磨工藝參數(shù)對(duì)第一半導(dǎo)體材料層進(jìn)行研磨時(shí)，也會(huì)使得第一半導(dǎo)體材料層的表面平整度非常低下。因此，本實(shí)施例中，為了進(jìn)一步提高第一半導(dǎo)體材料層的平整度，第一化學(xué)機(jī)械研磨的具體工藝及工藝參數(shù)如下:
[0091]本實(shí)施例中，第一化學(xué)機(jī)械研磨的研磨液的PH值為大于等于7且小于等于13。原因如下:鍺會(huì)與堿性研磨液中的氫氧根離子形成可溶性的氫氧化鍺，也就是說(shuō)，鍺會(huì)溶解在堿性的研磨液中，并與堿性研磨液中的氫氧根離子生成可溶性的氫氧化鍺(Ge (OH) 4)，氫氧化鍺隨著研磨廢液被排出。因此，第一化學(xué)機(jī)械研磨的研磨液的PH值只有在大于等于7且小于等于13的范圍內(nèi)，才能夠?qū)㈡N去除。如果PH為14，則需要配制的研磨液的堿性太強(qiáng)，存在安全隱患。
[0092]本實(shí)施例中，第一化學(xué)機(jī)械研磨包括第一粗研磨和第一精研磨。
[0093]本步驟旨在不影響第一剩余的第一半導(dǎo)體材料層表面平整度的前提下，先采用第一粗研磨的方法去掉一部分待研磨的第一連接層和第一半導(dǎo)體材料層，以保證本實(shí)施例的第一化學(xué)機(jī)械研磨整體的研磨速率，具體如下:
[0094]在本實(shí)施例中，為了保證第一粗研磨具有較高的研磨速率，第一粗研磨的研磨顆粒(abrasive)的平均直徑大于等于30納米且小于等于150納米，所述研磨顆粒在研磨液中的質(zhì)量百分比(abrasive content)大于等于0.5%且小于等于5%。
[0095]相應(yīng)的，為了進(jìn)一步增加所述第一粗研磨的研磨速率，第一粗研磨的研磨顆粒的莫氏硬度為大于等于2且小于等于6，第一粗研磨的研磨顆粒中包括氧化硅顆?；蛘哐趸嬵w粒的一種或者兩種。
[0096]與此同時(shí)，所述第一化學(xué)機(jī)械研磨的研磨液中包括第一鹵素氧化劑。第一鹵素氧化劑或過(guò)氧化氫具有較強(qiáng)的氧化性，能夠加快研磨過(guò)程中與第一半導(dǎo)體材料層、第一連接層的反應(yīng)速率。
[0097]在本實(shí)施例中，所述第一鹵素氧化劑包括溴酸鹽、亞溴酸鹽、次溴酸鹽中的一種或者多種，或者為氯酸鹽、亞氯酸鹽、次氯酸鹽、高氯酸鹽中的一種或者多種，或者為碘酸鹽、次碘酸鹽、高碘酸鹽中的一種或者多種。
[0098]例如，所述氯酸鹽中可以包含氯酸鉀(KC103);所述溴酸鹽中可以包含溴酸鉀(KBr03);所述碘酸鹽中可以包含碘酸鉀(ΚΙ03);所述高碘酸鹽中可以包含偏高碘酸_4)。
[0099]本實(shí)施例中,在所述第一粗研磨的過(guò)程中,還可以采用硬研磨墊(hard pad),以進(jìn)一步加快第一半導(dǎo)體材料層和第一連接層的研磨速率。
[0100]更進(jìn)一步的，所述第一粗研磨中采用的硬研磨墊可采用研磨面上具有凹凸紋路的研磨墊。例如研磨墊的研磨面帶有同心圓凹凸紋路的硬研磨墊。其他實(shí)施例中，研磨面上的凹凸紋路還可以是方格、螺旋等其它圖形，本發(fā)明對(duì)此不作任何限制。
[0101]相應(yīng)的，在本實(shí)施例中，所述第一化學(xué)機(jī)械研磨的研磨壓力為大于等于1磅/平方英寸且小于等于3磅/平方英寸，并使研磨頭的轉(zhuǎn)速為大于等于30轉(zhuǎn)/分鐘且小于等于90轉(zhuǎn)/分鐘。
[0102]因此，上述第一粗研磨參數(shù)范圍，可以將高于半導(dǎo)體體襯底的鍺層、第一連接層的上部分快速去除，而且，第一粗研磨后的鍺層表面和第一連接層表面的平整度已經(jīng)有所提聞了。
[0103]需要說(shuō)明的是，為了保證一定的研磨速率，同時(shí)又不至于使所述第一粗研磨進(jìn)行的過(guò)多導(dǎo)致?lián)p傷到最終需要保留的第一半導(dǎo)體材料層。在本實(shí)施例中，所述第一粗研磨停止于半導(dǎo)體襯底上方200?400埃的位置，然后進(jìn)行所述第一精研磨。
[0104]接著，對(duì)剩下的第一半導(dǎo)體材料層和第一連接層進(jìn)行精研磨。具體如下:
[0105]所述第一精研磨中的研磨顆粒在研磨液中的質(zhì)量百分比范圍的最大值小于上述的第一粗研磨中研磨顆粒在研磨液中的質(zhì)量百分比范圍的最大值，以使研磨顆粒數(shù)降低。較佳的，所述第二化學(xué)機(jī)械研磨中的研磨顆粒在研磨液中的質(zhì)量百分比為大于等于0.25%且小于等于2%，
[0106]在本實(shí)施例中，第一精研磨中的研磨顆粒的平均直徑為大于等于10納米且小于等于80納米。
[0107]第一精研磨顆粒的硬度與第一粗研磨硬度相同或者比第一粗研磨硬度低。所述在本實(shí)施例中，所述研磨顆粒中包括二氧化硅顆?；蛘哐趸嬵w粒的一種或者兩種。
[0108]在本實(shí)施例中，所述第一精研磨中研磨液的氧化劑可以包括第二鹵素氧化劑，所述第二鹵素氧化劑包括溴酸鹽、亞溴酸鹽中的一種或者兩種，或者為氯酸鹽、亞氯酸鹽中的一種或者兩種。
[0109]第一精研磨之所以選用第二鹵素氧化劑，是因?yàn)?所述第一精研磨所采用研磨液中氧化劑的氧化性應(yīng)小于或基本等同于所述第一粗研磨中的氧化劑的氧化性。
[0110]另一方面,在所述第一精研磨的過(guò)程中，采用軟研磨墊(soft pad)對(duì)所述第一半導(dǎo)體材料層和連接層進(jìn)行研磨。相對(duì)于第一粗研磨，第一精研磨降低了對(duì)第一半導(dǎo)體材料層和第一連接層的物理研磨力度。
[0111]相應(yīng)的，第一精研磨的研磨壓力為研磨壓力為大于等于0.5磅/平方英寸且小于等于2磅/平方英寸，并使研磨頭的轉(zhuǎn)速為大于等于15轉(zhuǎn)/分鐘且小于等于50轉(zhuǎn)/分鐘。
[0112]本實(shí)施例中，第一精研磨可以采用具有平坦研磨面的軟研磨墊。其原因在于，對(duì)于研磨面上具有凹凸紋路的研磨墊來(lái)說(shuō)，一方面，在一段時(shí)間后將會(huì)有一些研磨顆粒以及研磨材料的殘?jiān)奂谘心|的凹凸紋路中，會(huì)對(duì)待研磨表面造成劃傷。另一方面，凹凸紋路會(huì)影響研磨液在研磨墊的分布，使第一剩余的第一半導(dǎo)體材料層表面的不同區(qū)域的被研磨程度不均勻。
[0113]本發(fā)明采用平坦研磨面的軟研磨墊盡量避免了上述問(wèn)題，使得上述的一些研磨顆粒以及研磨材料的殘?jiān)軌虻靡员M量散開(kāi)并離開(kāi)研磨面，以盡量避免產(chǎn)生劃傷；同時(shí)，平坦的研磨面可以使研磨液均勻分布于第一半導(dǎo)體材料層的待研磨表面，進(jìn)而達(dá)到均勻研磨的目的。
[0114]因此，本實(shí)施例中的第二粗研磨步驟中的各參數(shù)、第二精研磨步驟中的各參數(shù)將第一化學(xué)機(jī)械研磨速率控制在100?200埃/分鐘。既可以保證將高于半導(dǎo)體襯底的第一半導(dǎo)體材料層和第一連接層去除干凈。并且，第一剩余的第一半導(dǎo)體材料層的表面的平整度非常高，第一剩余的第一半導(dǎo)體材料層表面平整度的均一性也很高。與本實(shí)施例步驟中的第一粗研磨步驟中的各參數(shù)相結(jié)合，大大提高了后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件的源區(qū)的性能。
[0115]更進(jìn)一步的，本實(shí)施例中的第一連接層305的設(shè)置，以及第一化學(xué)機(jī)械研磨中的各參數(shù)的設(shè)置的共同作用，最大化的提高了第一剩余的第一半導(dǎo)體材料層的表面的平整度。同時(shí)也最大化的提高了第一剩余的第一半導(dǎo)體材料層表面平整度的均一性。從而，進(jìn)一步提高了后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件的有源區(qū)的性能，進(jìn)一步提高了后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件的性能。
[0116]接著，在NM0S區(qū)域A的有源區(qū)上形成NM0S區(qū)域A的柵極結(jié)構(gòu)，在NM0S區(qū)域A的柵極結(jié)構(gòu)的周?chē)纬蓚?cè)墻，以NM0S區(qū)域A的側(cè)墻為掩膜，在NM0S區(qū)域A側(cè)墻兩側(cè)的有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，形成NMOS區(qū)域A的源極和漏極。在PMOS區(qū)域B的有源區(qū)上形成PMOS區(qū)域B的柵極結(jié)構(gòu)，在PMOS區(qū)域B的柵極結(jié)構(gòu)的周?chē)纬蓚?cè)墻，以PMOS區(qū)域B的側(cè)墻為掩膜，在PMOS區(qū)域B的側(cè)墻兩側(cè)的有源區(qū)進(jìn)行P型離子注入，形成PMOS區(qū)域B的源極和漏極。
[0117]實(shí)施例二
[0118]實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別為:半導(dǎo)體襯底不分為NM0S區(qū)域和PM0S區(qū)域，相應(yīng)的隔離結(jié)構(gòu)、第一凹槽和第一凹槽內(nèi)的第一半導(dǎo)體材料層也不分為NM0S區(qū)域和PM0S區(qū)域。本實(shí)施例中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，具體如下:
[0119]提供半導(dǎo)體襯底；
[0120]在所述半導(dǎo)體襯底上形成至少一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)；
[0121]在所述隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第一凹槽，所述第一凹槽深度小于所述隔離結(jié)構(gòu)的深度；
[0122]在所述第一凹槽內(nèi)填充滿第一半導(dǎo)體材料層且第一半導(dǎo)體材料層高于所述半導(dǎo)體襯底，所述高于半導(dǎo)體襯底的第一半導(dǎo)體材料層呈分立結(jié)構(gòu)；
[0123]在所述半導(dǎo)體襯底、隔離結(jié)構(gòu)、第一半導(dǎo)體材料層上形成第一連接層；
[0124]去除高于半導(dǎo)體襯底的第一半導(dǎo)體材料層和第一連接層，這樣，就形成了有源區(qū)。
[0125]接著，在有源區(qū)上形成柵極結(jié)構(gòu)，在柵極結(jié)構(gòu)的周?chē)纬蓚?cè)墻，如果以所述側(cè)墻為掩膜，在側(cè)墻兩側(cè)的有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，形成NM0S晶體管的源極和漏極，后續(xù)的形成的半導(dǎo)體器件為NM0S晶體管。如果以所述側(cè)墻為掩膜，在側(cè)墻兩側(cè)的有源區(qū)進(jìn)行P型離子注入，形成PM0S晶體管的源極和漏極，后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件為PM0S晶體管。
[0126]具體形成方法與材料，請(qǐng)參考第一實(shí)施例。
[0127]實(shí)施例三
[0128]隨著半導(dǎo)體尺寸的進(jìn)一步減小，材料為三五族元素的有源區(qū)被引入到NM0S晶體管來(lái)代替材料為鍺的有源區(qū)。第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別為:采用第三實(shí)施例的方法形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的尺寸小于采用第一實(shí)施例的方法形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的尺寸。本實(shí)施例中，含有源區(qū)為三五族元素的NM0S晶體管的半導(dǎo)體器件的形成方法具體如下:
[0129]首先，參考實(shí)施例一中的圖5?圖9及圖5?圖9中所涉及的各步驟的具體描述。
[0130]需要補(bǔ)充的是參考圖6，本實(shí)施例中，在NM0S區(qū)域中的第一凹槽303的深度為大于等于400埃且小于等于600埃，第一凹槽303的深度不能小于400埃的原因如下:第一凹槽303的深度如果太小，后續(xù)在第一凹槽303內(nèi)，第二半導(dǎo)體材料層也就是三五族元素層的生長(zhǎng)空間會(huì)比較小，從而影響后續(xù)形成的NM0S晶體管中的有源區(qū)的性能。<