Mos晶體管的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種MOS晶體管是制作方法。
【背景技術】
[0002]現有半導體器件制作工藝中，由于應力可以改變硅材料的能隙和載流子迀移率，因此通過應力來提高MOS晶體管的性能成為越來越常用的手段。具體地，通過適當控制應力，可以提尚載流子(NM0S晶體管中的電子，PM0S晶體管中的空穴)遷移率，進而提尚驅動電流，以此極大地提高MOS晶體管的性能。對于PMOS晶體管而言，可以采用嵌入式鍺硅技術(Embedded SiGe Technology)以在晶體管的溝道區域產生壓應力，進而提高載流子迀移率。所謂嵌入式鍺硅技術是指在半導體襯底的需要形成源極及漏極的區域中埋置鍺硅材料，利用硅與鍺硅(SiGe)之間的晶格失配對溝道區域產生壓應力。
[0003]以兩個相鄰的PMOS晶體管共用源極或漏極為例進行說明現有的PMOS晶體管的制作方法，具體如下:
[0004]參考圖1，提供半導體襯底，所述半導體襯底包括有源區10和與有源區10相鄰的隔離區(圖未示)。有源區10的材料為硅，隔離區的材料為氧化硅。
[0005]接著，在有源區10上形成柵極結構11，所述柵極結構11包括位于有源區10上的柵介質層111和位于柵介質層111上的柵極層112。然后，在柵極結構11的周圍形成側墻
12ο
[0006]接著，參考圖2，以側墻12為掩膜，干法刻蝕有源區10，在側墻12兩側的有源區10內形成碗狀凹槽13。
[0007]形成碗狀凹槽13后，采用氫氟酸清洗碗狀凹槽13內的聚合物(圖未示)及碗狀凹槽13表面自然氧化層(主要成分為氧化硅，圖未示)。其中，聚合物是在干法刻蝕碗狀凹槽的過程中形成的。
[0008]接著，參考圖3，采用濕法腐蝕的方法繼續腐蝕碗狀凹槽13，形成sigma形凹槽14。整個濕法腐蝕的方法是暴露在空氣中的。因此，腐蝕形成sigma形凹槽14后，sigma形凹槽14的表面也會形成自然氧化層(圖未示)。用氫氟酸溶液進行清洗以去除sigma形凹槽14表面的自然氧化層。
[0009]清洗完sigma形凹槽14表面的自然氧化層后，采用氫氣烘烤(H2 bake)的方法對sigma形凹槽表面的自然氧化層進一步去除以及修復sigma形凹槽14的表面，以提高后續在sigma形凹槽表面14生長鍺娃層的性能。
[0010]之后，采用選擇性生長的方法在氫氣烘烤后的sigma形凹槽14內填充滿鍺硅層。然后對鍺硅層進行離子注入形成共源極和共漏極。該共源極或共漏極為兩個相鄰的柵極結構11所共用。
[0011]但是，利用現有技術形成的PMOS晶體管的性能不好。
【發明內容】
[0012]本發明解決的問題是利用現有技術形成的PMOS晶體管的性能不好。
[0013]為解決上述問題，本發明提供一種MOS晶體管的制作方法，包括:
[0014]提供半導體襯底，所述半導體襯底包括第一有源區和與所述第一有源區相鄰的隔離區；
[0015]在所述第一有源區上形成主柵極結構；
[0016]在所述主柵極結構兩側的第一有源區內形成凹槽；
[0017]采用原位各向同性干法刻蝕清洗去除所述凹槽表面氧化物；
[0018]對所述原位各向同性干法刻蝕清洗后的凹槽進行氫氣烘烤；
[0019]在所述氫氣烘烤后的凹槽內填充滿半導體材料層；
[0020]對所述半導體材料層進行離子注入以形成源極和漏極。
[0021]可選的，所述原位各向同性干法刻蝕清洗為SiCoNi清洗。
[0022]可選的，所述SiCoNi清洗方法包括:清洗壓力為0.01?lOOTorr，清洗偏置電壓為O?10V，清洗溫度為O?200 °C。
[0023]可選的，所述凹槽位于所述主柵極結構和所述隔離區之間時，所述半導體襯底還包括第二有源區，所述隔離區同時與所述第二有源區、第一有源區相鄰，形成橫跨所述第二有源區和所述隔離區的輔助柵極結構，所述凹槽位于所述輔助柵極結構和所述主柵極結構之間。
[0024]可選的，形成凹槽的步驟之后，采用原位各向同性干法刻蝕清洗方法去除凹槽表面氧化物的步驟之前，還包括濕法腐蝕部分去除所述凹槽表面氧化物。
[0025]可選的，所述濕法腐蝕的濕法腐蝕劑為氫氟酸。
[0026]可選的，所述濕法腐蝕去除的凹槽表面氧化物的量與所述SiCoNi清洗去除的凹槽表面氧化物的量之比為(2?6): (4?8)。
[0027]可選的，所述凹槽的形狀為sigma開$，所述半導體材料層的材料為鍺娃，所述MOS晶體管的類型為PMOS。
[0028]可選的，所述凹槽的形狀為U形，所述半導體材料層的材料為碳化硅，所述MOS晶體管的類型為NMOS。
[0029]可選的，所述氫氣烘烤的溫度為650?750 °C。
[0030]與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點:
[0031]本實施例中，原位各向同性干法刻蝕清洗工藝是在原位各向同性干法刻蝕清洗反應腔室中進行的，反應過程中，該腔室需要抽真空操作。因此，能與后續的同樣需要抽真空操作的氫氣烘烤反應腔室進行兼容，進而能與后續的同樣需要抽真空操作的填充半導體材料層的反應腔室兼容。因此，當晶圓從原位各向同性干法刻蝕清洗反應腔室移動至氫氣烘烤反應腔室的過程中，晶圓在空氣中的暴露時間被縮短。因此，凹槽的表面的自然氧化層比現有技術薄很多。接著，對原位各向同性干法刻蝕清洗后的凹槽進行氫氣烘烤，氫氣烘烤的溫度與現有技術相比，溫度降低很多。凹槽的各角在低溫下，鈍化程度明顯減小，從而提高后續形成的源極和漏極的性能。
【附圖說明】
[0032]圖1?圖4是采用現有技術的方法制作PMOS晶體管的剖面結構示意圖；
[0033]圖5是本發明具體實施例中的進行SiCoNi清洗、氫氣烘烤和形成半導體材料層的反應腔室的俯視結構示意圖；
[0034]圖6?圖9是本發明第一實施例中的制作MOS晶體管的剖面結構示意圖；
[0035]圖10是本發明第二實施例中的第一有源區、第二有源區和隔離區的俯視結構示意圖；
[0036]圖11是圖10沿AA方向的剖面示意圖；
[0037]圖12?圖15是本發明在第二實施例中采用第一實施例方法制作具有特定位置的MOS晶體管的剖面結構示意圖；
[0038]圖16?圖18是本發明采用第二實施例方法制作具有特定位置的MOS晶體管的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0039]利用現有技術形成的PMOS晶體管的性能不好的原因如下:
[0040]參考圖3，現有技術中，形成sigma形凹槽14后，將包含有該sigma形凹槽14的晶圓放入含有氫氟酸的酸槽中進行清洗。清洗去除sigma形凹槽14表面的自然氧化層后。再將包含有該sigma形凹槽的晶圓轉移至能被抽真空的氫氣烘烤反應腔室中進行氫氣烘烤步驟。
[0041 ]由于含有氫氟酸的酸槽被抽真空后，氫氟酸會揮發。所以，含有氫氟酸的酸槽無法置于真空條件下。也就是說，酸槽不能與能被抽真空的氫氣烘烤反應腔室進行兼容，以縮短晶圓在空氣中的暴露時間。因此，即使用氫氟酸去除sigma形凹槽14表面的自然氧化層后，在將晶圓從酸槽移至氫氣烘烤反應腔室的過程中，sigma