Mos管及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種MOS管及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬-氧化物-半導(dǎo)體晶體管(M0S管)是半導(dǎo)體制造中的最基本器件，其廣泛適用于各種集成電路中。
[0003]請參考圖1，現(xiàn)有技術(shù)提供了一種MOS管的制作方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底100 ；形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底100的柵介質(zhì)層101 ;形成覆蓋所述柵介質(zhì)層101的柵電極層
102;形成位于所述柵介質(zhì)層101和柵電極層102側(cè)壁的側(cè)墻103 ;以所述側(cè)墻103為掩膜，形成分別位于所述柵介質(zhì)層101、柵電極層102兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底100內(nèi)的源區(qū)104和漏區(qū)105。
[0004]隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)有技術(shù)的MOS管采用高K介質(zhì)材料替換氧化硅材料形成柵介質(zhì)層101，采用金屬材料替換多晶硅材料形成柵電極層102，甚至在源漏區(qū)填充鍺硅，以增加溝道區(qū)的載流子遷移率。然而，現(xiàn)有技術(shù)形成的MOS管的性能仍然有待進(jìn)一步提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的問題是提供一種MOS管及其形成方法，形成的MOS管的溝道區(qū)的長度增加，而且，當(dāng)MOS管用作電容時，還可以有效增加其電容，MOS管的性能得到有效提高。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種MOS管的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底；在待形成柵極的部分半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成開口 ；形成覆蓋所述開口底部和側(cè)壁的柵介質(zhì)層；形成覆蓋所述柵介質(zhì)層的柵電極層；形成分別位于所述柵介質(zhì)層、柵電極層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)。
[0007]可選的，所述柵介質(zhì)層覆蓋多個開口的底部和側(cè)壁。
[0008]可選的，所述多個開口沿橫向依次排列。
[0009]可選的，所述多個開口沿縱向和橫向排布，構(gòu)成陣列圖形。
[0010]可選的，還包括:在形成開口前，形成位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)的阱區(qū)。
[0011]可選的，還包括:形成位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)的淺溝槽，所述開口和所述淺溝槽在同一工藝步驟中形成。
[0012]可選的，所述柵介質(zhì)層的材料為氧化硅或高K介質(zhì)；所述柵電極層的材料為多晶娃或金屬。
[0013]可選的，還包括:以所述柵電極層為掩膜，在其兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成輕摻雜區(qū)。
[0014]可選的，還包括:形成位于柵介質(zhì)層、柵電極層側(cè)壁，并位于所述半導(dǎo)體襯底表面的側(cè)墻，所述源區(qū)和漏區(qū)以所述側(cè)墻為掩膜形成。
[0015]可選的，還包括:形成覆蓋所述源區(qū)和漏區(qū)表面的金屬硅化物層；形成位于所述金屬娃化物層表面的導(dǎo)電插塞。
[0016]可選的，所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底或絕緣體上硅。
[0017]相應(yīng)的，還提供了一種MOS管，包括:半導(dǎo)體襯底；位于部分半導(dǎo)體襯底內(nèi)的開口 ；覆蓋所述開口底部和側(cè)壁的柵介質(zhì)層；覆蓋所述柵介質(zhì)層的柵電極層；分別位于所述柵介質(zhì)層、柵電極層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)。
[0018]可選的，所述柵介質(zhì)層覆蓋多個開口的底部和側(cè)壁。
[0019]可選的，還包括:位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)的阱區(qū)，所述開口暴露出所述阱區(qū)。
[0020]可選的，還包括:位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)的淺溝槽，所述開口的深度與所述淺溝槽的深度相同。
[0021]可選的，還包括:覆蓋所述源區(qū)和漏區(qū)表面的金屬硅化物層；位于所述金屬硅化物層表面的導(dǎo)電插塞。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0023]由于在待形成柵極的部分半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成開口，后續(xù)形成的柵介質(zhì)層、柵電極層覆蓋所述開口的底部和側(cè)壁。因此，形成的MOS管的溝道區(qū)長度增加，可有效提高M(jìn)OS管的性能。
[0024]進(jìn)一步的，還包括:形成位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)的淺溝槽，所述開口和所述淺溝槽在同一工藝步驟中形成，可有效節(jié)省工藝步驟，降低制造成本。
[0025]進(jìn)一步的，在形成開口前，形成位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)的阱區(qū)。當(dāng)形成的所述MOS管用作充當(dāng)電容器時，由于柵電極層和阱區(qū)之間的相對面積增加，可以有效增加其電容。
[0026]所述MOS管的柵介質(zhì)層、部分柵電極層位于半導(dǎo)體襯底的開口內(nèi)，其溝道區(qū)長度有效增加，從而可達(dá)到提高M(jìn)OS管的性能的目的。
[0027]進(jìn)一步的，所述柵介質(zhì)層覆蓋多個開口的底部和側(cè)壁，也就是說，對于同一 MOS管而言，其柵介質(zhì)層、部分柵電極層位于半導(dǎo)體襯底的多個開口內(nèi)，有利于進(jìn)一步增加該MOS管的溝道區(qū)長度有效增加，提高其性能。
【附圖說明】
[0028]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的MOS管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明實施例的MOS管的形成方法的流程示意圖；
[0030]圖3-圖10是本發(fā)明實施例的MOS管的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0031]正如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)形成的MOS管的性能仍然有待進(jìn)一步提高。
[0032]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的MOS管采用高K介質(zhì)材料替換氧化硅材料形成柵介質(zhì)層101，采用金屬材料替換多晶硅材料形成柵電極層102，甚至在源漏區(qū)填充鍺硅，以增加溝道區(qū)的載流子遷移率，但是其溝道區(qū)長度并未發(fā)生變化，始終為L。然而，溝道區(qū)長度對MOS管的性能起著至關(guān)重要的作用。通常，溝道區(qū)長度越長，MOS管的性能越好。
[0033]經(jīng)過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，如果在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成開口，將柵介質(zhì)層覆蓋所述開口的底部和側(cè)壁，則可在有限的空間內(nèi)進(jìn)一步增加MOS管的溝道區(qū)長度。
[0034]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細(xì)的說明。
[0035]請參考圖2，本發(fā)明實施例的MOS管的形成方法，包括:
[0036]步驟S201，提供半導(dǎo)體襯底；
[0037]步驟S202，在待形成柵極的部分半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成開口 ；
[0038]步驟S203，形成覆蓋所述開口底部和側(cè)壁的柵介質(zhì)層；
[0039]步驟S204，形成覆蓋所述柵介質(zhì)層的柵電極層；
[0040]步驟S205，形成分別位于所述柵介質(zhì)層、柵電極層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)。
[0041]具體的，請參考圖3，提供半導(dǎo)體襯底300。
[0042]所述半導(dǎo)體襯底300為硅襯底或絕緣體上硅襯底，用于為后續(xù)工藝提供平臺以形成MOS管。本發(fā)明的實施例中，所述半導(dǎo)體襯底300為硅襯底。
[0043]本發(fā)明的實施例中，為了在后續(xù)工藝中保護(hù)半導(dǎo)體襯底300不受損壞，還包括:形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底300表面的保護(hù)層(Pad 0xide)301o其中，所述保護(hù)層301的材料為二氧化硅。
[0044]請結(jié)合參考圖4-5，其中，圖5為圖4的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。在待形成柵極的部分半導(dǎo)體襯底300內(nèi)形成開口 302。
[0045]如前文所述，現(xiàn)有技術(shù)形成的MOS管溝道區(qū)長度并未發(fā)生變化，始終為L(如圖1所示)。然而，溝道區(qū)長度對MOS管的性能起著至關(guān)重要的作用。通常，溝道區(qū)長度越長，MOS管的性能越好。
[0046]經(jīng)過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，如果在所述半導(dǎo)體襯底300內(nèi)形成開口 302，將柵介質(zhì)層覆蓋所述開口 302的底部和側(cè)壁，則可在有限的空間內(nèi)進(jìn)一步增加MOS管的溝道區(qū)長度，以提高M(jìn)OS管的性能。
[0047]所述開口 302用于后續(xù)覆蓋柵介質(zhì)層形成柵極，以增加MOS管溝道區(qū)的長度。所述開口 302的形成步驟包括:形成位于所述半導(dǎo)體襯底300表面的第一掩膜層303，所述第一掩膜層303暴露出待形成柵極的部分半導(dǎo)體襯底300表面；以所述第一掩膜層303為掩膜刻蝕所述半導(dǎo)體襯底300，形成開口 302。本發(fā)明的實施例中，所述第一掩膜層303選擇后續(xù)較易去除的材料，例如光阻材料。所述開口 302的形成工藝為干法刻蝕工藝。
[0048]為了使后續(xù)形成的MOS管具有更大的溝道區(qū)長度，所述待形成柵極的部分半導(dǎo)體襯底300內(nèi)可形成一個或多個開口 302。本發(fā)明的一