制作金氧半导体晶体管的方法技术

一种制作金氧半导体（ＭＯＳ）晶体管的方法，其特征是：包含有： 提供一基底，其上具有一栅极； 进行一第一离子植入制程，以于该栅极两侧的该基底内各形成一第一掺杂区； 于该栅极的两侧壁上各形成一遮蔽层，且该遮蔽层包含一延伸部位于该栅极两侧的该基底表面； 进行一第二离子植入制程，以于该第一掺杂区下方形成一第二掺杂区； 蚀刻该遮蔽层，以形成一侧壁子；以及 进行一第三离子植入制程，以于该第一掺杂区与该第二掺杂区间形成一第三掺杂区。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体的制造技术，尤其是一种制作金氧半导体(MOS)晶体管的方法，特别是一种制作具有阶梯状轮廓的源极/漏极接合的金氧半导体晶体管的方法，以降低由于自行对准硅化物制程(self-alignment silicide，salicode)所产生的接面漏电流。请参考附图说明图1，图1为习知金氧半导体晶体管的示意图。如图1所示，一金氧半导体晶体管10包含有一基底12，一栅氧化层14位于基底12之上，一栅极16位于栅氧化层14之上，一源极18a与一漏极18b分别设于栅极16两侧的基底12内，以及一侧壁子20设于栅极16的两侧壁。此外，栅极16与源极18a/漏极18b上会设有接触插塞(contact plug)，以电连接金氧半导体晶体管10与其他金属导电层。一般在形成接触插塞之前，会先在栅极16与源极18a/漏极18b上形成金属硅化物(silicide)22、24，然后再形成接触插塞于金属硅化物22、24上，以降低栅极16与源极18a/漏极18b与接触插塞的接触电阻。由于集成电路的积集度需求日益提升，因此，晶体管的尺寸亦随之缩小，以增加单位面积内的晶体管数目。然而，如图1所示，当源极18a/漏极18b的接合深度变浅，则缩短了金属硅化物22与源极18a/漏极18b的底部的距离，而此将增加金氧半导体晶体管10的漏电流(leakage current)。依据本专利技术的目的，在本专利技术的较佳实施例的中，首先，提供一基底，其上具有一栅极。进行一第一离子植入制程，以于该栅极两侧的该基底内各形成一第一掺杂区。于该栅极的两侧壁上各形成一遮蔽层，且该遮蔽层包含一延伸部位于该栅极两侧的该基底表面。进行一第二离子植入制程，以于该第一掺杂区下方形成一第二掺杂区。蚀刻该遮蔽层，以形成一侧壁子。以及进行一第三离子植入制程，以于该第一掺杂区与该第二掺杂区间形成一第三掺杂区。由于本专利技术提供一制作具有阶梯状轮廓的源极/漏极接合的金氧半导体晶体管的方法。其中，靠近栅极36的第一掺杂区40、第二掺杂区46以及第三掺杂区48呈一阶梯状轮廓，因此，可避免贯穿(punch through)的效应发生。此外，对于距离栅极36较远的第二掺杂区46而言，其接合深度较深，因此可避免金属硅化物52的底部与第二掺杂区46的接合介面的距离太小，而导致晶体管的遗漏电流增加的情形。图1为习知金氧半导体晶体管的示意图；图2至图9为本专利技术中制作晶体管的方法示意图。图示的符号说明10晶体管12 基底14栅氧化层 16 栅极18a 源极 18b 漏极20侧壁子22 金属硅化物24金属硅化物30 半导体晶片32硅基底34 栅氧化层36栅极 38 氮硅层40第一掺杂区42 氮硅层42a 延伸部44 氧化硅层46第二掺杂区46a 掺杂区46b 掺杂区48 第三掺杂区50金属硅化物52 金属硅化物接着，如图3所示，于硅基底32表面、栅极36表面以及氮硅层38表面沉积一氮硅层42，而氮硅层42的形成是利用化学气相沉积法，其厚度约为400～500。然后，再沉积一厚度为H2的氧化硅层44于氮硅层42之上，相同地，氧化硅层44的形成也是利用化学气相沉积法。如图4所示，进行一非等向性蚀刻制程，以去除氮硅层42上方部份的氧化硅层44。接着，如图5所示，以氧化硅层44为硬罩幕，再进行另一非等向性蚀刻制程，以除去部份的氮硅层42并使氮硅层38裸露于外，因此，使得剩余的氮硅层42与氧化硅层44形成一牺牲侧壁子于栅极36的两侧壁。然后，如图6所示，进行一湿蚀刻制程，以完全地剥除氧化硅层44，而使剩余的氮硅层42形成一L形轮廓，并且，剩余的氮硅层42包含有一长度为H3的延伸部42a位于硅基底32的表面上，而延伸部42a的长度H3约略等于氧化硅层44的厚度H2。如图7所示，进行一第二离子植入制程，先于栅极36两侧的硅基底32内植入掺质(dopants)，再经由一快速热处理制程以活化掺质，以于硅基底32内的第一掺杂区40下方形成一第二掺杂区46。其中，第二掺杂区46还可分为掺杂区46a与掺杂区46b，而掺杂区46a位于氮硅层42的延伸部42a下方，掺杂区46b则位于未被延伸部42a覆盖的第一掺杂区40下方。并且，掺杂区46a的接合深度小于掺杂区46b的接合深度，此乃因为在进行第二离子植入制程时，氮硅层42的延伸部42a遮蔽了紧邻于栅极36两侧的硅基底32的关系。而，掺杂区46a的宽度H4与氮硅层42的延伸部42a的长度H3约略相同，掺杂区46a的宽度H4依照制程需要而定，且可利用氧化硅层44的厚度H2控制的。如图8所示，进行一干蚀刻制程，以蚀刻L形的氮硅层42，并于栅极36的两侧壁各形成一侧壁子。随后，进行一第三离子植入制程，先将掺质(dopants)植入于栅极36两侧的硅基底32内，再经由一快速热处理制程以活化掺质，同时该快速热处理制程可修补硅基底32表面在离子布植过程中所遭受的结构性破坏，以于硅基底32内的第一掺杂区40与第二掺杂区46间形成一第三掺杂区48，第三掺杂区48作为金氧半导体晶体管的浅接合源极/漏极(shallow source/drain)。其中，第三掺杂区48的掺质浓度大于第一掺杂区40的掺质浓度，而第一掺杂区40的掺质浓度大于第二掺杂区46的掺质浓度。并且，由于逐次地蚀刻氮硅层42，并配合多次的离子植入制程，使得靠近栅极36的第一掺杂区40、第二掺杂区46以及第三掺杂区48呈一阶梯状轮廓(gradient profile)。在本专利技术的较佳实施例中，第三掺杂区48的掺质浓度约为第一掺杂区40的掺质浓度2～10倍，而第三掺杂区48的掺质浓度约为第二掺杂区46的掺质浓度10～100倍。而，第三掺杂区48的接合深度约为第一掺杂区40的接合深度2～3倍，而第二掺杂区46的接合深度约为第三掺杂区48的接合深度2～3倍。此外，若本专利技术的方法实施于一NMOS晶体管，则第一掺杂区40、第二掺杂区46以及第三掺杂区48的掺质包含有砷原子(arsenic，As)或磷原子(phosphorus，P)。若本专利技术的方法实施于一PMOS晶体管，则第一掺杂区40、第二掺杂区46以及第三掺杂区48的掺质包含有氟化硼离子(BF2+)或硼原子(boron，B)。如图9所示，先于栅极36与第二掺杂区46上方形成金属硅化物50、52，然后再形成接触插塞(未显示)于金属硅化物50、52上，以降低栅极36与源极/漏极与接触插塞的的接触电阻。值得注意的是，虽然第三掺杂区48为浅接合源极/漏极，然而在本专利技术中另提供一掺质浓度较小以及接合深度较深的第二掺杂区46，因此，可避免金属硅化物52的底部与接合界面(junction)的距离太小，而导致晶体管的漏电流增加的情形。相较于习知技术，本专利技术逐次地蚀刻氮硅层42，并配合多次的离子植入制程，使得靠近栅极36的第一掺杂区40、第二掺杂区46以及第三掺杂区48呈一阶梯状轮廓，以得到一具有阶梯状轮廓的源极/漏极接合的金氧半导体晶体管。其中，由于本专利技术提供一掺质浓度较小以及接合深度较深的第二掺杂区46，因此，可避免金属硅化物52的底部与接合界面(junction)的距离太小，而导致晶体管的漏电流增加的情形。因此，本专利技术的方法不仅可得到浅接合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制作金氧半导体(MOS)晶体管的方法，其特征是包含有提供一基底，其上具有一栅极；进行一第一离子植入制程，以于该栅极两侧的该基底内各形成一第一掺杂区；于该栅极的两侧壁上各形成一遮蔽层，且该遮蔽层包含一延伸部位于该栅极两侧的该基底表面；进行一第二离子植入制程，以于该第一掺杂区下方形成一第二掺杂区；蚀刻该遮蔽层，以形成一侧壁子；以及进行一第三离子植入制程，以于该第一掺杂区与该第二掺杂区间形成一第三掺杂区。2.如权利要求1所述的方法，其特征是形成该遮蔽层的方法包含有下列步骤沉积一氮硅层于该基底表面、该栅极之上与该栅极的两侧壁；沉积一氧化硅层于该氮硅层表面；进行一非等向性蚀刻制程，以去除部份的该氧化硅层与部份的该氮硅层；以及去除该氧化硅层。3.如权利要求1所述的方法，其特征是另包含有一自行对准硅化物制程，实施于该第三离子植入制程之后，用来形成一金属硅化物层。4.如权利要求3所述的方法，其特征是该第二掺杂区用来避免该金属硅化物层产生过大的漏电流。5.如权利要求1所述的方法，其特征是靠近该栅极的该第一掺杂区、该第二掺杂区以及该第三掺杂区呈一阶梯状轮廓。6.如权利要求1所述的方法，其特征是该第三掺杂区的掺质浓度约为该第一掺杂区的掺质浓度2～10倍，而该第三掺杂区的掺质浓度约为该第二掺杂区的掺质浓度10～100倍。7.如权利要求1所述的方法，其特征是该第三掺杂区的接合深度约为该第一掺杂区的接合深度2～3倍，而该第二掺杂区的接合深度约为该第三掺杂区的接合深度2～3倍。8.如权利要求1所述的方法，其特征是该第一掺杂区作为该金氧半导体晶体管的源极/漏极延伸。9.如权利要求1所述的方法，其特征是该第三掺杂区作为该金氧半导体晶体管的浅接合源极/漏极。10.如权利要求1所述的方法，其特征是该第二掺杂区位于该遮蔽层的延伸部下方的接合深度小于位于未被该遮蔽层覆盖区域的接合深度。11.如权利要求1所述的方法，其特征是该第一掺杂区、该第二掺杂区以及该第三掺杂区的掺质包含有砷原子或磷原子。12.如权利要求1所述的方法，其特征是该第一掺杂区、该第二掺杂区以及该第三掺杂区的掺质包含有氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：高嘉宏，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：