[發明專利]晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201110459401.X
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN103187251A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 劉金華
• 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: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造技術，特別涉及一種晶體管的形成方法。

背景技術

晶體管是構成各種電路的基本單元，是最常見的半導體器件。晶體管的主要結構包括：源極(Source)、漏極(Drain)和柵極(Gate)。其中，源極和漏極是高濃度的摻雜區。

隨著集成電路集成度的不斷提高，器件的尺寸在逐步地按比例縮小，然而，漏極電壓并沒有隨之減小，這導致了源極和漏極之間的溝道區電場的增大。在強電場的作用下，電子在碰撞中會得到能量，形成動能較大的電子，這種電子會引起熱電子效應(Hot?Electron?Effect)。該效應會引起電子向柵介質層注入，形成柵極電流和襯底電流，影響器件和電路的可靠性。

現有技術通過形成一種低摻雜漏(Lightly?Doped?Drain，LDD)結構以降低電場，從而克服熱電子效應。

現有技術形成具有LDD結構的晶體管的步驟包括：

參考圖1，提供半導體襯底100，所述半導體襯底100上形成有柵極結構，所述柵極結構包括柵介質層102和柵電極104。

參考圖2，以所述柵極結構為掩膜，對所述半導體襯底100進行低劑量離子注入，在所述柵極結構的兩側形成低摻雜區106。

參考圖3，在所述柵極結構的一側的所述半導體襯底100上形成掩膜層108，進行高劑量離子注入，分別形成高摻雜區110和高摻雜區111。所述高摻雜區110在形成有所述掩膜層108的一側，所述高摻雜區111在未形成有所述掩膜層108的一側。所述高摻雜區111包括高劑量注入和低劑量注入的離子，即上述兩次離子注入所形成的摻雜區域重合，形成了源極。所述高摻雜區110和所述低摻雜區106不完全重合，二者共同形成漏極。

更多的形成LDD結構的技術請參考公開號為US2004/0016927A1的美國專利申請文件。

然而，由于晶體管的尺寸的縮小，在柵極結構一側的半導體襯底上形成掩膜層需要十分精確的對準技術，工藝復雜、成本較高。因此，現有技術在柵極結構兩側的半導體襯底中都形成低摻雜區。

例如，參考圖4，在如圖2所述的結構的基礎上，在所述柵極結構的兩側形成側墻112，然后，以所述柵極結構和所述側墻112為掩膜，進行高劑量離子注入，從而在所述柵極結構兩側形成對稱的結構。因此，所述晶體管的源極和漏極都具有高摻雜區110’和低摻雜區106’。

然而，由于低摻雜區中的離子濃度較低，在源極形成低摻雜區會導致源極和漏極之間的電阻增大，降低飽和電流，引起器件反應速度的下降。

因此，需要一種晶體管的形成方法，能夠減小源極和漏極之間的電阻，改善晶體管的性能，而且，簡化工藝，降低成本。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種晶體管的形成方法，能夠減小源極和漏極之間的電阻，改善晶體管的性能，而且，簡化工藝，降低成本。

為解決上述問題，本發明的實施例提供一種晶體管的形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底上具有柵極結構；進行第一離子注入，所述第一離子注入的角度是銳角；以及進行第二離子注入，所述第二子離子注入的角度是鈍角，所述第二離子注入的能量和劑量比所述第一離子注入的能量和劑量高。

可選地，在進行第一離子注入前，還包括在所述柵極結構兩側的側壁上形成側墻。

可選地，所述第一離子注入的能量范圍是0.5keV至100keV，劑量范圍是1E13/cm²至5E15/cm²。

可選地，所述第二離子注入的能量范圍是1keV至200keV，劑量范圍是1E14/cm²至1E16/cm²。

可選地，所述第一離子注入的角度的范圍是45°至88°。

可選地，所述第二離子注入的角度的范圍是92°至135°。

可選地，經過所述第一離子注入和所述第二離子注入，在所述柵極結構一側的所述半導體襯底內形成有相鄰的第一輕摻雜區和第一重摻雜區，所述第一輕摻雜區更靠近所述柵極結構，所述第一輕摻雜區和所述第一重摻雜區作為晶體管的漏極。

可選地，所述第一輕摻雜區的摻雜濃度范圍是1E17/cm³至1E20/cm³，所述第一重摻雜區的摻雜濃度范圍是1E19/cm³至1E21/cm³。