场效应晶体管及其形成方法技术

本发明专利技术涉及一种场效应晶体管及其形成方法，在本发明专利技术提供的场效应晶体管的形成方法中，首先，形成了多层薄膜组成的侧墙，并利用所述侧墙自对准地形成深结源漏区，接着，部分去除所述侧墙以形成L形偏移侧墙，从而可利用所述L形偏移侧墙自对准地形成浅结源漏区。本发明专利技术提供的场效应晶体管的形成方法中，深结和浅结源漏区的离子激活温度由高到低，且运用了L形偏移侧墙，可以有效控制浅结源漏离子注入形成的浅结结深、浅结浓度和轮廓；本发明专利技术提供的场效应晶体管其器件结构增大了后续接触孔工艺过程中的工艺窗口；同时也减少应力记忆技术中应力薄膜与器件沟道的距离，进一步提高载流子的迁移率，进而提高器件性能。

Field effect transistor and its formation method

The invention relates to a field effect transistor and its forming method, forming a field effect transistor in the method of the present invention, first of all, the formation of multilayer films composed of the side wall, and the side wall to form a deep junction self-aligned source and drain regions, then part of the removal of the side wall to form a L shape offset the side walls, so it can use the L type side wall offset self alignment shallow junction formation source and drain regions. The formation of a field effect transistor in the method provided by the invention, deep and shallow junction ion source and drain regions of the activation temperature from high to low, and the use of the L shaped offset side wall, can be injected into the shallow junctions formed by deep and shallow junction concentration and contour effective control of shallow junction source drain field effect transistor of the ion; the invention provides the device structure increases the subsequent process window contact hole in the process; and also reduce the stress in the stress film and memory technology device channel distance, further enhance carrier mobility, and improve the performance of the device.

【技术实现步骤摘要】
场效应晶体管及其形成方法
本专利技术涉及一种半导体
，尤其涉及一种场效应晶体管及其形成方法。
技术介绍
场效应晶体管制造技术是现代超大规模集成电路(VLSI)半导体工业的基础。高速、高效、低能耗的市场需求推动着半导体工业沿着摩尔定律不断发展。为了达到高速、高效、低能耗的市场需求，半导体器件单元，特别是金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffecttransistor,MOSFET)，持续微缩，进入到了纳米时代。器件尺寸的缩小要求栅极按照一定的设计规则相应微缩，而为了降低短沟道效应，源漏极的结深也要相应地缩小。图1为一种场效应晶体管制备的制备方法，如图1所示，目前场效应晶体管的制备流程包括以下步骤：首先，在衬底上形成栅介质层和栅极；接着，在栅极的两侧形成偏移侧墙，其中，所述偏移侧墙需在形成一第一侧墙的基础上，对所述侧墙进行刻蚀以使剩余的部分覆盖栅极的两侧，而构成所述偏移侧墙；接着，利用偏移侧墙为掩膜，在所述偏移侧墙的两侧及下方的衬底中形成浅结源漏区；接着，在所述偏移侧墙的侧壁上形成补充侧墙，以进一步构成第二侧墙；进而，利用所述第二侧墙为掩膜，在所述浅结源漏区远离栅极一侧的衬底中形成深结源漏区，并使所述深结源漏区和所述浅结源漏区相互连接。根据现有的场效应晶体管的制备方法所制成的场效应晶体管中，其宽度和高度等物理特性成为限制场效应晶体管等比例微缩的关键因素。例如，在现有的制备方法中，需利用侧墙定义出深结源漏区，因此，对应于需形成的深结源漏区的位置和结构，相应的需使侧墙具有较大的宽度。然而，在等比例微缩的小尺寸器件中，过宽的侧墙会导致侧墙在远离栅极一侧的空间较小，进而使工艺窗口也较小。如此，一方面，会使后续的制备工艺的难度较大，并影响所形成的器件的性能；另一方面，也不利于对器件尺寸的缩减。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种场效应晶体管及其形成方法，以解决现有的侧墙过宽，而不利于器件尺寸的缩减的问题；同时进一步提升应力记忆技术对器件载流子迁移率提高的效果。为了解决现有的技术问题，本专利技术的场效应晶体管的制备方法包括以下步骤：在衬底上形成栅介质层和栅极，所述栅极形成在所述栅介质层上；在所述栅极两侧的侧壁上形成多层薄膜组成的侧墙；在所述栅极两侧的所述衬底中形成器件的深结源漏区；利用不同薄膜刻蚀速率的差异选择性去除所述侧墙中远离所述栅极的外层薄膜，以形成L形偏移侧墙，所述L形偏移侧墙覆盖所述栅极的侧壁和靠近所述栅极的部分所述源漏区；利用所述L形偏移侧墙和所述栅极，在所述衬底中形成器件的浅结源漏区，所述浅结源漏区从所述深结源漏区延伸至所述栅极的下方。可选的，所述多层薄膜组成的侧墙包括但不限于氮化硅层和/或氧化硅层。可选的，所述多层薄膜组成的侧墙包括但不限于氮化硅层/氧化硅层/氮化硅层的三层NON结构。可选的，所述L形偏移侧墙为靠近所述栅极的氮化硅层。可选的，所述多层薄膜组成的侧墙包括但不限于氧化硅层/氮化硅层的双层ON结构。可选的，当所述氧化硅层靠近所述栅极时，所述L形偏移侧墙为所述氧化硅层；当所述氮化硅层靠近所述栅极时，所述L形偏移侧墙为所述氮化硅层。可选的，所述深结源漏区的形成方法包括：利用所述侧墙为掩膜执行离子注入工艺，以及执行高温离子活化工艺，以在所述衬底中自对准地形成所述深结源漏区。可选的，在所述深结源漏区高温离子活化工艺中，活化温度为900℃-1200℃，活化时间为20s-60s。可选的，所述浅结源漏区的形成方法包括：利用所述L形偏移侧墙为掩膜执行离子注入工艺，以及执行高温离子活化工艺，以在所述衬底中形成所述浅结源漏区。可选的，在所述浅结源漏区高温离子活化工艺中，活化温度为700℃-1200℃，活化时间为0s-30s。可选的，所述侧墙的形成方法包括：在所述衬底上形成一多层薄膜组成的侧墙材料层，所述侧墙材料层覆盖所述栅极的顶部和侧壁，以及用于形成源漏区的区域；执行回刻工艺，去除所述侧墙材料层中位于所述栅极顶部和位于所述用于形成源漏区的区域上且远离所述栅极的部分，使剩余的所述侧墙材料层覆盖所述栅极的侧壁和部分所述用于形成源漏区的区域，以构成所述侧墙。本专利技术的另一目的在于，提供一种场效应晶体管，包括：衬底；栅介质层，形成在所述衬底上；栅极，形成在所述栅介质层上；深结源漏区，形成在所述栅极两侧的所述衬底中；浅结源漏区，形成在所述衬底中，且从所述深结离子注入区延伸至所述栅极的下方；L形偏移侧墙，覆盖所述栅极的侧壁和靠近所述栅极的部分所述深结源漏区，所述浅结源漏区从所述L形偏移侧墙覆盖所述栅极侧壁的部分的一侧延伸至所述部分的另一侧。可选的，所述衬底为硅衬底。可选的，所述栅介质层为栅氧层。可选的，所述栅极为多晶硅栅。可选的，所述L形偏移侧墙包括但不限于氮化硅层或氧化硅层。本专利技术提供的场效应晶体管的制备方法中，首先形成多层薄膜组成的侧墙，并利用侧墙限定出深结源漏区，接着部分去除所述侧墙以形成L形偏移侧墙，从而可利用所述L形偏移侧墙界定出浅结源漏区。可见，本专利技术中，利用侧墙和L形偏移侧墙的工艺，依次形成深结源漏区和浅结源漏区；同时，L形偏移侧墙可以有效控制浅结源漏区离子注入的均一性，包括结深和注入浓度等。与现有的场效应晶体管的制备方法相比，不需要执行两次的侧墙制备过程，而是直接利用所形成的侧墙进一步形成L形偏移侧墙，有利于简化工艺。并且，根据本专利技术提供的制备方法所形成的场效应晶体管中，在栅极的两侧仅保留了L形偏移侧墙，使栅极两侧预留有更大的空间。相对于现有的场效应晶体管而言，由于在栅极的两侧多出了相应的空间，有利于增加后续制程的工艺窗口度。例如，针对后续工艺中，源漏区接触孔的形成、金属硅化物的形成、孔塞刻蚀阻挡层的形成和层间介质的填充等工艺，由于其工艺窗口的增大，进而有利于降低后续工艺的制备难度。同时，由于L形偏移侧墙的厚度较薄，而使栅极两侧的空间较大，从而在制备应力记忆技术中的应力薄膜时，有利于减少应力薄膜与器件沟道的距离，从而增强应力效应，进一步提高载流子的迁移率，进而提高了器件性能。附图说明图1是现有的一种场效应晶体管的制备方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例一中的场效应晶体管的制备方法的流程示意图；图3至图6是本专利技术实施例一中的场效应晶体管的制备方法在其制备过程中的结构示意图；图7是本专利技术实施例二中的场效应晶体管的制备方法的在其制备过程中的结构示意图；图8是本专利技术实施例三中的场效应晶体管的制备方法的在其制备过程中的结构示意图；图9是本专利技术实施例四中的场效应晶体管的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的场效应晶体管及其制备方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。实施例一图2是本专利技术实施例一中的场效应晶体管的制备方法的流程示意图；图3至图6是本专利技术实施例一中的场效应晶体管的制备方法的在其制备过程中的结构示意图。以下参考图2、图3、图4和图5，详细说明本专利技术的一种具体实施方式，本实施例中，场效应晶体管的制备方法依次包含下述步骤：首先，执行步骤S100，具体参考图3所示，在衬底100上形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上形成栅介质层和栅极，所述栅极形成在所述栅介质层上；在所述栅极两侧的侧壁上形成多层薄膜组成的侧墙；在所述栅极两侧的所述衬底中形成器件的深结源漏区；利用不同薄膜刻蚀速率的差异选择性去除所述侧墙中远离所述栅极的外层薄膜，以形成L形偏移侧墙，所述L形偏移侧墙覆盖所述栅极的侧壁和靠近所述栅极的部分所述源漏区；利用所述L形偏移侧墙和所述栅极，在所述衬底中形成器件的浅结源漏区，所述浅结源漏区从所述深结源漏区延伸至所述栅极的下方。

【技术特征摘要】
1.一种场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上形成栅介质层和栅极，所述栅极形成在所述栅介质层上；在所述栅极两侧的侧壁上形成多层薄膜组成的侧墙；在所述栅极两侧的所述衬底中形成器件的深结源漏区；利用不同薄膜刻蚀速率的差异选择性去除所述侧墙中远离所述栅极的外层薄膜，以形成L形偏移侧墙，所述L形偏移侧墙覆盖所述栅极的侧壁和靠近所述栅极的部分所述源漏区；利用所述L形偏移侧墙和所述栅极，在所述衬底中形成器件的浅结源漏区，所述浅结源漏区从所述深结源漏区延伸至所述栅极的下方。2.根据权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述多层薄膜组成的侧墙包括但不限于氮化硅层和/或氧化硅层。3.根据权利要求2所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述多层薄膜组成的侧墙包括但不限于氮化硅层/氧化硅层/氮化硅层的三层NON结构。4.根据权利要求3所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述L形偏移侧墙为与所述栅极相邻的氮化硅层。5.根据权利要求2所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述多层薄膜组成的侧墙包括但不限于氧化硅层/氮化硅层的双层ON结构。6.根据权利要求5所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，当所述氧化硅层靠近所述栅极时，所述L形偏移侧墙为所述氧化硅层；当所述氮化硅层靠近所述栅极时，所述L形偏移侧墙为所述氮化硅层。7.根据权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述深结源漏区的形成方法包括：利用所述侧墙为掩膜执行离子注入工艺，以及执行高温离子活化工艺，以在所述衬底中自对准地形成所述深结源漏区。8.根据权利要求7所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，在所述深结源漏区的高温离子活化工艺中，活化温度为900℃-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，刘哲宏，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31