[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的制作方法及半導(dǎo)體器件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410299942.4
• 申請(qǐng)日: 2014-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN105261557A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒲月皎;宋化龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/20
• 分類號(hào): H01L21/20;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體集成電路制作技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種半導(dǎo)體器件的制作方法及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體器件的尺寸不斷縮小，特別是進(jìn)入到40納米及以下節(jié)點(diǎn)，半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電溝道越來越短，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的短溝道效應(yīng)(SCE)越來越嚴(yán)重。SCE會(huì)影響半導(dǎo)體器件的電場分布、閾值電壓控制以及漏電等特性，進(jìn)而限制了半導(dǎo)體器件的特征尺寸的進(jìn)一步縮小。

在現(xiàn)有半導(dǎo)體器件的制作過程中，通常會(huì)對(duì)半導(dǎo)體器件中源/漏極區(qū)進(jìn)行暈環(huán)(Halo)注入形成光暈摻雜區(qū)，以提高源/漏極區(qū)附近的局部摻雜濃度，進(jìn)而阻止源/漏耗盡區(qū)向溝道區(qū)擴(kuò)展，從而降低延伸區(qū)的結(jié)深以及縮短溝道長度，抑制SCE效應(yīng)。

然而，在暈環(huán)(Halo)注入的過程中部分摻雜離子會(huì)通過注入或擴(kuò)散等方式進(jìn)入到導(dǎo)電溝道，這些摻雜離子會(huì)成為導(dǎo)電溝道中載流子的復(fù)合中心，從而降低載流子的遷移率，進(jìn)而降低半導(dǎo)體器件的性能。同時(shí)，這種暈環(huán)(Halo)注入的方式還會(huì)對(duì)襯底材料的晶格產(chǎn)生損傷，并在襯底中產(chǎn)生空位或間隙原子等缺陷，這些缺陷會(huì)捕獲向襯底表面遷移的載流子，從而引發(fā)瞬時(shí)增強(qiáng)擴(kuò)散效應(yīng)(TED)，導(dǎo)致半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生漏電流，進(jìn)而降低半導(dǎo)體器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)旨在提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法及半導(dǎo)體器件，以提高半導(dǎo)體器件的性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N半導(dǎo)體器件的制作方法，該制作方法包括：提供襯底，襯底上形成有柵極結(jié)構(gòu)；在襯底中位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的位置形成凹槽；在凹槽中外延生長同時(shí)摻雜形成光暈摻雜區(qū)。

進(jìn)一步地，形成光暈摻雜區(qū)的步驟包括：在凹槽中外延生長基體材料，并在外延生長的過程中同時(shí)對(duì)基體材料進(jìn)行摻雜以形成光暈摻雜區(qū)。

進(jìn)一步地，基體材料為與襯底相同的材料，或與襯底的晶向相同的異質(zhì)材料。

進(jìn)一步地，襯底為單晶硅，基體材料為單晶硅、鍺化硅或碳化硅。

進(jìn)一步地，襯底為P型單晶硅，對(duì)基體材料進(jìn)行摻雜的摻雜離子為硼離子；襯底為N型單晶硅，對(duì)基體材料進(jìn)行摻雜的摻雜離子為砷離子。

進(jìn)一步地，摻雜離子的摻雜濃度為1E+13～1E+19atoms/cm³。

進(jìn)一步地，在形成光暈摻雜區(qū)的步驟中，形成厚度為柵極的寬度的1/4～3/4的光暈摻雜區(qū)。

進(jìn)一步地，該制作方法進(jìn)一步包括：在柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)的襯底中形成源漏極，部分源漏極形成在光暈摻雜區(qū)中。

進(jìn)一步地，在形成源漏極的步驟之前，去除掩膜層，并對(duì)第一側(cè)壁層遠(yuǎn)離柵極的一側(cè)的襯底進(jìn)行離子注入，以形成輕摻雜區(qū)。

本申請(qǐng)還提供了一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件由本申請(qǐng)上述的制作方法制作而成。

應(yīng)用本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，通過在襯底中位于柵極的兩側(cè)的位置分別形成凹槽，并在凹槽中外延形成光暈摻雜區(qū)，從而減少了光暈摻雜區(qū)中的摻雜離子向?qū)щ姕系乐械臄U(kuò)散，并減少了由于摻雜離子與載流子發(fā)生復(fù)合引起的載流子遷移率的下降，進(jìn)而提高了半導(dǎo)體器件的性能。同時(shí)，該光暈摻雜區(qū)能夠避免暈環(huán)注入的方式在襯底中產(chǎn)生的空位或間隙原子等缺陷，從而減少了由缺陷引起的瞬時(shí)增強(qiáng)擴(kuò)散效應(yīng)(TED)，進(jìn)而提高了半導(dǎo)體器件的性能。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施方式所提供的半導(dǎo)體器件的制作方法的流程示意圖；

圖2示出了根據(jù)在本申請(qǐng)實(shí)施方式所提供的半導(dǎo)體器件的制作方法中，提供襯底后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了在圖2所示的襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出了在圖3所示的襯底中位于柵極欲設(shè)置光暈摻雜區(qū)的兩側(cè)分別形成凹槽后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4-1示出了在圖3所示的柵極對(duì)應(yīng)于欲設(shè)置光暈摻雜區(qū)的兩側(cè)的側(cè)壁上形成第一側(cè)壁層，并在柵極的上表面上形成掩膜層后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出了在圖4所示的凹槽中形成光暈摻雜區(qū)后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6示出了在圖5所示的柵極的兩側(cè)襯底中形成源漏極后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖6-1示出了去除圖5所示的掩膜層，并對(duì)圖6中第一側(cè)壁層遠(yuǎn)離柵極的一側(cè)的襯底進(jìn)行離子注入形成輕摻雜區(qū)后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式