[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，其中方法包括：提供基底，所述基底上具有栅极结构；在所述栅极结构两侧的基底内形成轻掺杂区，所述轻掺杂区内具有轻掺杂离子；在所述栅极结构两侧的基底内形成空隙丰富区，所述空隙丰富区内具有空隙，所述空隙丰富区与部分所述轻掺杂区有重叠；在部分所述轻掺杂区和部分基底内形成源漏区，所述源漏区内具有源漏离子，部分所述源漏区与所述空隙丰富区有重叠。所述空隙丰富区提高了晶体管的饱和驱动电流，且降低了漏电流，改善了半导体器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

随着半导体器件沟道长度的缩小，为了获得所需的驱动电流并抑制短沟道效应，通常采用更好浓度掺杂的半导体衬底和源/漏极，从而在源/漏极的耗尽区域产生高电场。当高压输入/输出器件在饱和电流状态下运行时，反型层电荷在沟道表面横向电场的作用下被加速并与晶格发生碰撞电离，会产生大量热载流子(电子空穴对)。热电子和热空穴能够越过界面势垒向栅介质层发射，形成热载流子注入效应(Hot-Carrier Injection,HCI)。进入栅介质层的热载流子具有以下影响：阈值电压的上升、饱和驱动电流的下降以及载流子迁移率的下降；同时，热电子或热空穴还可以受结电场的作用而进入衬底，形成衬底漏电流，热载流子引起的上述结果会严重影响器件工作特性及可靠性。

当前，业界为改善NMOS晶体管的热载流子注入效应问题，通常采用LDD(LightlyDoped Drain，浅掺杂漏注入)离子注入进行优化，利用减小LDD离子注入的剂量和增大LDD注入能量，改善半导体器件的性能。

然而，LDD注入工艺用于改善半导体器件性能的能力有限，所述半导体器件的性能有待进一步提高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，能够改善半导体结构性能。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底上具有栅极结构；在所述栅极结构两侧的基底内形成轻掺杂区，所述轻掺杂区内具有轻掺杂离子；在所述栅极结构两侧的基底内形成空隙丰富区，所述空隙丰富区内具有空隙，所述空隙丰富区与部分所述轻掺杂区有重叠；在部分轻掺杂区和部分基底内形成源漏区，所述源漏区内具有源漏离子，部分所述源漏区与所述空隙区有重叠。

可选的，所述空隙丰富区的形成工艺包括：无掩膜离子注入工艺；所述无掩膜离子注入工艺的参数包括：注入离子包括硅离子，注入能量为10千电子伏～100千电子伏，注入离子浓度为1.0e¹³原子数/平方厘米～1.0e¹⁶原子数/平方厘米，注入角度为0度～45度。

可选的，形成所述轻掺杂区之后，形成所述空隙丰富区。

可选的，所述栅极结构包括：栅介质层以及位于栅介质层上的栅极层；形成所述轻掺杂区之前，还包括：在所述栅极结构的侧壁上形成偏移侧墙。

可选的，形成轻掺杂区之后，形成空隙丰富区之前，还包括：在偏移侧墙的侧壁上形成主侧墙；所述主侧墙包括：位于偏移侧墙侧壁上的第一氧化层、位于第一氧化层上的氮化层以及位于所述氮化层上的第二氧化层。

可选的，所述第一氧化层和第二氧化层的材料均包括：氧化硅；所述氮化层的材料包括：氮化硅；所述第一氧化层、氮化层和第二氧化层的形成工艺均包括：化学气相沉积工艺。

可选的，所述化学气相沉积工艺的参数包括：温度为600摄氏度～800摄氏度，时间为2小时～10小时。

可选的，形成所述空隙丰富区之后，形成所述源漏区。

可选的，形成所述轻掺杂区之前，形成所述空隙丰富区。