[发明专利]一种半导体器件及其制造方法、电子装置

说明书

本发明提供一种半导体器件及其制造方法、电子装置，所述方法包括：提供具有NFET区和PFET区的半导体衬底，在其上形成有栅极结构；在半导体衬底上形成掩膜层，覆盖栅极结构；图案化掩膜层，以在PFET区的栅极结构的外侧形成掩膜侧墙；在露出的PFET区的栅极结构两侧的半导体衬底中形成嵌入式锗硅层，并在嵌入式锗硅层的顶部形成帽层；在半导体衬底上依次形成侧墙材料层和牺牲材料层；回蚀刻牺牲材料层和侧墙材料层，直至去除位于栅极结构顶部的侧墙材料层；依次去除牺牲材料层和掩膜侧墙。根据本发明，在去除掩膜层的过程中，帽层受到侧墙材料层的保护，避免后续形成的金属硅化物嵌入到锗硅层里形成非稳定态的金属锗硅化物,防止金属硅化物沿沟道发生侵蚀。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，具体而言涉及一种半导体器件及其制造方法、电子装置。

背景技术

在先进半导体器件的制造工艺中，嵌入式锗硅工艺可以明显增强PFET的性能。为了获得更大的工艺窗口和更好的电学性能，通常是先在栅极的两侧形成侧壁结构，然后形成嵌入式锗硅。

在现有的嵌入式锗硅工艺中，通常在PFET的源/漏区形成∑状凹槽以用于在其中选择性外延生长嵌入式锗硅，∑状凹槽可以有效缩短器件沟道的长度，满足器件尺寸按比例缩小的要求。通常采用先干法蚀刻再湿法蚀刻的工艺形成∑状凹槽，在形成∑状凹槽之前，需要先形成起遮蔽作用的掩膜层，形成∑状凹槽之后，采用选择性外延生长工艺在∑状凹槽中形成嵌入式锗硅层，并在嵌入式锗硅层的顶部形成帽层(capping layer)。形成帽层之后，采用磷酸作为腐蚀液的湿法蚀刻工艺去除所述掩膜层，在此过程中，腐蚀液也会消耗部分帽层，导致帽层厚度的减薄。后续在帽层上形成的金属硅化物会嵌入到锗硅层里形成非稳定态的金属锗硅化物,金属锗硅化物易沿沟道发生侵蚀,进而导致器件良率的下降。

因此，需要提出一种方法，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种半导体器件的制造方法，包括：提供具有NFET区和PFET区的半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有栅极结构；在所述半导体衬底上形成掩膜层，覆盖所述栅极结构；图案化所述掩膜层，以在所述PFET区的栅极结构的外侧形成掩膜侧墙；在露出的PFET区的栅极结构两侧的半导体衬底中形成嵌入式锗硅层，并在所述嵌入式锗硅层的顶部形成帽层；在所述半导体衬底上依次形成侧墙材料层和牺牲材料层；回蚀刻所述牺牲材料层和所述侧墙材料层，直至去除位于所述栅极结构顶部的侧墙材料层；依次去除所述牺牲材料层和所述掩膜侧墙。

在一个示例中，所述掩膜层包括自下而上层叠的缓冲层和应力材料层，所述侧墙材料层包括氧化物层。

在一个示例中，采用毯覆式蚀刻工艺实施所述回蚀刻。

在一个示例中，采用灰化工艺或湿法剥离工艺实施所述牺牲材料层的去除。

在一个示例中，采用磷酸作为腐蚀液的湿法蚀刻工艺去除所述掩膜侧墙。

在一个示例中，去除所述掩膜侧墙后，还包括以下步骤：在所述栅极结构的侧壁上形成间隙壁；实施离子注入，以在所述间隙壁外侧的半导体衬底中形成源/漏区。

在一个示例中，形成所述掩膜层之前，还包括分别在所述NFET区和所述PFET区形成轻掺杂漏结构的步骤。

在一个示例中，形成帽层之后，还包括以下步骤：蚀刻位于所述NFET区的掩膜层，以在所述NFET区的栅极结构的外侧形成掩膜侧墙；在所述NFET区露出的半导体衬底中形成具有拉应力的碳硅层。

在一个实施例中，本发明还提供一种采用上述方法制造的半导体器件。

在一个实施例中，本发明还提供一种电子装置，所述电子装置包括所述半导体器件。