[發明專利]具有共源結構的MOS晶體管及其制造方法有效

申請號：	200910197457.5	申請日：	2009-10-20
公開（公告）號：	CN102044435A	公開（公告）日：	2011-05-04
發明（設計）人：	李奉載	申請（專利權）人：	中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
主分類號：	H01L21/336	分類號：	H01L21/336;H01L21/265;H01L29/78;H01L29/06
代理公司：	北京集佳知識產權代理有限公司 11227	代理人：	李麗
地址：	201203 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	具有結構 mos 晶體管及其制造方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種具有共源結構的MOS晶體管及其制造方法。

背景技術

隨著集成電路集成度的不斷提高，器件尺寸逐步按比例縮小，目前特征尺寸已達到32nm量級。金屬氧化物半導體場效應管(MOS晶體管)是最常見的半導體器件，是構成各種電路的基本單元。MOS晶體管基本結構包括三個主要區域：源極(source)、漏極(drain)和柵電極(gate)。其中源極和漏極是由高摻雜區域構成，根據器件類型不同，可分為n型摻雜(NMOS)和p型摻雜(PMOS)。

在器件按比例縮小的過程中，漏極電壓并不隨之減小，這就導致源漏極間的溝道區電場的增大，在強電場作用下，電子在兩次碰撞之間會加速到比熱運動速度高許多倍的速度，由于動能很大而被稱為熱電子，從而引起熱電子效應(hot?electron?effect)。該效應屬于器件的小尺寸效應，會引起熱電子向柵極介質層注入，形成柵電極電流和襯底電流，影響器件和電路的可靠性。

為了克服熱電子效應，有多種對MOS晶體管結構的改進方法，例如雙注入結構、埋溝結構、分立柵結構、埋漏結構等；其中研究得較多且實用價值較大的一種是輕摻雜漏(lightly?doped?drain：LDD)結構。輕摻雜漏的作用是降低電場，可以顯著改進熱電子效應。

盡管LDD結構對熱電子效應有顯著的改善作用，但也存在一些缺點。比如LDD結構的摻雜濃度較低，導致源/漏極之間的電阻增大，使飽和電流降低，進而引起器件反應速度的下降。另外，LDD結構還使MOS晶體管的制造工藝更為復雜。

在集成電路中，兩個共源的MOS晶體管是一種較為常見的器件結構，通常情況下，LDD結構在源/漏極都存在。現有技術中，具有共源結構的MOS晶體管的制造主要包括以下流程(如圖1～圖5所示)：參照圖1，首先在半導體襯底100上依次形成柵極介質層110和柵電極120；參照圖2，進行LDD離子注入，形成共源區130和漏區140a、140b，并通過退火工藝使注入離子在所述半導體襯底100內擴散；參照圖3，在所述柵電極120兩側形成側墻150；參照圖4，進行源/漏極注入，形成如圖5所示的器件結構。在以上工藝中，LDD結構同時形成于共源區130和漏區140a、140b，而且由于退火作用，LDD結構中的離子會發生擴散，使得有效的溝道長度遠小于柵電極120的物理寬度，容易造成短溝道效應。

公開號為20080132014的美國專利申請提出了一種降低共源區電阻的方法，通過不同區域不同濃度的摻雜來實現。這需要增加多道光刻和注入工序，對工藝過程和參數要作較大調整，對實際生產會造成一定影響。

為提高具有共源結構的MOS晶體管的性能，需要開發一種新的制造方法，在不增加工藝復雜性的情況下，減輕或消除LDD結構引起的不良影響。

發明內容

本發明所解決的問題是提供一種具有共源結構的MOS晶體管及其制造方法，減少LDD結構帶來的不良影響，提高MOS晶體管的電學性能。

為解決上述問題，本發明提供了一種具有共源結構的MOS晶體管的制造方法，包括：

在半導體襯底上依次形成柵極介質層及相鄰MOS晶體管的柵電極；

進行LDD注入，形成相鄰MOS晶體管的輕摻雜漏極；

在所述柵電極靠近輕摻雜漏極的一側形成側墻；

進行源/漏極注入，形成相鄰MOS晶體管的漏極和共源結構。

可選的，所述在半導體襯底上形成柵極介質層及相鄰MOS晶體管的柵電極包括：在半導體襯底上形成覆蓋共源區的柵極介質層及偽柵電極；在所述柵電極靠近輕摻雜漏極的一側形成側墻包括：在所述偽柵電極的兩側形成側墻。

可選的，所述具有共源結構的MOS晶體管的制造方法還包括：在形成側墻后，進行源/漏極注入前，去除所述偽柵電極和柵極介質層覆蓋共源區的部分。

可選的，所述在半導體襯底上形成柵極介質層及相鄰MOS晶體管的柵電極包括：在半導體襯底上形成露出共源區的柵極介質層及相鄰MOS晶體管的柵電極。