[發明專利]一種CMOS器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201210206269.6
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN103515317A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 韓秋華
• 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: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238;H01L27/092
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及集成電路制造領域，特別涉及一種互補金屬氧化物半導體（CMOS）器件及其形成方法。

背景技術

CMOS器件是由PMOS元件和NMOS元件共同構成的，在生產過程中，為了提高PMOS的性能，通常在將源/漏極的區域形成一硅鍺（SiGe）層，用以在溝道區提供應壓力，如此提高電子的遷移率，從而能夠使得PMOS的性能得到顯著提升。

如圖1~圖3所示，其為現有工藝形成的CMOS器件的主要過程示意圖。請參考圖1，在所述襯底100'中形成N阱100a'和P阱100b'，在所述N阱100a'和P阱100b'交接處形成淺溝道隔離107'，在所述N阱100a'中形成多個PMOS元件，所述P阱100b′中形成一個或多個NMOS元件，所述PMOS元件和NMOS元件均包括：柵極結構104'，緊靠柵極結構104'的側墻101'。

請參考圖2，形成氧化層200'，所述氧化層200'覆蓋所述襯底100′、PMOS元件和NMOS元件。之后采用光刻工藝在P阱100b'上形成光阻層201'，所述光阻層201'覆蓋所述NMOS元件。

接著，如圖3所示，刻蝕去除覆蓋于N阱100a'上及PMOS元件上的氧化層，進一步刻蝕所述N阱100a'形成溝槽300'，所述溝槽300'位于相鄰兩個PMOS元件的相鄰兩個柵極結構104'間的相鄰兩個側壁101'之間。然而，由于NMOS元件上方的光阻層201'的存在，在形成溝槽300'時，由于刻蝕工藝的影響，光阻層201'會產生浮動的光阻分離物，從而在溝槽300'內形成不規則的光阻聚合物301′。

在大規模生產中，所涉及溝槽300'為多個（圖3中僅示出一個），那么光阻聚合物301'將會大大的影響溝槽300'的深度的均勻性。進一步的，在之后沉積于溝槽300'內的硅鍺（SiGe）層也會不均勻，產生負載效應，從而所產生的壓應力就會大大的改變，不能達到所需要的范圍，同時也會導致源漏極漏電等缺陷的產生，器件的總體性能受到不良的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種CMOS器件及其形成方法，以解決現有技術中用于沉積硅鍺層的溝槽內產生光阻聚合物的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種CMOS器件的形成方法，包括：

提供襯底；

在所述襯底中形成N阱和P阱，在所述N阱和P阱交接處形成淺溝道隔離，在所述N阱上形成一個或多個PMOS元件，在所述P阱上形成一個或多個NMOS元件；其中，形成PMOS元件和NMOS元件的工藝包括：在所述N阱及P阱上形成柵極結構；緊靠所述N阱上的柵極結構形成N區側墻；緊靠所述P阱上的柵極結構形成P區側墻；

在所述N阱中形成鍺硅層，且所述鍺硅層位于相鄰兩個PMOS元件之間。

進一步的，對于所述的CMOS器件的形成方法，所述柵極結構包括多晶硅體塊及位于所述多晶硅體塊上的氮化硅體塊。

進一步的，對于所述的CMOS器件的形成方法，形成柵極結構的工藝包括如下步驟：

沉積多晶硅層和氮化硅掩膜層，所述多晶硅層覆蓋所述襯底，所述氮化硅掩膜層覆蓋所述多晶硅層；

刻蝕所述氮化硅掩膜層形成氮化硅體塊；

刻蝕所述多晶硅層形成多晶硅體塊。

進一步的，對于所述的CMOS器件的形成方法，在形成柵極結構之后，形成N區側墻之前，還包括如下步驟：

形成ONO層，所述ONO層覆蓋所述襯底及柵極結構；

形成光阻層，所述光阻層覆蓋P阱上的ONO層。

進一步的，對于所述的CMOS器件的形成方法，在形成N區側墻后，形成硅鍺層之前，包括如下步驟：

去除所述光阻層。

進一步的，對于所述的CMOS器件的形成方法，所述ONO層包括：

第一氧化層；

氮化硅層，所述氮化硅層覆蓋所述第一氧化層；及

第二氧化層，所述第二氧化層覆蓋所述氮化硅層。

進一步的，對于所述的CMOS器件的形成方法，形成N區側墻的工藝包括如下步驟：

刻蝕去除N阱上的第二氧化層；

刻蝕N阱上的氮化硅層和第一氧化層形成N區側墻。

進一步的，對于所述的CMOS器件的形成方法，形成硅鍺層的工藝包括如下步驟：

刻蝕所述N阱形成溝槽，所述溝槽位于相鄰的PMOS元件之間；

刻蝕去除P阱上的第二氧化層；

在所述溝槽內沉積硅鍺形成硅鍺層。