[發(fā)明專利]MOS器件及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210238234.0
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN103545206A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 王文博;卜偉海
• 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;H01L29/06;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種MOS器件及其形成方法。

背景技術

隨著半導體工藝的不斷發(fā)展，集成電路已經(jīng)從制造在單個芯片上的少數(shù)互連器件發(fā)展到數(shù)百萬個器件。當前的集成電路所提供的性能和復雜度也不斷增加。為了提高集成電路的復雜度和電路密度(即，能夠被安裝到給定芯片面積上的器件的數(shù)量)，集成電路中最小器件的線寬變得越來越小。

金屬-氧化物-半導體(MOS)晶體管是半導體制造中的最基本器件，其廣泛適用于各種集成電路中，根據(jù)主要載流子以及制造時的摻雜類型不同，分為NMOS器件和PMOS器件。

而隨著MOS器件特征尺寸的不斷變小，MOS器件源極與漏極之間的溝道寬度也不斷減小。在MOS器件使用過程中，源極或漏極中的摻雜離子向溝道區(qū)域擴散，導致MOS器件失效，嚴重影響所形成MOS器件的電學性能。

現(xiàn)有工藝在形成MOS器件的過程中，主要通過增加MOS器件柵極結構兩側(cè)側(cè)壁的厚度來增大MOS器件溝道寬度，以改善因源區(qū)或漏區(qū)中摻雜離子向溝道區(qū)域擴散而造成的源區(qū)與漏區(qū)穿通，避免MOS器件失效。然而，加厚的側(cè)壁會導致所形成MOS器件的串行電阻增大，進而增大了所形成MOS器件的閾值電壓，降低了所形成MOS器件的響應速度。而且，在加厚MOS器件側(cè)壁的同時，也增大了MOS器件的體積，不利于MOS器件尺寸的控制。

在公開號為CN101789447A的中國專利申請中可以發(fā)現(xiàn)更多關于現(xiàn)有技術的信息。

因此，提供一種MOS器件或MOS器件的形成方法，在減小所形成MOS器件尺寸的同時，避免MOS器件源區(qū)或漏區(qū)中摻雜離子向溝道區(qū)域擴散，提高所形成MOS器件的電學性能，成為目前亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種MOS器件及其形成方法，避免源區(qū)或漏區(qū)中摻雜離子向溝道區(qū)域擴散而造成的MOS器件失效，提高所形成MOS器件的電學性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種MOS器件的形成方法，包括：提供襯底；在所述襯底上形成柵極結構，所述柵極結構包括位于襯底上的柵介質(zhì)層以及位于所述柵介質(zhì)層上的柵極；形成覆蓋所述柵極結構以及柵極結構兩側(cè)襯底的光刻膠層；圖案化所述光刻膠層，形成暴露出襯底中重摻雜區(qū)域的圖案化光刻膠層；以所述圖案化光刻膠層為掩模，刻蝕所述襯底，在柵極結構兩側(cè)的襯底內(nèi)形成凹槽；繼續(xù)以所述圖案化光刻膠層為掩模，對凹槽的底部和側(cè)壁進行離子注入，形成反型區(qū)；去除所述圖案化光刻膠層；在所述凹槽中形成重摻雜區(qū)，所述重摻雜區(qū)的摻雜離子與反型區(qū)的摻雜離子導電類型相反。

可選的，所述MOS器件為PMOS器件時，所述反型區(qū)的摻雜離子為N型導電類型，所述重摻雜區(qū)的摻雜離子為P型導電類型。

可選的，所述反型區(qū)的摻雜離子為砷離子、磷離子或銻離子，形成反型區(qū)時離子注入的能量小于或者等于10KeV，劑量為1E12～1E14cm^-2，傾斜角度為0～45度。

可選的，所述重摻雜區(qū)的摻雜離子為硼離子或二氟化硼離子，形成重摻雜區(qū)時離子注入的能量為5～10KeV，劑量為5E13～3E15cm^-2。

可選的，所述MOS器件為NMOS器件，所述反型區(qū)的摻雜離子為P型導電類型，所述重摻雜區(qū)的摻雜離子為N型導電類型。

可選的，所述反型區(qū)的摻雜離子為硼離子或二氟化硼離子，形成反型區(qū)時離子注入的能量小于或者等于10KeV，劑量為1E12～1E14cm^-2，傾斜角度為0～45度。

可選的，所述重摻雜區(qū)的摻雜離子為砷離子、磷離子或銻離子，形成重摻雜區(qū)時離子注入的能量為5～100KeV，劑量為5E13～3E15cm^-2。

可選的，形成反型區(qū)時分多步離子注入進行，每進行完一步離子注入，將所述MOS器件水平旋轉(zhuǎn)一個角度。

可選的，形成凹槽的方法為干法刻蝕。

可選的，所述干法刻蝕為反應離子刻蝕法，刻蝕氣體為含溴氣體或含氯氣體中的一種或多種。

可選的，形成凹槽的方法為濕法刻蝕。

可選的，所述濕法刻蝕的刻蝕溶液為氟化氫溶液、氫氧化鉀溶液或四甲基氫氧化銨溶液。

可選的，在所述凹槽中形成重摻雜區(qū)的步驟包括：通過選擇性外延生長工藝在所述凹槽內(nèi)形成介質(zhì)層；以所述柵極結構為掩模，對所述介質(zhì)層進行離子注入，形成重摻雜區(qū)。

可選的，在所述凹槽中形成重摻雜區(qū)的步驟包括：通過選擇性外延生長工藝在所述凹槽內(nèi)形成介質(zhì)層，同時，對所述介質(zhì)層進行離子注入，形成重摻雜區(qū)。