[发明专利]制备应变硅的清洁表面的改善的方法

说明书

技术领域

本发明涉及对应变硅(sSi)层的清洁，所述应变硅(sSi)层通过对与sSi 层接触的硅-锗(SiGe)层进行选择性蚀刻而被剥露，所述选择性蚀刻与 sSOI(绝缘体上应变硅)或SGOI(绝缘体上硅-锗(SiGe))型晶片的制造中所 采用的相同。

背景技术

有多种技术可制备所述晶片。用于制造sSOI或SGOI型晶片的最有 效的现有技术之一的一个实例是：利用Smart技术将应变硅(sSi)或 松弛SiGe转移到绝缘支持物(例如硅基片上的SiO₂层)上来制造应变硅 (sSi)或松弛SiGe的有源层从而产生所需异质结构。实施所述制造技术的 具体实例在美国专利申请US 2004/053477和国际专利申请WO 2004/006311中有所描述。

所述晶片的精整步骤涉及在将SiGe层转移到“受体”基片并与“供 体”基片脱离后将存在于硅层之上的SiGe层消除的选择性蚀刻程序。选 择性蚀刻是可以选择性消除上部的SiGe层而不侵蚀相邻的应变硅(sSi)层 的化学侵蚀法。已发现的能够实现这种“选择性蚀刻”的组合物包括 CH₃COOH/H₂O₂/HF混合物。

在去除上部SiGe层的“选择性蚀刻”步骤之后，可以适当地采用清洁 步骤从而减少对SiGe层进行选择性蚀刻后在应变硅层表面上的微粒污染 和表面缺陷。因而必须选择能够清洁sSi表面而不蚀刻该应变硅层的清洁 组合物。

这一选择性蚀刻后的清洁步骤通常使用含氧化剂但不含氢氟酸(HF) 的组合物。名为“RCA”的已知方法包括：利用含有NH₄OH、H₂O₂和去离 子水的“SC1”(标准清洁1)溶液(或APM，氢氧化铵过氧化物混合物)的第 一清洁步骤，和利用含有HCl、H₂O₂和去离子水的“SC2”(标准清洁2)溶 液(或HPM，盐酸过氧化物混合物)的第二清洁步骤。

美国专利申请US 2006/0264008中提出的另一种处理方法包括：在 选择性蚀刻SiGe层的步骤之后，以臭氧水溶液而不用RCA清洁程序来 清洁应变硅层表面的步骤。

对于通过1)SiGe层的选择性蚀刻和2)氧化清洁等工序步骤获得的 晶片，随后可以将其用于后续的半导体设备制造工序。通常，氧化清洁 步骤之后进行以去离子水清洗的步骤。

可将如此获得的具有暴露的sSi的晶片用在MOS晶体管中。半导体 工业的工作者实际上一直致力于降低集成电路的尺寸并增加集成电路的 运算速度。在其它参数相同时，晶体管的运算速度随电荷载流子(既包括 电子也包括(正电)空穴)迁移率的增加而增加，而实现所述增加的一种方 式是使用应变硅，其中生长在硅-锗表面上的硅受迫具有比纯硅中更宽地 间隔开的原子。可以观察到为普通、松弛硅的两倍的电荷载流子迁移率。

对于本领域的现有技术，本发明人已发现通过SOD(缺陷总和)测定 的缺陷程度始终高于对所获晶片期望的应用所需的缺陷程度。

另外，本发明人已观察到现有技术工序不能彻底去除SiGe。相反， 虽然在某些区域彻底去除了SiGe，但其它区域实际上存在SiGe的“岛”。 已观察这些岛可对应于约35％的所测定表面缺陷。来自所述岛的锗原子 可能会扩散到应变硅层中并将其污染。另外，这些岛还会干扰后续的制 造步骤，如掺杂步骤。

因而在技术中还需要制造展示最小量的表面缺陷和最小量的残余 SiGe的sSi层。然而，除1)SiGe层的选择性蚀刻和2)氧化清洁等现有技 术工序之外，所选择的任何进一步清洁工序都需要使sSi层的已暴露部分 的消耗最小化。

发明内容

本发明人已惊讶地发现通过包含第二选择性蚀刻步骤的工序从而将 清洗和干燥步骤设在第一和第二选择性蚀刻步骤之间，可以获得更低的 表面缺陷和更少的残余SiGe。

因此本发明的第一方面涉及晶片的处理方法，所述晶片包含至少一 个硅-锗(SiGe)表面层和与所述SiGe层接触的应变硅(sSi)层，所述sSi层 通过对所述SiGe层的蚀刻而被暴露，所述方法包括以下步骤：

(a)SiGe层的第一选择性蚀刻，之后进行可选的氧化清洁步骤；

(b)利用去离子水的清洗步骤；