发明名称 制造MOS电晶体之方法METHOD OF MANUFACTURING A MOS TRANSISTOR
摘要 本发明有关一种制造MOS电晶体之方法,包括提供一半导体基底、于半导体基底上形成一闸极结构、进行一布植制程以于闸极结构两侧之半导体基底中分别形成一布植区、进行一蚀刻制程以去除各布植区而分别形成一凹槽、以及进行一选择性磊晶成长制程以于凹槽填入磊晶,分别形成MOS电晶体之源极/汲极之步骤。
申请公布号 TWI278111 申请公布日期 2007.04.01
申请号 TW093135779 申请日期 2004.11.19
申请人 联华电子股份有限公司 发明人 杨能辉;林焕顺;王湘莹
分类号 H01L29/08(2006.01) 主分类号 H01L29/08(2006.01)
代理机构 代理人 许锺迪 台北县永和市福和路389号5楼
主权项 1.一种制造MOS电晶体之方法,包括: 提供一半导体基底; 于该半导体基底上形成一闸极结构; 进行一布植(implantation)制程,以于该闸极结构两侧 之该半导体基底中分别形成一非晶化或化学结构 变化之布植区,做为源极/汲极之一预定区; 进行一蚀刻制程,以实质上完全去除各该布植区而 分别形成一凹槽;以及 进行一选择性磊晶成长(selective epitaxial growth, SEG) 制程,以于该等凹槽填入磊晶,分别形成该MOS电晶 体之源极/汲极。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该闸极结 构系具有一闸极氧化物层(gate oxide)及位于该闸极 氧化层上之一闸极,及该闸极之顶表面具有一顶盖 层(cap layer)。 3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该布植制 程之掺杂物系选自硼、锗、砷、磷、锑、或氙之 原子或离子。 4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该布植制 程包括一预先非晶化布植(preamorphizing implantation), 俾使该半导体基底上所形成之布植区非晶化。 5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该闸极结 构之相对两侧壁之外表面上另具有一氧化物-氮化 物-氧化物偏位侧壁子(ONO offset spacer)。 6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该布植制 程系为一倾角布植(tilt-angle implantation)制程,且该 等凹槽系部分位于该氧化物-氮化物-氧化物偏位 侧壁子之底端。 7.如申请专利范围第1项所述之方法,在进行该布植 制程后,更包括一进行退火程序。 8.如申请专利范围第7项所述之方法,其中以选自该 布植制程之掺杂物(specified species)、掺杂剂量( dosage)、布植能量(energy)、布植倾角(tilt angle)以及 该退火程序之温度、时间之参数控制该MOS电晶体 之源极/汲极之外形(profile)。 9.如申请专利范围第7项所述之方法,其中该退火程 序系为一快速热处理制程(rapid thermal processing, RTP) ,且其温度系介于1070℃~1100℃之间。 10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该蚀刻 制程为湿蚀刻。 11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该湿蚀 刻系使用热磷酸(phosphoric acid, H3PO4)溶液作为一蚀 刻溶液。 12.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该蚀刻 制程为乾蚀刻。 13.如申请专利范围第1项所述之方法,其中被填入 该等凹槽之该磊晶系由矽与锗之其中至少一者所 组成。 14.如申请专利范围第1项所述之方法,其中被填入 该等凹槽之该磊晶系由矽与碳之其中至少一者所 组成。 15.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该磊晶 更包括掺杂物(dopant)。 16.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该MOS电 晶体为PMOS电晶体。 17.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该MOS电 晶体为NMOS电晶体。 18.一种形成半导体装置之源极/汲极区之方法,包 括: 提供一半导体基底,该半导体基底上具有源极/汲 极预定区; 进行一布植(implantation)制程,以于该源极/汲极预定 区形成一非晶化或化学结构变化之布植区; 进行一蚀刻制程,以实质上完全去除该布植区而形 成凹槽;及 进行一选择性磊晶成长制程,以于该凹槽填入磊晶 。 19.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该布植 制程之掺杂物系选自硼、锗、砷、磷、锑、或氙 之原子或离子。 20.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该布植 制程包括一预先非晶化布植(preamorphizing implantation ),俾使该源极/汲极预定区非晶化。 21.如申请专利范围第18项所述之方法,在进行该布 植制程后,更包括一进行退火之程序。 22.如申请专利范围第18项所述之方法,其中以选自 该布植制程之掺杂物(specified species)、掺杂剂量( dosage)、布植能量(energy)、布植倾角(tilt angle)以及 该退火程序之温度、时间之参数控制该源极/汲极 之外形(profile)。 23.如申请专利范围第21项所述之方法,其中该退火 之程序系为一快速热处理制程(rapid thermal processing , RTP),且其温度系介于1070℃与1100℃之间。 24.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该蚀刻 制程为湿蚀刻。 25.如申请专利范围第24项所述之方法,其中该湿蚀 刻系使用热磷酸(phosphoric acid, H3PO4)溶液作为一蚀 刻溶液。 26.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该蚀刻 制程为乾蚀刻。 27.如申请专利范围第18项所述之方法,其中被填入 该凹槽之该磊晶系由矽与锗之其中至少一者所组 成。 28.如申请专利范围第18项所述之方法,其中被填入 该凹槽之该磊晶系由矽与碳之其中至少一者所组 成。 29.如申请专利范围第18项所述之方法,其中该磊晶 更包括掺杂物(dopant)。 图式简单说明: 第1图为一习知技术之利用乾蚀刻方法移除源极/ 汲极预定区域后之剖面示意图。 第2图为习知技术之制造半导体装置之剖面示意图 。 第3至8图为依据本发明之方法制造MOS之剖面示意 图。 第9图为依据本发明之方法制造MOS过程中,在As布植 及RTP后,测得之SIMS图,显示半导体基底中源极/汲极 之预定区中布植As浓度与深度之关系。 第10图为依据本发明之方法制造MOS过程中,形成源 极/汲极预定区凹槽后之扫描式电子显微图。
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