[发明专利]MOS晶体管及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种MOS晶体管及其形成方法。

背景技术

金属-氧化物-半导体（MOS）晶体管是半导体制造中的最基本器件，其广泛适用于各种集成电路中，根据主要载流子以及制造时的掺杂类型不同，分为NMOS和PMOS晶体管。

现有技术提供了一种MOS晶体管的制作方法。请参考图1至图4所示的现有技术的MOS晶体管的制作方法的剖面结构示意图。

请参考图1，提供半导体衬底100，在所述半导体衬底100上形成栅极结构，所述栅极结构包括栅介质层102和位于栅介质层102上的栅电极103；在所述栅极结构的两侧侧壁表面形成偏移侧墙104。

所述半导体衬底100内还形成有浅沟槽隔离结构101。

接着，请参考图2，以所述栅极结构和偏移侧墙104为掩膜，进行浅掺杂离子注入，在栅极结构两侧的半导体衬底100内形成浅掺杂区105。

接着，请参考图3，在所述偏移侧墙104的表面形成主侧墙111；以所述栅极结构和主侧墙111为掩膜，进行源漏离子注入，在栅极结构和主侧墙两侧的半导体衬底内形成深掺杂区112，深掺杂区112和浅掺杂区105构成MOS晶体管的源漏区。

接着，请参考图4，进行金属硅化物工艺，在源漏区表面形成第一金属硅化物区114，在栅电极103表面形成第二金属硅化物接触区115。

但是现有形成的MOS晶体管的源漏寄生电阻值R_ex（R_external）较大，影响晶体管的性能。

更多关于MOS晶体管的介绍请参考公开号为US2007/0228464A1的美国专利文献。

发明内容

本发明解决的问题是减小MOS晶体管的源漏寄生电阻值。

为解决上述问题，本发明技术方案提供了一种MOS晶体管的形成方法，包括：提供绝缘体上硅衬底，所述绝缘体上硅衬底包括底层硅层、位于底层硅层上的绝缘层和位于绝缘层上的顶层硅层；在所述顶层硅层上形成栅极结构，所述栅极结构包括栅介质层和位于栅介质层上的栅电极；在所述栅极结构的两侧的侧壁上形成偏移侧墙；以所述偏移侧墙和栅极结构为掩膜，进行浅掺杂离子注入，在栅极结构和偏移侧墙两侧的顶层硅层内形成浅掺杂区；进行第一金属硅化工艺，在浅掺杂区中对应形成第一金属硅化物区；在栅极结构的偏移侧墙表面形成主侧墙；以所述栅极结构和主侧墙为掩膜，进行源漏离子注入，在栅极结构和主侧墙两侧的顶层硅层内形成深掺杂区，深掺杂区和浅掺杂区构成MOS晶体管的源漏区；进行第二金属硅化工艺，在深掺杂区中对应形成第二金属硅化物区。

可选的，所述顶层硅层的厚度为50nm~100nm，浅掺杂区的深度为15nm~30nm，深掺杂区的深度为50nm~100nm。

可选的，所述第一金属硅化工艺的具体过程为：在所述顶层硅层上形成第一金属层，所述第一金属层覆盖所述偏移侧墙和栅极结构的表面；对所述第一金属层进行第一退火，第一金属层中的金属与浅掺杂区中的硅反应，在浅掺杂区中对应形成第一金属硅化物区，第一金属硅化物区的面积大小与浅掺杂区的面积大小相适应；去除未反应的第一金属。

可选的，所述第一金属层材料为镍或铂，第一金属层的厚度为10nm~50nm。

可选的，所述第一退火的温度为300~600摄氏度，退火时间为10~30秒。

可选的，所述第二金属硅化工艺的具体过程为：在所述顶层硅层上形成第二金属层，所述第二金属层覆盖所述主侧墙和栅极结构的表面；对所述第二金属层进行第二退火，第二金属层中的金属与深掺杂区中的硅反应，在深掺杂区中对应形成第二金属硅化物区，第二金属硅化物区的面积大小与深掺杂区的面积大小相适应；去除未反应的第二金属。

可选的，所述第二金属层材料为镍或铂，第二金属层的厚度为30nm~100nm。

可选的，所述第二退火的温度为300~600摄氏度，退火时间为20~60秒。

可选的，在形成浅掺杂区后，还包括：对栅极结构底部的部分顶层硅层进行低剂量的口袋区离子注入，在栅极结构底部的顶层硅层中形成口袋区，口袋区离子注入的掺杂类型与浅掺杂离子注入和源漏离子注入的掺杂类型相反。

可选的，所述口袋区离子注入的注入能量范围为30KeV~60KeV，注入的剂量范围为1E13~5E13atom/cm²，注入的角度范围为0°~40°。

可选的，所述源漏离子注入后，还包括：进行低温扩散工艺，使注入的离子扩散。