[发明专利]一种嵌入式SiGe结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种嵌入式SiGe结构及其制备方法，提供基底，在基底上形成阱；在阱上制作栅极绝缘层并在栅极绝缘层上淀积多晶硅；刻蚀多晶硅形成栅极；在栅极侧壁形成第一侧墙；在阱的所述栅极两侧形成SiGe结构的沟槽；在沟槽中淀积构成SiGe结构的种子层；接着在种子层上生长构成SiGe结构的体层，在体层上形成盖帽层；在体层和盖帽层之间掺入碳原子，形成位于体层和盖帽层之间的含碳阻挡层。本发明通过优化SiGe结构的生长工艺，在体层和盖帽层生长层之间掺入碳原子，形成生成SiGeC层，可以有效抑制硼原子向体层、以及沟道中扩散，减小器件的漏电流并抑制器件的短沟道效应。本发明可以很好兼容现有的器件的制作工艺，为解决PMOS漏电及短沟道效应提供了可行性方法。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种嵌入式SiGe结构及其制备方法。

背景技术

随着超大规模集成电路技术的迅速发展，器件尺寸的不断缩小，为了提高PMOS的性能，锗硅(SiGe)作为PMOS源漏区的应力源，被引进到CMOS的制造工艺中，其通过向沟道处提供压应力，减小空穴的有效质量来增加空穴迁移率从而被广泛使用。随着芯片集成度越来越高和速度要求越来越快，在PMOS源漏区填充的SiGe形状已经从U型改变为∑形貌，即类似于钻石剖面的形状。现在业界采用的SIGE生长方式是采用三步骤的生长方式：(1)种子层淀积，主要用来作为缓冲层；(2)填充层的生长，这部分是应力的主要来源，其中Ge在SIGE中的浓度占比会达到30％～45％；(3)盖帽层的形成，当沟槽中的SIGE生长完成后，需要用盖帽层和NISI接触形成低电阻层用来和接触孔中的钨连接。在SIGE的生长过程中，硼原子一直伴随着SIGE淀积的每一个步骤，尤其在盖帽层中硼原子浓度高达5×E²⁰ cm^-3以上。硼原子的扩散受热退火的温度影响较大，SIGE盖帽层的生长的温度约为755℃,时间高达数十分钟，这必然影响硼原子在SIGE结构中的分布，甚至能从盖帽层扩散到器件沟道下方，导致器件漏电增加，短沟道效应增强。所以优化SIGE的结构，抑制硼原子的扩散就显得尤其必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种嵌入式SiGe结构及其制备方法及其制备方法，用于解决现有技术中盖帽层中硼原子的扩散受热退火的温度影响较大，SiGe盖帽层的在高温下生长过程中导致硼原子从盖帽层扩散到器件沟道下方，导致器件漏电增加，短沟道效应增强的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种嵌入式SiGe结构，至少包括：

基底；位于所述基底上的阱，嵌入所述阱内的两个相互间隔的SiGe结构；所述SiGe结构由位于底部的种子层和位于所述种子层上的体层构成；所述体层上设有盖帽层，所述体层与所述盖帽层之间设有含碳阻挡层。

优选地，所述SiGe结构的纵截面形状为六边形。

优选地，所述含碳阻挡层为SiGeC层。

优选地，还包括位于所述半导体基底上、所述两个SiGe结构之间的栅极。

优选地，所述栅极与所述阱之间还设有栅极绝缘层。

优选地，所述栅极为多晶硅，所述栅极侧壁设有第一侧墙，所述第一侧墙上设有第二侧墙。

优选地，所述第一侧墙包含有第一氧化层和第一氮化层，其中所述第一氧化层依附于所述栅极侧壁，所述第一氮化层依附于所述第一氧化层。

优选地，所述第二侧墙包含第二氧化层和第二氮化层，其中所述第二氧化层依附于所述第一氮化层，所述第二氮化层依附于所述第二氧化层。

优选地，所述第一氧化层的厚度为70埃。

优选地，所述第一氮化层的厚度为80埃。

本发明提供一种嵌入式SiGe结构的制备方法，该方法至少包括以下步骤：