[发明专利]晶体管及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种晶体管及其形成方法。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，集成电路集成化程度越来越高，器件的尺寸也不断减小。然而器件尺寸的不断减小导致器件的性能也受到很大的影响。例如，短沟道效应、功耗大、寄生电容大等问题。

现有技术在SOI（绝缘底上硅）衬底上形成半导体器件，在SOI衬底上形成晶体管，可以减小晶体管内的寄生电容，提高运行速度，并且所述晶体管具有更低的功耗。

但是由于SOI衬底的顶层硅层的厚度较薄，在所述SOI衬底上直接形成的晶体管的源漏区的厚度较薄，具有较高的串联电阻，所以，现有技术一般在晶体管的栅极结构两侧的衬底上外延形成一定厚度的硅层，再在所述硅层内形成抬高的源漏区，并且在所述源漏区表面形成金属硅化物层，从而提高源漏区的厚度，降低源漏区的电阻。

但是所述晶体管的源漏区的串联电阻还需要进一步的降低。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种晶体管及其的形成方法，降低晶体管的源漏区的串联电阻。

为解决上述问题，本发明提供一种晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底表面形成栅极结构，所述栅极结构顶部具有掩膜层；在所述栅极结构和掩膜层两侧侧壁表面形成侧墙结构，所述侧墙结构包括位于所述栅极结构和掩膜层两侧侧壁表面的第一侧墙和位于所述第一侧墙表面的第二侧墙；在所述栅极结构两侧的半导体衬底表面形成半导体材料层，所述半导体材料层的表面低于栅极结构的表面；对所述半导体材料层进行离子注入，形成源漏区；去除所述第二侧墙，在所述源漏区和栅极第一侧墙之间形成凹槽；对所述凹槽底部的半导体衬底进行轻掺杂离子注入，形成轻掺杂区；去除栅极结构顶部的掩膜层，暴露出栅极结构的顶部表面；在所述源漏区表面、凹槽底部的轻掺杂区表面形成金属硅化物层。

可选的，所述半导体衬底为绝缘体上硅。

可选的，所述掩膜层的材料为氧化硅。

可选的，所述第一侧墙与第二侧墙的材料不相同。

可选的，所述第一侧墙的材料为氧化硅，所述第一侧墙的厚度大于

可选的，所述第二侧墙的材料为氮化硅或氮氧化硅

可选的，所述半导体材料层的材料为硅、锗或硅锗。

可选的，采用选择性外延工艺，形成所述半导体材料层。

可选的，所述栅极结构包括位于半导体衬底表面的栅介质层和位于所述栅介质层表面的栅极，所述栅介质层的材料为氧化硅、所述栅极的材料为多晶硅。

可选的，还包括在栅极结构顶部也形成金属硅化物层。

可选的，形成所述金属硅化物的方法包括：在所述源漏区、凹槽底部的轻掺杂区、第一侧墙以及栅极结构顶部的表面形成金属层；进行退火处理，在所述源漏区表面、凹槽底部的轻掺杂区表面以及栅极结构顶部表面形成金属硅化物层；去除剩余的金属层。

可选的，金属层的材料至少包括Ni、Ta、Ti、W、Co、Pt或Pd中的一种金属元素。

可选的，所述凹槽底部的轻掺杂区完全转化为金属硅化物。

可选的，还包括：在所述金属硅化物层表面、第一侧墙表面形成介质层。

可选的，所述介质层的材料为低K介质材料。

可选的，所述介质层的材料至少包括：碳化硅、碳氧化硅、有机硅氧烷聚合物、氟碳化合物中的一种。

本发明的技术方案还提供一种采用上述方法形成的晶体管，包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，所述栅极结构侧壁表面具有第一侧腔；位于所述栅极结构以及第一侧墙两侧的半导体衬底内的源漏区，所述源漏区与第一侧墙之间具有凹槽，所述源漏区的表面高于半导体衬底表面并且低于栅极结构表面；位于所述源漏区与第一侧墙之间的凹槽底部的半导体衬底内的轻掺杂区；位于所述源漏区表面、凹槽底部的轻掺杂区表面的金属硅化物层。

可选的，所述凹槽底部的轻掺杂区的材料为金属硅化物。

可选的，还包括位于栅极结构顶部的金属硅化物层。

可选的，位于所述金属硅化物层表面、第一侧墙表面并填充满所述凹槽的介质层。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：