流子的迁移率,通常情况下,硅锗层中锗的浓度越高,硅锗层(SiGe)施加的压应力越大,沟道区载流子的迁移率越快,PMOS晶体管的性能提高越多。发明人在现有制作具有硅锗源漏区的PMOS晶体管的过程中发现,现有提高的硅锗层中锗浓度的方法是改变锗源气体和硅源气体的流量比,但是这种方法提高硅锗层中的锗浓度有限,一般为20%~30%,工艺较复杂。
现有技术中,为了进一步提高PMOS晶体管的性能,通常在源漏区形成渐变硅锗层,渐变硅锗层中锗的浓度从硅锗层底部向半导体衬底表面逐渐减小。现有形成PMOS晶体管的过程中,通过逐渐变化锗源气体和硅源气体的流量,形成PMOS晶体管的渐变硅锗层,发明人进一步研究发现,现有方法形成的渐变硅锗层中的浓度不好控制而且较难获得锗含量较高的硅锗层,使得PMOS晶体管的性能难以得到进一步的提升。
为解决上述问题,发明人提出一种晶体管的制作方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有栅极结构;在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成凹槽;在所述凹槽内形成至少一层硅锗层,硅锗层的表面低于半导体衬底表面或与半导体衬底表面平齐;对硅锗层进行氧化处理,并相应的去除氧化处理后硅锗层表面形成的氧化层,提高硅锗层中锗的浓度。本发明PMOS晶体管的形成方法,提高了硅锗层中锗的浓度,提高PMOS晶体管的性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在详述本发明实施例时,为便于说明,示意图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本发明的保护范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
参考图4,图4为本发明PMOS晶体管形成方法第一实施例的流程示意图,包括:
步骤S20,提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有栅极结构;
步骤S21,在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成凹槽;
步骤S22,在所述凹槽内形成第一硅锗层,第一硅锗层表面低于半导体衬底表面或与半导体衬底表面平齐;
步骤S23,对所述第一硅锗层进行氧化处理;
步骤S24,去除第一硅锗层表面的氧化层;
步骤S25,在第一硅锗层上形成覆盖层。
图5~图8为本发明PMOS晶体管形成方法第一实施例的剖面结构示意图。
参考图5,提供半导体衬底300,所述半导体衬底300上形成有栅极结构,所述栅极结构包括位于半导体衬底300上的栅介质层302和位于栅介质层302上的栅电极303;所述栅极结构两侧的侧壁上形成有侧墙304。
所述半导体衬底300为硅或者绝缘体上硅(SOI);所述栅介质层302为氧化硅,所述栅介质层302也可以为氧化铪等高K介质层;所述栅电极303为多晶硅栅极或金属栅极。
所述半导体衬底300内还形成有浅沟道隔离结构305,用于隔离有源区。
参考图6,在栅极结构和侧墙304两侧的半导体衬底300内形成凹槽306。
形成所述凹槽306的步骤可以为:在所述半导体衬底300和栅极结构表面形成硬掩膜层(图中未示出),所述硬掩膜层具有与后续形成的凹槽的位置及宽度对应的开口,然后沿所述开口刻蚀半导体衬底300,形成凹槽306。
在本发明的其他实施例中所述形成的凹槽306的形状为∑(sigma)形,具体的工艺过程为:在所述半导体衬底300和栅极结构表面形成硬掩膜层(图中未示出),所述硬掩膜层具有与后续形成的第一凹槽的位置及宽度对应的开口;采用干法刻蚀工艺,沿所述开口刻蚀半导体衬底300,形成第一凹槽(图中未示出),干法刻蚀采用的气体为HBr或者CF4;采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述第一凹槽,形成凹槽306,湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为TMAH(四甲基氢氧化氨),采用TMAH(四甲基氢氧化氨)刻蚀时<110>或<100>晶向的半导体衬底300的腐蚀速率较快,而<111>晶向的半导体衬底300的腐蚀速率较为缓慢,使得形成的凹槽306的形状为∑(sigma)形,后续在凹槽306形成硅锗层时,使得硅锗层与沟道区距离更近,增大了施加在沟道区的应力。
参考图6和图7,在所述凹槽306内形成第一硅锗层307,所述第一硅锗层307表面低于半导体衬底300表面或与半导体衬底300表面平齐。
所述第一硅锗层307的形成工艺为选择性外延沉积工艺,温度是600~1100摄氏度,压强1~500托,硅源气体是SiH4或DCS,锗源气体是GeH4,还包括HCl气体以及氢气,氢气作为载气,HCl气体作为选择性气体,用于增加沉积的选择性,所述选择性气体也可以为氯气,其中硅源气体、锗源气体、HCl的流量均为1~1000sccm,氢气的流量是0.1~50slm。
形成所述第一硅锗层307的反应气体还包括硼源气体,所述硼源气体是B2H6或BH3,硼源气体的流量是1~1000sccm。
本实施例中形成的第一硅锗层307中锗的浓度为20~30%,所述锗的浓度是指第一硅锗层307中锗原子的数量和硅原子和锗原子数量的比值。
在本实施例中,所述第一硅锗层307的表面略低于半导体衬底300的表面,防止第一硅锗层307厚度太厚,不利于后续提高第一硅锗层307中锗的浓度,第一硅锗层307低于半导体衬底300的部分,后续通过覆盖层填充。
继续参考图7,对所述第一硅锗层307进行氧化处理,使第一硅锗层307中的硅氧化形成氧化层307a。
所述氧化处理为快速热氧化工艺(RTO,RapidThermalOxidation),所述快速热氧化工艺的温度为900~1200摄氏度,压力为500~760Torr,时间1~4分钟。快速热氧化工艺采用的气体为氧气,流量为50~200sccm。
氧化处理过程消耗的为第一硅锗层307中的部分硅,形成氧化层307a,使得第一硅锗层307氧硅原子的数量减小,在后续去除氧化层后,第一硅锗层307中锗的浓度加大,使第一硅锗层307中锗的浓度提高到35%~45%,氧化后的第一硅锗层307中锗的浓度相对于未被氧化前第一硅锗层307中锗的浓度(20%~30%)大幅提高。
参考图8,去除第一硅锗层307表面的氧化层307a(图7所示);在去除氧化层307a后的第一硅锗层307上形成覆盖层308。
去除所述氧化层307a采用湿法刻蚀工艺,湿法刻蚀工艺采用的溶液为稀释的氢氟酸。
在去除第一硅锗层307表面的氧化层307a后,还包括:以所述栅极结构和侧墙304为掩膜,对栅极结构两侧的第一硅锗层307进行离子注入,形成PMOS晶体管的源漏区。
所述覆盖层308形成工艺为选择性外延沉积工艺,所述覆盖层308的材料是硅或者硅锗。所述覆盖层308的作用是在后续形成金属硅化物的工艺中提供硅源。所述覆盖层308材料为硅锗时,所述覆盖层308中锗的浓度要小于第一硅锗层307中锗的浓度。
本实施例中,所述覆盖层308材料为硅锗。
参考图9,图9为本发明PMOS晶体管形成方法第二实施例的流程示意图,包括:
步骤S30,提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有栅极结构;
步骤S31,在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成凹槽;
步骤S32,在所述凹槽内形成第一硅锗层,第一硅锗层表面低于半导体衬底的表面;
步骤S33,对所述第一硅锗层进行氧化处理,去除第一硅锗层表面的氧化层;
步骤S34,在第一硅锗层表面形成第二硅锗层,所述第二硅锗层表面低于半导体衬底表面或与半导体衬底表面平齐;
步骤S35,对第二硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后第二硅锗层表面形成的氧化层,对第二硅锗层的氧化处理的时间等于对第一硅锗层氧化处理的时间,使第二硅锗层中锗的浓度等于第一硅锗层中锗的浓度;
步骤S36,对栅极结构两侧的硅锗层进行离子注入,形成PMOS晶体管的源漏区;
步骤S37,在第二硅锗层表面形成覆盖层。
图10~图15为本发明PMOS晶体管形成方法第二实施例的剖面结构示意图。
参考图10,提供半导体衬底300,所述半导体衬底300上形成有栅极结构,所述栅极结构包括位于半导体衬底300上的栅介质层302和位于栅介质层302上的栅电极303,所述栅极结构两侧的侧壁上形成有侧墙304;在栅极结构和侧墙304两侧的半导体衬底300内形成凹槽306。
所述半导体衬底300为硅或者绝缘体上硅(SOI);所述栅介质层302为氧化硅,所述栅介质层302也可以为氧化铪等高K介质层;所述栅电极303为多晶硅栅极或金属栅极。
所述半导体衬底300内还形成有浅沟道隔离结构305,用于隔离有源区。
形成所述凹槽306的步骤可以为:在所述半导体衬底300和栅极结构表面形成硬掩膜层(图中未示出),所述硬掩膜层具有与后续形成的凹槽的位置及宽度对应的开口,然后沿所述开口刻蚀半导体衬底300,形成凹槽306。
在本发明的其他实施例中所述形成的凹槽306的形状为∑(sigma)形,具体的工艺过程为:在所述半导体衬底300和栅极结构表面形成硬掩膜层(图中未示出),所述硬掩膜层具有与后续形成的第一凹槽的位置及宽度对应的开口;采用干法刻蚀工艺,沿所述开口刻蚀半导体衬底300,形成第一凹槽(图中未示出),干法刻蚀采用的气体为HBr或者CF4;采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述第一凹槽,形成凹槽306,湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为TMAH(四甲基氢氧化氨),采用TMAH(四甲基氢氧化氨)刻蚀时<110>或<100>晶向的半导体衬底300的腐蚀速率较快,而<111>晶向的半导体衬底300的腐蚀速率较为缓慢,使得形成的凹槽306的形状为∑(sigma)形,后续在凹槽306形成硅锗层时,使得硅锗层与沟道区距离更近,增大了施加在沟道区的应力。
参考图11,在所述凹槽306内形成第一硅锗层309,第一硅锗层309的表面低于半导体衬底300的表面。
所述第一硅锗层309的形成工艺为选择性外延沉积工艺,温度是600~1100摄氏度,压强1~500托,硅源气体是SiH4或DCS,锗源气体是GeH4,还包括HCl气体以及氢气,氢气作为载气,HCl气体作为选择性气体,用于增加沉积的选择性,所述选择性气体也可以为氯气,其中硅源气体、锗源气体、HCl的流量均为1~1000sccm,氢气的流量是0.1~50slm。
形成所述第一硅锗层309的工艺的反应气体还包括硼源气体,所述硼源气体是B2H6或BH3,硼源气体的流量是1~1000sccm。
上述方法形成的第一硅锗层309中锗的浓度为20~30%。
参考图12,对所述第一硅锗层309进行氧化处理,使第一硅锗层309中的硅氧化形成氧化层309a。
对所述第一硅锗层309氧化处理为快速热氧化工艺(RTO,RapidThermalOxidation),所述快速热氧化工艺的温度为900~1200摄氏度,压力为500~760Torr,时间1~4分钟。快速热氧化工艺采用的气体为氧气,流量为50~200sccm。
氧化处理过程消耗的为第一硅锗层309中的硅,形成氧化层309a,使得第一硅锗层309氧原子的数量减小,在后续去除氧化层后,第一硅锗层309中锗的浓度加大,相比于第一实施例中的形成硅锗层,第一硅锗层309的厚度较薄,氧化处理过程中,形成的氧化层对氧化处理的阻挡效果较小,使得第一硅锗层309更多的硅被氧化成氧化硅,后续在去除氧化层后,第一硅锗层309中锗的浓度相比与第一实施例中形成的硅锗层中锗的浓度较大。
参考图13,去除第一硅锗层309表面的氧化层309a;在去除氧化层309a后的第一硅锗层309上形成第二硅锗层310,第二硅锗层310的表面低于半导体衬底300表面或与半导体衬底表面300平齐。
去除第一硅锗层307表面的氧化层309a采用湿法刻蚀工艺,湿法刻蚀工艺采用的溶液为稀释的氢氟酸。
形成第二硅锗层310的工艺为选择性外延沉积工艺,第二硅锗层310的厚度与未被氧化处理前的第一硅锗层309的厚度相同,在后续对第二硅锗层310氧化处理后,使得氧化处理后第二硅锗层310中锗的浓度与氧化处理后第一硅锗层309中锗的浓度相同,减小因为厚度的差异而带来第二硅锗层310中锗的浓度的变化。
形成第二硅锗层310具体的工艺条件为:温度是600~1100摄氏度,压强1~500托,硅源气体是SiH4或DCS,锗源气体是GeH4,还包括HCl气体以及氢气,氢气作为载气,HCl气体作为选择性气体,用于增加沉积的选择性,所述选择性气体也可以为氯气,其中硅源气体、锗源气体、HCl的流量均为1~1000sccm,氢气的流量是0.1~50slm。形成所述第一硅锗层309的工艺的反应气体还包括硼源气体,所述硼源气体是B2H6或BH3,硼源气体的流量是1~1000sccm。
参考图14,对所述第二硅锗层310进行氧化处理,使第二硅锗层310中的硅氧化形成氧化层310a,对第二硅锗层310的氧化处理的时间等于对第一硅锗层309氧化处理的时间,使第二硅锗层中锗310的浓度等于第一硅锗层中锗的浓度309。
对所述第二硅锗层310氧化处理为快速热氧化工艺(RTO,RapidThermalOxidation),所述快速热氧化工艺的温度为900~1200摄氏度,压力为500~760Torr,时间1~4分钟。快速热氧化工艺采用的气体为氧气,流量为50~200sccm。对所述第二硅锗层310进行氧化处理的时间与对第一硅锗层309进行氧化处理的时间相同,其他工艺参数也相同,使得氧化处理后第二硅锗层310中锗的浓度与氧化处理后第一硅锗层309中锗的浓度相同。
本实施例中形成的第一硅锗层309和第二硅锗层310的叠层的硅锗层,第一硅锗层309和第二硅锗层310中锗的浓度相同,且均高于第一实施例中形成的硅锗层中锗的浓度,第一硅锗层309和第二硅锗层310的叠层的硅锗层能给PMOS晶体管的沟道区提供更大的应力,提高了PMOS晶体管的性能。
参考图15,去除第二硅锗层310表面的氧化层310a;在去除氧化层310a后的第二硅锗层310表面形成覆盖层311。
去除第二硅锗层310表面的氧化层310a采用湿法刻蚀工艺,湿法刻蚀工艺采用的溶液为稀释的氢氟酸。
在去除第二硅锗层310表面的氧化层310a后,还包括:以所述栅极结构和侧墙304为掩膜,对栅极结构两侧的第一硅锗层309和第二硅锗层310进行离子注入,形成PMOS晶体管的源漏区。
所述覆盖层311形成工艺为选择性外延沉积工艺,所述覆盖层311的材料是硅或者硅锗。所述覆盖层311的作用是在后续形成金属硅化物的工艺中提供硅源。所述覆盖层311材料为硅锗时,所述覆盖层311中锗的浓度要小于第二硅锗层310中锗的浓度。本实施例中覆盖层311材料为硅锗。
在本发明的其他实施例中,所述凹槽306内形成的硅锗层大于两层,在对每次形成的硅锗层进行氧化处理时,对每层硅锗层的氧化处理时间相等,使得每层硅锗层中锗的浓度相等,且每层硅锗层的厚度相等,保证对每层硅锗层氧化处理时,减小厚度的差异对硅锗层中的硅氧化效果的影响,保证氧化后硅锗层的浓度与前层保持一致。形成的硅锗层大于两层时,每层硅锗层的厚度小于本发明第一实施例中形成的硅锗层的厚度,因此在对每层硅锗层进行氧化处理时,使得每层硅锗层相对更多的硅形成氧化硅,每层硅锗层中锗的浓度相比于第一实施例中形成的硅锗层中锗的浓度更高,并且由于每层硅锗层中锗的浓度相等,因此多层硅锗层中锗的整体浓度要比第一实施例中形成的硅锗层的锗的浓度更高,增大了施加沟道区应力,进一步提高了沟道区载流子的速率,进一步提高可PMOS晶体管的性能。
参考图16,图16为本发明PMOS晶体管形成方法的第三实施例的流程示意图,包括:
步骤S200,提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有栅极结构;
步骤S201,在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成凹槽;
步骤S202,在所述凹槽内形成第一硅锗层,第一硅锗层表面低于半导体衬底表面;
步骤S203,对所述第一硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后第一硅锗层表面形成的氧化层;
步骤S204,在第一硅锗层表面形成第二硅锗层,所述第二硅锗层表面低于半导体衬底表面;
步骤S205,对第二硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后第二硅锗层表面形成的氧化层,对第二硅锗层的氧化处理的时间小于对第一硅锗层氧化处理的时间,使第二硅锗层中锗的浓度小于第一硅锗层中锗的浓度;
步骤S206,在第二硅锗层表面形成第三硅锗层,所述第三硅锗层表面低于半导体衬底表面或与半导体衬底表面平齐;
步骤S207,对第三硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后第三硅锗层表面形成的氧化层,对第三硅锗层的氧化处理的时间小于对第二硅锗层氧化处理的时间,使第三硅锗层中锗的浓度小于第二硅锗层中锗的浓度;
步骤S208,对栅极结构两侧的硅锗层进行离子注入,形成PMOS晶体管的源漏区;
步骤S209,在第三硅锗层表面形成覆盖层。
图17~图23为本发明PMOS晶体管形成方法的第三实施例的剖面结构示意图。
参考图17,提供半导体衬底300,所述半导体衬底300上形成有栅极结构,所述栅极结构包括位于半导体衬底300上的栅介质层302和位于栅介质层302上的栅电极303,所述栅极结构两侧的侧壁上形成有侧墙304;在栅极结构和侧墙304两侧的半导体衬底300内形成凹槽306;在所述凹槽306内形成第一硅锗层312,第一硅锗层312表面低于半导体衬底表面300。
所述半导体衬底300为硅或者绝缘体上硅(SOI);所述栅介质层302为氧化硅,所述栅介质层302也可以为氧化铪等高K介质层;所述栅电极303为多晶硅栅极或金属栅极。
所述半导体衬底300内还形成有浅沟道隔离结构305,用于隔离有源区。
形成所述凹槽306的步骤可以为:在所述半导体衬底300和栅极结构表面形成硬掩膜层(图中未示出),所述硬掩膜层具有与后续形成的凹槽的位置及宽度对应的开口,然后沿所述开口刻蚀半导体衬底300,形成凹槽306。
在本发明的其他实施例中所述形成的凹槽306的形状为∑(sigma)形,具体的工艺过程为:在所述半导体衬底300和栅极结构表面形成硬掩膜层(图中未示出),所述硬掩膜层具有与后续形成的第一凹槽的位置及宽度对应的开口;采用干法刻蚀工艺,沿所述开口刻蚀半导体衬底300,形成第一凹槽(图中未示出),干法刻蚀采用的气体为HBr或者CF4;采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述第一凹槽,形成凹槽306,湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为TMAH(四甲基氢氧化氨),采用TMAH(四甲基氢氧化氨)刻蚀时<110>或<100>晶向的半导体衬底300的腐蚀速率较快,而<111>晶向的半导体衬底300的腐蚀速率较为缓慢,使得形成的凹槽306的形状为∑(sigma)形,后续在凹槽306形成硅锗层时,使得硅锗层与沟道区距离更近,增大了施加在沟道区的应力。
所述第一硅锗层312的形成工艺为选择性外延沉积工艺,温度是600~1100摄氏度,压强1~500托,硅源气体是SiH4或DCS,锗源气体是GeH4,还包括HCl气体以及氢气,氢气作为载气,HCl气体作为选择性气体,用于增加沉积的选择性,所述选择性气体也可以为氯气,其中硅源气体、锗源气体、HCl的流量均为1~1000sccm,氢气的流量是0.1~50slm。
形成所述第一硅锗层312的工艺的反应气体还包括硼源气体,所述硼源气体是B2H6或BH3,硼源气体的流量是1~1000sccm。
上述方法形成的第一硅锗层312中锗的浓度为20~30%。
参考图18,对所述第一硅锗层312进行氧化处理,使第一硅锗层312中的硅氧化形成氧化层312a。
对所述第一硅锗层312氧化处理为快速热氧化工艺(RTO,RapidThermalOxidation),所述快速热氧化工艺的温度为900~1200摄氏度,压力为500~760Torr,时间2~4分钟。快速热氧化工艺采用的气体为氧气,流量为50~200sccm。本实施例中氧化处理的时间为3分钟。
氧化处理过程消耗的为第一硅锗层312中的部分硅,形成氧化层312a,使得第一硅锗层312氧原子的数量减小,在后续去除氧化层312a后,第一硅锗层312中锗的浓度加大,使第一硅锗层312中锗的浓度提高到35%~45%。
本实施例中形成的硅锗层为渐变硅锗层,由多层不同锗浓度的硅锗层构成,且硅锗层中锗的浓度从底部向半导体衬底表面不断减小,因此本实例中形成的多层硅锗层中氧化后的第一硅锗层312中锗的浓度最大。渐变硅锗层相比于锗浓度不变的硅锗层能给沟道提供更大的应力,锗浓度不变的硅锗层易引起晶格的失配,减小了应力。渐变硅锗层提供应力的大小与最底层硅锗层(本实例中为第一硅锗层312)中锗的浓度正相关,本实施例中形成的第一硅锗层312中锗的浓度相对于现有技术中形成的渐变硅锗层的底层硅锗层中锗的浓度较大,提高可PMOS晶体管的性能。
参考图19,去除第一硅锗层312表面的氧化层312a;在去除氧化层312a后的第一硅锗层312上形成第二硅锗层313,第二硅锗层313的表面低于半导体衬底300的表面。
去除第一硅锗层312表面的氧化层312a采用湿法刻蚀工艺,湿法刻蚀工艺采用的溶液为稀释的氢氟酸。
形成第二硅锗层313的工艺为选择性外延沉积工艺,第二硅锗层313的厚度与未被氧化处理前的第一硅锗层312的厚度相同,在后续对第二硅锗层313氧化处理后,使得氧化处理后第二硅锗层313中锗的浓度的深度范围与第一硅锗层312锗的浓度深度范围相同,使的具有锗浓度梯度的第一硅锗层312、第二硅锗层313的厚度相同,不会厚度太薄或太厚,影响后续形成的整个硅锗层的应力。
形成第二硅锗层313具体的工艺条件为:温度是600~1100摄氏度,压强1~500托,硅源气体是SiH4或DCS,锗源气体是GeH4,还包括HCl气体以及氢气,氢气作为载气,HCl气体作为选择性气体,用于增加沉积的选择性,所述选择性气体也可以为氯气,其中硅源气体、锗源气体、HCl的流量均为1~1000sccm,氢气的流量是0.1~50slm。形成所述第二硅锗层313的工艺的反应气体还包括硼源气体,所述硼源气体是B2H6或BH3,硼源气体的流量是1~1000sccm。
参考图20,对所述第二硅锗层313进行氧化处理,使第二硅锗层313中的硅氧化形成氧化层313a。
对所述第二硅锗层313氧化处理为快速热氧化工艺(RTO,RapidThermalOxidation),所述快速热氧化工艺的温度为900~1200摄氏度,压力为500~760Torr。快速热氧化工艺采用的气体为氧气,流量为50~200sccm。所述第二硅锗层313氧化处理的工艺参数与对第一硅锗层312氧化处理的工艺参数相比,除了氧化处理的时间不同外,其他的工艺参数均相同。
对所述第二硅锗层313氧化处理的时间小于对第一硅锗层312氧化处理的时间,氧化处理过程中,第二硅锗层313中消耗的硅要小于第一硅锗层312中消耗的硅,因此氧化处理后,氧化处理后的第二硅锗层313中锗的浓度要小于氧化处理后的第一硅锗层312中锗的浓度。
本实施例中,对所述第二硅锗层313氧化处理的时间与对第一硅锗层312氧化处理的时间呈等差关系,对所述第二硅锗层313氧化处理的时间比对第一硅锗层312氧化处理的时间小50~60秒,氧化处理后的第二硅锗层313中锗的浓度要小于氧化处理后的第一硅锗层312中锗的浓度,且氧化处理后的第二硅锗层313中锗的浓度与氧化处理后的第一硅锗层312中锗浓度呈线性变化。本实施例中氧化处理的时间为2分钟,对所述第二硅锗层313氧化处理的时间比对第一硅锗层312氧化处理的时间小60秒。
在本发明的其他实施例中,对所述第二硅锗层313氧化处理的时间与对第一硅锗层312氧化处理的时间呈非等差关系,如对所述第二硅锗层313氧化处理的时间与对第一硅锗层312氧化处理的时间呈等比关系或对数关系,氧化处理后的第二硅锗层313中锗的浓度要小于氧化处理后的第一硅锗层312中锗的浓度,且氧化处理后的第二硅锗层313中锗的浓度与氧化处理后的第一硅锗层312中锗浓度呈非线性变化。例如氧化处理的时间为2.5分钟,所述第二硅锗层313氧化处理的时间与对第一硅锗层312氧化处理的时间呈比例3∶2.5。
参考图21,去除第二硅锗层313表面的氧化层313a(图20所示);在去除氧化层313a后的第一硅锗层312上形成第三硅锗层314,第三硅锗层314的表面低于半导体衬底300表面或与半导体衬底300表面平齐。
去除第二硅锗层313表面的氧化层313a采用湿法刻蚀工艺,湿法刻蚀工艺采用的溶液为稀释的氢氟酸。
形成第三硅锗层314的工艺为选择性外延沉积工艺,第三硅锗层314的厚度与未被氧化处理前的第一硅锗层312和第二硅锗层313的厚度相同,在后续对第三硅锗层314氧化处理后,使得氧化处理后第三硅锗层314中锗的浓度的深度范围与第一硅锗层312和第二硅锗层313中不同锗的浓度分布深度范围相同,使的具有浓度梯度的第一硅锗层312、第二硅锗层313和第三硅锗层314的厚度相同,不会厚度太薄或太厚,影响后续形成的整个硅锗层的应力。
形成第三硅锗层314具体的工艺条件为:温度是600~1100摄氏度,压强1~500托,硅源气体是SiH4或DCS,锗源气体是GeH4,还包括HCl气体以及氢气,氢气作为载气,HCl气体作为选择性气体,用于增加沉积的选择性,所述选择性气体也可以为氯气,其中硅源气体、锗源气体、HCl的流量均为1~1000sccm,氢气的流量是0.1~50slm。形成所述第三硅锗层314的工艺的反应气体还包括硼源气体,所述硼源气体是B2H6或BH3,硼源气体的流量是1~1000sccm。
参考图22,对所述第三硅锗层314进行氧化处理,使第三硅锗层314中的硅氧化形成氧化层314a。
对所述第三硅锗层314氧化处理为快速热氧化工艺(RTO,RapidThermalOxidation),所述快速热氧化工艺的温度为900~1200摄氏度,压力为500~760Torr。快速热氧化工艺采用的气体为氧气,流量为50~200sccm。对所述第三硅锗层314氧化处理的工艺参数与对第一硅锗层312和第二硅锗层313氧化处理的工艺参数相比,除了氧化处理的时间不同外,其他的工艺参数均相同。
对所述第三硅锗层314氧化处理的时间小于对第二硅锗层313氧化处理的时间,氧化处理过程中,第三硅锗层314中消耗的硅要小于第二硅锗层313中消耗的硅,因此氧化处理后,氧化处理后的第三硅锗层314中锗的浓度要小于氧化处理后的第二硅锗层313中锗的浓度,第一硅锗层312、第二硅锗层313和第三硅锗层314构成锗浓度逐渐减小的渐变硅锗层。
本实施例中,对所述第三硅锗层314氧化处理的时间与对第一硅锗层312、第二硅锗层313氧化处理的时间呈等差关系,对所述第三硅锗层314氧化处理的时间比对第二硅锗层313氧化处理的时间小50~60秒,氧化处理后的第三硅锗层314中锗的浓度要小于氧化处理后的第二硅锗层313中锗的浓度,且氧化处理后的第三硅锗层314中锗的浓度与氧化处理后的第一硅锗层312和第二硅锗层313中锗浓度呈线性变化。第一硅锗层312、第二硅锗层313和第三硅锗层314构成锗浓度呈线性减小的渐变硅锗层。本实施例中氧化处理的时间为1分钟,对所述第三硅锗层314氧化处理的时间比对第二硅锗层313氧化处理的时间小60秒,第一硅锗层312、第二硅锗层313和第三硅锗层314氧化处理的时间分别为3分钟、2分钟和1分钟,三者呈等差关系。
在本发明的其他实施例中,对所述第三硅锗层314氧化处理的时间与对第一硅锗层312、第二硅锗层313氧化处理的时间呈非等差关系,如对所述第三硅锗层314氧化处理的时间与对第一硅锗层312、第二硅锗层313氧化处理的时间呈等比关系或对数关系,氧化处理后的第三硅锗层314中锗的浓度要小于氧化处理后的第二硅锗层313中锗的浓度,且氧化处理后的第二硅锗层313中锗的浓度与氧化处理后的第一硅锗层312、第二硅锗层313中锗浓度呈非线性变化。第一硅锗层312、第二硅锗层313和第三硅锗层314构成锗浓度呈非线性减小的渐变硅锗层。例如氧化处理的时间为2.1分钟,第一硅锗层312、第二硅锗层313和第三硅锗层314氧化处理的时间呈3∶2.5∶2.1的等比关系。
参考图23,去除第三硅锗层314表面的氧化层314a(图22所示);在去除氧化层314a的第三硅锗层314上形成覆盖层315。
去除第三硅锗层314表面的氧化层314a采用湿法刻蚀工艺,湿法刻蚀工艺采用的溶液为稀释的氢氟酸。
在去除第三硅锗层314表面的氧化层314a后,还包括:以所述栅极结构和侧墙304为掩膜,对栅极结构两侧的第一硅锗层309、第二硅锗层310和第三硅锗层314进行离子注入,形成PMOS晶体管的源漏区。
所述覆盖层315形成工艺为选择性外延沉积工艺,所述覆盖层315的材料是硅或者硅锗。所述覆盖层315的作用是在后续形成金属硅化物的工艺中提供硅源。所述覆盖层315材料为硅锗时,所述覆盖层315中锗的浓度要小于第三硅锗层314中锗的浓度。本实施例中所述覆盖层315材料为硅锗。
在本发明的其他实施例中,形成的硅锗层的层数大于3层,后形成的硅锗层的氧化处理的时间小于先形成的前层硅锗层的氧化处理时间,形成锗浓度从凹槽底部向半导体衬底表面逐渐减小的渐变硅锗层,由于硅锗层的层数越多,硅锗层中锗的浓度变化梯度越小,提供的应力越大,提高了PMOS晶体管的性能。
综上,本发明实施例提供的PMOS晶体管的形成方法,在形成硅锗层后,对硅锗层进行氧化处理,消耗硅锗层中的硅形成氧化层,在去除氧化层后,使得氧化后硅锗层中锗的浓度提高,增大了硅锗层施加在PMOS晶体管沟道区的应力,提高了载流子的迁移率,提高PMOS晶体管的性能;
进一步,形成多层硅锗层时,每层硅锗层的厚度相同,对每层硅锗层进行氧化处理的时间相同,由于多层硅锗层时,每层硅锗层的厚度较薄,氧化处理时效率更高,使每层硅锗层中更多的硅被氧化,提高了每层硅锗层中锗的浓度,使得多层硅锗层构成的硅锗层中锗的整体浓度进一步增大,进一步增大了硅锗层施加在PMOS晶体管沟道区的应力,提高了载流子的迁移率,提高PMOS晶体管的性能;
更进一步,形成多层硅锗层时,每层硅锗层的厚度相同,后形成的硅锗层的氧化处理的时间小于先形成的硅锗层的氧化处理时间,氧化处理时间越短,氧化处理时消耗的硅锗层中的硅越少,氧化处理后相应硅锗层中锗的浓度越小,形成锗的浓度由凹槽底部向半导体衬底表面逐渐减小的渐变硅锗层,增大了硅锗层施加在PMOS晶体管沟道区的应力,提高了载流子的迁移率,提高PMOS晶体管的性能;
再进一步,形成多层硅锗层时,每层硅锗层的厚度相同,后形成的硅锗层的氧化处理的时间小于先形成的硅锗层的氧化处理时间,后形成的硅锗层的氧化处理的时间与先形成的硅锗层的氧化处理时间呈等差或者非等差关系,使得形成的渐变硅锗层中锗的浓度沿凹槽底部向半导体衬底表面呈线性或者非线性关系减小,增大了硅锗层施加在PMOS晶体管沟道区的应力,提高了载流子的迁移率,提高PMOS晶体管的性能。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (21)
1.一种PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,包括:
提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有栅极结构;
在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成凹槽;
在所述凹槽内形成至少一层硅锗层,所述硅锗层的表面低于所述半导体衬底表面;
对所述硅锗层进行氧化处理,在所述硅锗层表面形成氧化层,以消耗所述硅锗层中的硅;
去除所述硅锗层表面的所述氧化层。
2.如权利要求1所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,在所述凹槽内形成第一硅锗层,所述第一硅锗层表面低于所述半导体衬底表面;对所述第一硅锗层进行氧化处理;去除所述第一硅锗层表面的所述氧化层。
3.如权利要求1所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,在所述凹槽内形成第一硅锗层,第一硅锗层表面低于所述半导体衬底表面;对所述第一硅锗层进行氧化处理;去除第一硅锗层表面的氧化层;在所述第一硅锗层表面形成第二硅锗层,所述第二硅锗层表面低于所述半导体衬底表面;对所述第二硅锗层进行氧化处理;去除所述第二硅锗层表面的氧化层。
4.如权利要求1所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,在所述凹槽内形成的硅锗层大于或等于两层时,每层所述硅锗层的厚度相等;对每层所述硅锗层的氧化处理时间相等。
5.如权利要求4述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,在所述凹槽内形成第一硅锗层,所述第一硅锗层表面低于所述半导体衬底的表面;对所述第一硅锗层进行氧化处理,去除所述第一硅锗层表面的氧化层;在所述第一硅锗层表面形成第二硅锗层,所述第二硅锗层表面低于所述半导体衬底表面;对所述第二硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后所述第二硅锗层表面形成的氧化层,对所述第二硅锗层的氧化处理的时间等于对所述第一硅锗层氧化处理的时间,使所述第二硅锗层中锗的浓度等于所述第一硅锗层中锗的浓度。
6.如权利要求1所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,在所述凹槽内形成的硅锗层大于或等于两层时,每层所述硅锗层的厚度相等;后形成的所述硅锗层的氧化处理的时间小于先形成的所述硅锗层的氧化处理时间。
7.如权利要求6所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,在所述凹槽内形成第一硅锗层,所述第一硅锗层表面低于所述半导体衬底表面;对所述第一硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后所述第一硅锗层表面形成的氧化层;在所述第一硅锗层表面形成第二硅锗层,所述第二硅锗层表面低于所述半导体衬底表面;对所述第二硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后所述第二硅锗层表面形成的氧化层,对所述第二硅锗层的氧化处理的时间小于对所述第一硅锗层氧化处理的时间,使所述第二硅锗层中锗的浓度小于所述第一硅锗层中锗的浓度。
8.如权利要求6述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,在所述凹槽内形成第一硅锗层,所述第一硅锗层表面低于所述半导体衬底表面;对所述第一硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后所述第一硅锗层表面形成的氧化层;在所述第一硅锗层表面形成第二硅锗层,所述第二硅锗层表面低于所述半导体衬底表面;对所述第二硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后所述第二硅锗层表面形成的氧化层,对所述第二硅锗层的氧化处理的时间小于对所述第一硅锗层氧化处理的时间,使所述第二硅锗层中锗的浓度小于所述第一硅锗层中锗的浓度;在所述第二硅锗层表面形成第三硅锗层,所述第三硅锗层表面低于所述半导体衬底表面;对所述第三硅锗层进行氧化处理,去除氧化处理后所述第三硅锗层表面形成的氧化层,对所述第三硅锗层的氧化处理的时间小于对所述第二硅锗层氧化处理的时间,使所述第三硅锗层中锗的浓度小于所述第二硅锗层中锗的浓度。
9.如权利要求6述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,在所述凹槽内形成的所述硅锗层大于或等于两层时,后形成的所述硅锗层的氧化处理的时间与先形成的所述硅锗层的氧化处理时间呈等差关系。
10.如权利要求9所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,后形成的所述硅锗层的氧化处理的时间比先形成的所述硅锗层的氧化处理时间的小50~60秒。
11.如权利要求6所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,在所述凹槽内形成的所述硅锗层大于或等于两层时,后形成的所述硅锗层的氧化处理的时间与先形成的所述硅锗层的氧化处理时间呈非等差关系。
12.如权利要求1~11任意一项所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,所述氧化处理为快速热氧化工艺。
13.如权利要求12所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,所述快速热氧化工艺的温度为900~1200摄氏度,压力为500~760Torr,时间1~4分钟。
14.如权利要求12所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,所述快速热氧化工艺采用的气体为氧气,流量为50~200sccm。
15.如权利要求1所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,所述去除氧化层采用湿法刻蚀工艺。
16.如权利要求15所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为稀释的氢氟酸。
17.如权利要求1所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,形成所述硅锗层的工艺参数为:温度是600~1100摄氏度,压强1~500托,硅源气体是SiH4或DCS,锗源气体是GeH4,还包括HCl气体以及氢气,其中硅源气体、锗源气体、HCl的流量均为1~1000sccm,氢气的流量是0.1~50slm。
18.如权利要求17所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,形成所述硅锗层的反应气体还包括硼源气体,所述硼源气体是B2H6或BH3,硼源气体的流量是1~1000sccm。
19.如权利要求1所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,还包括:在所述硅锗层上形成覆盖层。
20.如权利要求19所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,所述覆盖层的材料为硅锗或者硅。
21.如权利要求1所述的PMOS晶体管的形成方法,其特征在于,还包括:对所述栅极结构两侧的硅锗层进行离子注入,形成PMOS晶体管的源/漏区。
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