專利名稱：Mos晶體管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體領(lǐng)域，特別涉及MOS晶體管及其制作方法。
背景技術(shù)：
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和PMOS晶體管?，F(xiàn)有技術(shù)提供了一種MOS晶體管的制作方法。請參考圖1至圖3，為現(xiàn)有技術(shù)的 MOS晶體管的制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖1，提供半導體襯底100，在所述半導體襯底100內(nèi)形成隔離結(jié)構(gòu)101，所述隔離結(jié)構(gòu)101之間的半導體襯底100為有源區(qū)，在所述有源區(qū)內(nèi)形成摻雜阱(未示出)， 在摻雜阱內(nèi)進行調(diào)整閾值電壓注入。然后，在所述隔離結(jié)構(gòu)101之間的半導體襯底100上依次形成柵介質(zhì)層102和柵極103，所述柵介質(zhì)層102和柵極103構(gòu)成柵極結(jié)構(gòu)。繼續(xù)參考圖1，進行氧化工藝，形成覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的氧化層104。參考圖2，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底內(nèi)依次形成源/漏延伸區(qū)105、包圍所述源/漏延伸區(qū)105的袋狀注入?yún)^(qū)108，所述源/漏延伸區(qū)105和袋狀注入?yún)^(qū)108通過離子注入形成。所述袋狀注入?yún)^(qū)108通過袋狀(pocket)離子注入形成。袋狀離子注入的離子的摻雜離子可以為磷離子(對于NMOS晶體管)或硼離子(對于PMOS晶體管)。參考圖3，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻111。進行源/漏極重摻雜注入(S/D)，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底100內(nèi)形成源/漏極112，最后，進行退火工藝，激活源/漏延伸區(qū)105、袋狀注入?yún)^(qū)108、源/漏極112的摻雜離子。在公開號為CN 101789447A的中國專利申請中可以發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的信肩、ο在實際中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有方法制作的MOS晶體管的瞬態(tài)增強擴散效應(yīng)(Transistent Enhanced Diffusion, TED)較強，所述瞬態(tài)增強擴散效應(yīng)不僅造成了晶體管的短溝道效應(yīng) (Short Channel effect，S(E)和反短溝道效應(yīng)(ReverseShort Channel Effect，RSCE)，而且影響晶體管溝道遷移率、結(jié)電容以及結(jié)漏電流。因此，需要一種MOS晶體管的制作方法，能夠抑制瞬態(tài)增強效應(yīng)，抑制器件的短溝道效應(yīng)和反短溝道效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供了一種MOS晶體管的制作方法，減小了瞬態(tài)增強效應(yīng)， 改善了器件的短溝道效應(yīng)和反短溝道效應(yīng)。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種MOS晶體管的制作方法，包括提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有柵極結(jié)構(gòu)；
對所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底進行氟離子注入，形成缺陷吸附區(qū)；進行氧化工藝，形成覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的氧化層；在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底中依次形成源/漏延伸區(qū)、包圍所述源/漏延伸區(qū)的袋狀注入?yún)^(qū)，所述袋狀注入?yún)^(qū)沿溝道長度方向的尺寸小于等于所述缺陷吸附區(qū)的尺寸?？蛇x地，所述氟離子注入的傾斜角度為0 15度?？蛇x地，所述氟離子注入的能量范圍為IeV 30KeV?？蛇x地，所述氟離子注入的劑量范圍為1E14 5E15/cnT2?？蛇x地，所述氧化工藝的溫度為700 1200攝氏度，時間為10 100分鐘?？蛇x地，所述氧化工藝形成的氧化層的厚度1. 5 4納米。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種MOS晶體管，包括半導體襯底，所述半導體襯底上具有柵極結(jié)構(gòu)；源/漏延伸區(qū)，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底中；袋狀注入?yún)^(qū)，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底中，所述袋狀注入?yún)^(qū)包圍所述源/漏延伸區(qū)；氧化層，覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)；缺陷吸附區(qū)，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底中，所述缺陷吸附區(qū)沿溝道長度方向的尺寸大于所述袋狀注入?yún)^(qū)的尺寸，所述缺陷吸附區(qū)通過離子注入形成，所述缺陷吸附區(qū)的摻雜離子為氟離子?？蛇x地，所述氧化層的厚度1.5 4納米。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點通過在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底中注入氟離子，形成缺陷吸附區(qū)，所述缺陷吸附區(qū)中的氟離子能夠有效吸附氧化工藝在半導體襯底內(nèi)造成的缺陷，在袋狀注入?yún)^(qū)和源/ 漏延伸區(qū)形成之前將由于柵極氧化工藝形成的缺陷消除，從而有效預防后續(xù)袋狀注入?yún)^(qū)和源/漏延伸區(qū)的摻雜離子隨著缺陷擴散，消除了氧化增強擴散效應(yīng)，抑制了瞬態(tài)增強擴散效應(yīng)；進一步優(yōu)化地，所述氧化工藝的溫度為700 1200攝氏度，時間為10 100分鐘，
利用氧化工藝對所述缺陷吸附區(qū)的摻雜離子進行退火，將氟離子激活并使之均勻分布于半導體襯底內(nèi)，更有利于氟離子吸附半導體襯底內(nèi)的缺陷，從而使得所述缺陷隨著氟離子的位置固定而固定。由于氧化工藝在源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的摻雜離子注入前進行，避免了所述缺陷以及氟離子在后續(xù)的源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的退火步驟中擴散，對源/ 漏摻雜區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的摻雜離子分布產(chǎn)生影響。因此，本發(fā)明無需考慮氟離子的分布對源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的摻雜離分布的影響，簡化了制作工藝，有利于提高器件的穩(wěn)定性。并且，所述氧化工藝有效修復氟離子注入對半導體襯底造成的損傷。并且由于位于柵極兩側(cè)的缺陷吸附區(qū)的氟離子的注入的傾斜角度為O 15度，減小了 MOS晶體管的漏電流。


圖1至圖3是現(xiàn)有技術(shù)的MOS晶體管的制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的MOS晶體管制作方法流程示意圖。
圖5 圖8是本發(fā)明一個實施例的MOS晶體管制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本發(fā)明的MOS晶體管的柵極長度與閾值電壓關(guān)系曲線圖。圖10是本發(fā)明MOS晶體管的漏極飽和電流與閾值電壓關(guān)系曲線圖。
具體實施例方式發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)形成MOS晶體管的方法中，在形成源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)之前，進行氧化工藝，以在柵極結(jié)構(gòu)外圍形成氧化層對柵極進行保護，但是所述氧化工藝會在半導體襯底內(nèi)形成缺陷，所述缺陷是由氧化增強擴散(Oxidation-Enhanced Diffusion, 0ED)效應(yīng)引起。由于氧化增強擴散效應(yīng)引起的缺陷在后續(xù)的退火工藝中會擴散，使得源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的摻雜離子隨之擴散，引起瞬態(tài)增強效應(yīng)，增強了器件的短溝道效應(yīng)和反短溝道效應(yīng)。經(jīng)過研究發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果在柵極結(jié)構(gòu)外圍形成氧化層后，在袋狀注入?yún)^(qū)進行離子注入，將非雜質(zhì)離子(例如碳離子)注入半導體襯底，可以吸附由于氧化工藝在半導體襯底內(nèi)造成的缺陷。但是非雜質(zhì)離子注入本身會在半導體襯底內(nèi)進一步引入缺陷，該缺陷也會影響源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的雜質(zhì)離子的分布。如果雜質(zhì)離子與袋狀注入?yún)^(qū)和源/ 漏延伸區(qū)的摻雜離子在同一退火步驟中激活，還會使得非雜質(zhì)離子的分布影響袋狀注入?yún)^(qū)和源/漏延伸區(qū)的摻雜離子分布，使得器件的摻雜離子分布過于復雜，不利于工藝和器件特性穩(wěn)定性的控制。為了解決上述問題，發(fā)明人提出一種MOS晶體管的制作方法，請參考圖4，為本發(fā)明的MOS晶體管制作方法流程示意圖。所述方法包括步驟Si，提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有柵極結(jié)構(gòu)；步驟S2，對所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底進行氟離子注入，形成缺陷吸附區(qū)；步驟S3，進行氧化工藝，形成覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的氧化層；步驟S4，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底中依次形成源/漏延伸區(qū)、包圍所述源/漏延伸區(qū)的袋狀注入?yún)^(qū)，所述袋狀注入?yún)^(qū)沿溝道長度方向的尺寸小于等于所述缺陷吸附區(qū)的尺寸。下面將結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細的描述。請參考圖5 圖 8，為本發(fā)明一個實施例的MOS晶體管制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。首先，請參考圖5，提供半導體襯底200，所述半導體襯底200內(nèi)形成有隔離結(jié)構(gòu) 201，所述隔離結(jié)構(gòu)201之外的區(qū)域為有源區(qū)。所述半導體襯底200上依次形成有柵介質(zhì)層 202和柵極203，所述柵介質(zhì)層202與柵極203構(gòu)成柵極結(jié)構(gòu)。其中，所述半導體襯底200可以為硅(Si)或絕緣體上硅(SOI)。所述隔離結(jié)構(gòu)201 可以為淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)或者局部氧化硅(LOCOS)隔離結(jié)構(gòu)。所述隔離結(jié)構(gòu)201之外的半導體襯底200為有源區(qū)。所述有源區(qū)內(nèi)還形成有摻雜阱(未示出)。所述摻雜阱通過擴散或離子注入的方法形成。所述摻雜阱的摻雜離子的類型與該有源區(qū)待形成的MOS晶體管的種類有關(guān)，若待形成的MOS晶體管的導電溝道為N型， 則所述摻雜阱的摻雜離子為P型，例如可以為硼離子。若待形成的MOS晶體管的導電類型為P型，則所述摻雜阱的摻雜離子為N型，例如為磷離子。所述柵介質(zhì)層202可以為氧化硅(SiO2)或氮氧化硅(SiNO)。在65nm以下工藝節(jié)點，柵極的特征尺寸很小，柵介質(zhì)層202優(yōu)選高介電常數(shù)(高K)材料。所述高K材料包括氧化鉿、氧化鉿硅、氮氧化鉿硅、氧化鑭、氧化鋯、氧化鋯硅、氧化鈦、氧化鉭、氧化鋇鍶鈦、氧化鋇鈦、氧化鍶鈦、氧化鋁等。特別優(yōu)選的是氧化鉿、氧化鋯和氧化鋁。柵介質(zhì)層202的形成工藝可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何現(xiàn)有技術(shù)，比較優(yōu)選的為化學氣相沉積法，柵極介電層110的厚度為15到60埃。所述柵極203可以是包含半導體材料的多層結(jié)構(gòu)，例如硅、鍺、金屬或其組合。所述柵極203的形成工藝可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何現(xiàn)有技術(shù)，比較優(yōu)選的為化學氣相沉積法，例如低壓等離子體化學氣相沉積或者等離子體增強化學氣相沉積工藝。柵極 203的厚度為800到3000埃。然后，參考圖6，對所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底200進行氟離子注入，形成缺陷吸附區(qū)213。在后續(xù)進行氧化工藝在柵極上形成氧化層時，所述缺陷吸附區(qū)213的氟離子可以將半導體襯底內(nèi)形成的缺陷吸附，與缺陷形成團簇，從而缺陷定扎在氟離子周圍，這樣減小了自由缺陷的數(shù)目，避免缺陷在后續(xù)的退火激活源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的摻雜離子擴散，消除氧化增強擴散效應(yīng)，減小了瞬態(tài)增強擴散效應(yīng)。并且，由于缺陷與氟離子形成團簇， 使得形成團簇的局部的半導體襯底形成不規(guī)則的晶格排列，缺陷無法破壞半導體襯底的原子排布，從而使得整體上半導體襯底的原子排布更加規(guī)則，晶格更加有序，源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的摻雜離子受到的散射減小，從而所述摻雜離子的擴散率降低，進一步減小了瞬態(tài)增強擴散效應(yīng)。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，由于氟離子注入會造成柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底損傷，可以利用退火工藝對所述半導體襯底進行修復，并激活所述氟離子。所述退火工藝為爐管退火 (furnace anneal)或快速熱退火(Rapid Thermal Anneal, RTA)。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，還可以利用后續(xù)在柵極結(jié)構(gòu)形成氧化層的氧化工藝對氟離子進行退火，這樣不僅節(jié)約了工藝步驟，而且可以修復半導體襯底的損傷，使得氟離子的排布均勻，并且更加有利于氟離子充分吸收氧化工藝產(chǎn)生的缺陷，避免氟離子的分布影響源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的摻雜離子的分布。為了保證有效消除氧化擴散效應(yīng)引起瞬態(tài)增強擴散效應(yīng)，所述缺陷吸附區(qū)213沿溝道長度方向的尺寸應(yīng)大于等于后續(xù)形成的源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的尺寸，這樣可以有效消除源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的缺陷，避免源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的離子隨著缺陷擴散。缺陷吸附區(qū)213內(nèi)產(chǎn)生的缺陷和擴散至缺陷吸附區(qū)213內(nèi)的缺陷被氟離子吸附， 并且缺陷吸附區(qū)213的氟離子可以抑制源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的摻雜離子擴散。通常，在氟離子注入前，需要利用掩膜版(mask)，進行光刻工藝，在半導體襯底 200上形成圖案化的光刻膠，所述光刻膠露出部分半導體襯底；然后以所述光刻膠為掩膜， 對露出的半導體襯底進行氟離子注入，形成缺陷吸附區(qū)213。作為優(yōu)選的實施例，所述氟離子注入利用現(xiàn)有的袋狀注入?yún)^(qū)的掩膜版，進行光刻工藝，在半導體襯底200上形成光刻膠，所述光刻膠露出的半導體襯底區(qū)域與袋狀注入?yún)^(qū)的位置相同。為了保證后續(xù)形成的缺陷吸附區(qū)213沿溝道方向的尺寸不小于袋狀注入?yún)^(qū)的寬度，本發(fā)明在氟離子注入時，優(yōu)選地選用小傾斜角度注入。本發(fā)明所述的離子注入的傾斜角度，具體是指，離子束線(ion beam)的方向與晶片法線方向的夾角。本發(fā)明所述的小傾斜角度，具體是指，氟離子注入的傾斜角度小于20度，例如0 15度。作為一個實施例，所述氟離子注入的能量范圍為IeV 30KeV。所述氟離子注入的深度范圍為5 70納米。所述氟離子注入的劑量范圍為1E14 5E15/cnT2。然后，參考圖7，進行氧化工藝，形成覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的氧化層204。所述氧化工藝的溫度為700 1200攝氏度，時間為10 100分鐘。本實施例中所述氧化工藝時間范圍為15分鐘 40分鐘。利用上述工藝條件，形成的氧化層的厚度為 1. 5 4納米。所述氧化工藝會在整個半導襯底200表面形成氧化層，然后，需要進行刻蝕工藝， 去除位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底200上的氧化層，保留覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的氧化層
204。所述氧化工藝將缺陷注入?yún)^(qū)213的氟離子退火，修復氟離子注入對半導體襯底造成的缺陷，并且使得氟離子形成一定的排布，避免氟離子與后續(xù)步驟形成的源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)內(nèi)的摻雜離子一同退火，影響源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)內(nèi)的摻雜離子的分布。然后，請參考圖8，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底200中依次形成源/漏延伸區(qū)
205、包圍所述源/漏延伸區(qū)的袋狀注入?yún)^(qū)208，所述袋狀注入?yún)^(qū)208沿溝道長度方向的尺寸小于所述缺陷吸附區(qū)213的尺寸，且所述袋狀注入?yún)^(qū)208沿溝道長度方向被缺陷吸附區(qū) 213包圍。所述源/漏延伸區(qū)205的導電類型為N型或P型。所述源/漏延伸區(qū)205的摻雜離子可以為磷離子、砷離子、氟化硼離子、硼離子或者銦離子中的任意一種。具體根據(jù)待形成的MOS晶體管的類型而定。例如當晶體管為NMOS晶體管時，所述源/漏延伸區(qū)205的導電類型為N型(摻雜離子可以為磷離子、砷離子)；當晶體管為PMOS晶體管時，所述源/漏延伸區(qū)205的導電類型為P型(摻雜離子可以為氟化硼離子、硼離子或者銦離子)。作為一個實施例，所述源/漏延伸區(qū)205離子為硼離子，離子注入的能量范圍為 2KeV至5KeV，離子注入劑量范圍為5E14至2E15/cnT2。作為又一實施例，所述源/漏延伸
區(qū)205離子為磷離子，離子注入的能量范圍為IKeV至4KeV，離子注入劑量為5E14至2E15/
-2
cm ο所述袋狀注入?yún)^(qū)208通過袋狀注入(Pocket implant)，一般所述袋狀注入的傾斜角度為15 35度注入。接著，參考圖8，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底200內(nèi)進行源/漏離子注入，形成晶體管的源/漏極212。所述源/漏離子注入作為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，在此不作詳細描述。最后，進行退火，將所述源/漏延伸區(qū)205、袋狀注入?yún)^(qū)208、源/漏極212的摻雜離子激活。所述退火可以為爐管(furnace)退火或快速熱退火(RapidThermal Anneal,RTA)。 作為一個實施例，所述退火為快速熱退火。所述退火的溫度范圍為700 1200攝氏度，退火時間為10 120秒，退火氣體為N2，其流量范圍為50 500sccm。經(jīng)過上述方法，形成的MOS晶體管請參考圖8，所述MOS晶體管包括半導體襯底200，所述半導體襯底200內(nèi)形成有隔離結(jié)構(gòu)201，隔離結(jié)構(gòu)201之外的區(qū)域為有源區(qū)；
柵介質(zhì)層202和柵極202，位于有源區(qū)上方，所述柵介質(zhì)層202和柵極203構(gòu)成柵極結(jié)構(gòu)；側(cè)墻211，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底200上；源/漏極212，分別位于所述側(cè)墻211兩側(cè)的半導體襯底200內(nèi)；源/漏延伸區(qū)205，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底200內(nèi)；袋狀注入?yún)^(qū)208，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底200內(nèi)，所述袋狀注入?yún)^(qū) 208包圍所述源/漏延伸區(qū)205 ；氧化層204，覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)；缺陷吸附區(qū)213，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底200中，所述缺陷吸附區(qū) 213沿溝道長度方向的尺寸大于所述袋狀注入?yún)^(qū)208的尺寸，所述缺陷吸附區(qū)213通過離子注入形成，所述缺陷吸附區(qū)213的摻雜離子為氟離子。參考圖9，為利用美國斯諾普斯(synopsys)公司的TCAD模擬軟件，以NMOS器件為例，模擬現(xiàn)有技術(shù)的MOS晶體管與本發(fā)明所述的MOS晶體管的柵極長度與閾值電壓的關(guān)系。橫軸表示柵極長度Lgate，單位為微米；縱軸表示閾值電壓Vt，單位伏特。曲線1為對現(xiàn)有技術(shù)的NMOS器件模擬獲得，曲線2為對本發(fā)明的NMOS器件模擬獲得。從圖可以看出， 曲線1陡峭，而曲線2比曲線1平坦得多。這表明，現(xiàn)有技術(shù)的NMOS晶體管的柵極電壓隨著柵極長度的變化較為明顯，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的NMOS晶體管的柵極電壓隨著柵極長度的變化不明顯。本發(fā)明的NMOS晶體管隨著柵極長度的變化，閾值電壓的變化很小，本發(fā)明的NMOS晶體管的控制閾值電壓的能力較強，說明本發(fā)明的NMOS晶體管的有效抑制了氧化增強擴散效應(yīng)和瞬態(tài)擴散增強效應(yīng)，顯著減小器件的短溝道效應(yīng)和反短溝道效應(yīng)。圖10模擬現(xiàn)有技術(shù)的MOS晶體管與本發(fā)明所述的MOS晶體管漏極飽和電流與關(guān)斷電流關(guān)系，以NMOS晶體管為例。橫坐標表示飽和漏極漏電流，單位為微安/微米，縱坐標表示關(guān)斷電流，單位為皮安/微米。曲線1為對現(xiàn)有技術(shù)的NMOS器件模擬獲得，曲線2為對本發(fā)明的NMOS器件模擬獲得。曲線1陡峭，而曲線2比曲線1平坦。這表明，隨著飽和漏極電流增加，現(xiàn)有技術(shù)的NMOS晶體管關(guān)斷電流變化顯著，本發(fā)明的NMOS晶體管的關(guān)斷電流變化不顯著，說明本發(fā)明NMOS晶體管的飽和漏極電流驅(qū)動能力強，氧化增強效應(yīng)和瞬態(tài)氧化增強效應(yīng)得到抑制，顯著減小器件的短溝道效應(yīng)和反短溝道效應(yīng)。綜上，本發(fā)明提供的MOS晶體管及其制作方法，在柵極結(jié)構(gòu)的氧化工藝之前在柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)的半導體襯底中注入氟離子，形成缺陷吸附區(qū)，所述缺陷吸附區(qū)消除氧化工藝在半導體襯底內(nèi)形成的缺陷，將缺陷定扎，防止缺陷在退火時擴散，加劇源/漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的摻雜離子擴散，抑制瞬態(tài)增強擴散效應(yīng)；并且所述氟離子在氧化工藝時退火， 減小對半導體襯底造成的損傷，使得氟離子形成固定的分布，避免氟離子的分布影響源/ 漏延伸區(qū)和袋狀注入?yún)^(qū)的摻雜離子分布，簡化工藝，提高工藝的穩(wěn)定性。雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種MOS晶體管的制作方法，其特征在于，包括提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有柵極結(jié)構(gòu)；對所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底進行氟離子注入，形成缺陷吸附區(qū)；進行氧化工藝，形成覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的氧化層；在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底中依次形成源/漏延伸區(qū)、包圍所述源/漏延伸區(qū)的袋狀注入?yún)^(qū)，所述袋狀注入?yún)^(qū)沿溝道長度方向的尺寸小于等于所述缺陷吸附區(qū)的尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制作方法，其特征在于，所述氟離子注入的傾斜角度為0 15度。
3.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制作方法，其特征在于，所述氟離子注入的能量范圍為IeV 30KeV。
4.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制作方法，其特征在于，所述氟離子注入的劑量范圍為 1E14 5E15/cnT2。
5.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制作方法，其特征在于，所述氧化工藝的溫度為 700 1200攝氏度，時間為10 100分鐘。
6.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制作方法，其特征在于，所述氧化工藝形成的氧化層的厚度1.5 4納米。
7.—種MOS晶體管，其特征在于，包括半導體襯底，所述半導體襯底上具有柵極結(jié)構(gòu)；源/漏延伸區(qū)，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底中；袋狀注入?yún)^(qū)，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底中，所述袋狀注入?yún)^(qū)包圍所述源/ 漏延伸區(qū)；氧化層，覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)；缺陷吸附區(qū)，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底中，所述缺陷吸附區(qū)沿溝道長度方向的尺寸大于所述袋狀注入?yún)^(qū)的尺寸，所述缺陷吸附區(qū)通過離子注入形成，所述缺陷吸附區(qū)的摻雜離子為氟離子。
8.如權(quán)利要求7所述的MOS晶體管，其特征在于，所述氧化層的厚度1.5 4納米。
全文摘要
本發(fā)明提供了MOS晶體管及其制作方法，所述方法包括提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有柵極結(jié)構(gòu)；對所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底進行氟離子注入，形成缺陷吸附區(qū)；進行氧化工藝，形成覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的氧化層；在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導體襯底中依次形成源/漏延伸區(qū)、包圍所述源/漏延伸區(qū)的袋狀注入?yún)^(qū)，所述袋狀注入?yún)^(qū)沿溝道長度方向的尺寸小于等于所述缺陷吸附區(qū)的尺寸。本發(fā)明改善了袋狀注入?yún)^(qū)和源/漏延伸區(qū)的摻雜離子隨著缺陷擴散，消除了氧化增強擴散效應(yīng)，抑制了瞬態(tài)增強擴散效應(yīng)，減少了器件漏電流。
文檔編號H01L21/265GK102386097SQ201010275158
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者趙猛 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司