鰭式場效應晶體管的形成方法與流程

本發明涉及半導體制作領域，特別涉及一種鰭式場效應晶體管的形成方法。

背景技術：

本發明隨著半導體工藝技術的不斷發展，工藝節點逐漸減小，后柵(gate-last)工藝得到了廣泛應用，以獲得理想的閾值電壓，改善器件性能。但是當器件的特征尺寸(CD，Critical Dimension)進一步下降時，即使采用后柵工藝，常規的MOS場效應管的結構也已經無法滿足對器件性能的需求，鰭式場效應晶體管(Fin FET)作為常規器件的替代得到了廣泛的關注。

現有技術的一種鰭式場效應晶體管形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有凸出的鰭部，鰭部一般是通過對半導體襯底刻蝕后得到的；形成覆蓋所述半導體襯底的表面以及鰭部的部分側壁表面的隔離層；形成橫跨在所述鰭部側壁和頂部表面的柵極結構，柵極結構包括柵介質層和位于柵介質層上的柵電極；在柵極結構兩側的鰭部內形成源區和漏區；在所述源區和漏區上形成金屬硅化物。

現有形成的鰭式場效應晶體管性能仍有待提升。

技術實現要素：

本發明解決的問題是怎樣減小鰭式場效應晶體管源區漏區的肖特基勢壘高度。

為解決上述問題，本發明提供一種鰭式場效應晶體管的形成方法，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底包括NMOS區域和PMOS區域，NMOS區域的半導體襯底上形成有第一鰭部、橫跨覆蓋第一鰭部側壁和頂部表面的第一柵極和位于第一柵極兩側的第一鰭部內的第一源區和第一漏區，所述PMOS區域的半導體襯底上形成有第二鰭部、橫跨覆蓋第二鰭部側壁和頂部表面的第二柵極和位于第二柵極兩側的第二鰭部內的第二源區和第二漏區； 形成覆蓋所述半導體襯底、第一柵極、第一源區、第一漏區、第二柵極、第二源區和第二漏區的介質層；刻蝕所述介質層，在介質層中形成暴露出第一源區和第一漏區表面的第一刻蝕孔，在介質層中形成暴露出第二源區和第二漏區表面的第二刻蝕孔；在第二刻蝕孔的側壁和底部表面形成含鋁的第二氧化層；在第一刻蝕孔的側壁和底部表面形成含硫或硒的第一氧化層；進行退火，使得含硫或硒第一氧化層中的硫離子或硒離子擴散到第一刻蝕孔底部的第一源區和第一漏區中，含鋁的第二氧化層中的鋁離子擴散到第二刻蝕孔底部的第二源區和第二漏區中；進行退火后，去除第一氧化層和第二氧化層，在第一源區和第一漏區表面形成第一金屬硅化物層，在第二源區和第二漏區表面形成第二金屬硅化物層。

可選的，采用自摻雜沉積工藝形成所述含鋁的第二氧化層。

可選的，形成含鋁的第二氧化層的工藝為自摻雜的原子層沉積工藝。

可選的，自摻雜的原子層沉積工藝形成含鋁的第二氧化層的過程包括：向沉積腔室中通入硅源氣體的步驟；向沉積腔室通入氧源氣體的步驟；向腔室中通入鋁源氣體的步驟；施加射頻功率，將硅源氣體、氧源氣體和鋁源氣體解離為等離子體的步驟；等離子體沉積形成含鋁的氧化薄膜層的步驟；重復進行前述步驟，若干含鋁的氧化薄膜層構成含鋁的第二氧化層。

可選的，自摻雜的原子層沉積工藝形成所述含鋁的第二氧化層211時，所述硅源氣體為甲基二乙氧基硅烷((CH₃CH₂O)₂HCH₃Si，DEMS)、八甲基環四硅氧烷(C₈H₂₄O₄Si₄)或正硅酸乙酯(C₈H₂₀O₄Si，TEOS)，硅源氣體的流量為60sccm至500sccm，氧源氣體為O₂或O₃，氧源氣體的流量為20～300sccm，鋁源氣體為(CH₃)₂AlH、AlH₃或[(CH₃)₂CHCH₂]₂AlH，鋁源氣體的流量為30～200sccm，沉積腔室壓強為0.1托至8托，沉積腔室射頻功率為300瓦至3000瓦，沉積腔室溫度為250～400攝氏度。

可選的，含鋁的第二氧化層厚度為5～15埃，含鋁的第二氧化層211中鋁離子的濃度為1E12atom/cm³～1E16atom/cm³。

可選的，采用自摻雜沉積工藝形成所述含硫或硒的第一氧化層。

可選的，形成含硫或硒的第一氧化層的工藝為自摻雜的原子層沉積工藝。

可選的，其特征在于采用自摻雜的原子層沉積工藝，其過程包括：向沉積腔室中通入硅源氣體的步驟；向沉積腔室通入氧源氣體的步驟；向腔室中通入硫或硒源氣體的步驟；施加射頻功率，將硅源氣體、氧源氣體和硫或硒源氣體解離為等離子體的步驟；等離子體沉積形成含硫或硒的氧化薄膜層的步驟；重復進行前述步驟，若干含硫或硒的氧化薄膜層構成含硫或硒的第一氧化層。

可選的，所述自摻雜的原子層沉積工藝形成所述含硫或硒的第一氧化層311時，所述硅源氣體為甲基一乙氧基硅烷((CH₃CH₃O)₃HCH₃Si，DEMS)、八甲基環四硅氧烷(C₈H₃₄O₄Si₄)或正硅酸乙酯(C₈H₃₀O₄Si，TEOS)，硅源氣體的流量為60sccm至500sccm，氧源氣體為O₃或O₃，氧源氣體的流量為30～300sccm，硫或硒源氣體為H₂S或H₂Se，硫或硒源氣體的流量為30～300sccm，沉積腔室壓強為0.1托至8托，沉積腔室射頻功率為300瓦至3000瓦，沉積腔室溫度為350～700攝氏度。

可選的，含硫或硒的第一氧化層厚度為5～15埃，含硫或硒的第一氧化層311中硫或硒離子的濃度為1E13atom/cm³～1E16atom/cm³。

可選的，所述退火工藝的溫度為600～1200攝氏度，退火時間為30秒～60分鐘。

可選的，先形成含鋁的第二氧化層，后形成含硫或硒的第一氧化層。

可選的，在形成含鋁的第二氧化層后，去除NMOS區域的含鋁的第二氧化層，然后在NMOS區域形成含硫或硒的第一氧化層。

可選的，所述第一金屬硅化物層和第二金屬硅化物層的形成過程為：形成覆蓋第一刻蝕孔側壁和底部表面、第二刻蝕孔底部和側壁表面、介質層表面以及第一柵極和第二柵極表面的金屬層；對金屬層進行退火，金屬層中的金屬與第一源區和第一漏區中的硅反應形成第一金屬硅化物層，金屬層中的金屬與第二源區和第二漏區中的硅反應形成第二金屬硅化物層。

可選的，所述金屬層的材料為鎳或鈷。

可選的，對金屬層進行退火的工藝包括第一退火工藝和第二退火工藝，所述第一退火工藝的退火溫度為220～300攝氏度，時間為20～90秒，所述第 二退火工藝的退火溫度為400～1000攝氏度，時間為20～90秒。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：

鰭式場效應晶體管的形成方法，在形成第一刻蝕孔和第二刻蝕孔后，在第一刻蝕孔的側壁和底部表面形成含硫或硒的第一氧化層；在第二刻蝕孔的側壁和底部表面形成含鋁的第二氧化層；進行退火，使得第一氧化層中的硫或硒擴散到第一源區和第一漏區中，第二氧化層中的鋁擴散到第二源區和第二漏區中；進行退火后，在第一源區和第一漏區表面形成第一金屬硅化物層，在第二源區和第二漏區表面形成第二金屬硅化物層。含硫或硒的第一氧化層為膜層結構，通過自摻雜工藝可以使得第一氧化層中均勻的摻雜硫離子或硒離子，由于含硫或硒的第一氧化層覆蓋第一刻蝕孔底部的第一源區和第一漏區的表面，在進行退火時，使得含硫或硒的第一氧化層中硫離子或硒離子可以從兩者的接觸面上均勻的擴散到第一源區和第一漏區中，因而硫離子或硒離子在第一源區和第一漏區均勻分布，從而減小了N型鰭式場效應晶體管的肖特基勢壘高度；同理，含鋁的第二氧化層為膜層結構，通過自摻雜工藝可以使得第二氧化層中均勻的摻雜鋁離子，由于含鋁的第二氧化層覆蓋第二刻蝕孔底部的第二源區和第二漏區的表面，在進行退火時，使得含鋁的第二氧化層中鋁離子可以從兩者的接觸面上均勻的擴散到第二源區和第二漏區中，因而鋁離子在第一源區和第一漏區均勻分布，在第二源區和第二漏區表面上形成第二金屬硅化物厚度均勻，從而減小了P型鰭式場效應晶體管的肖特基勢壘高度。

進一步，采用自摻雜的原子層沉積工藝形成含硫或硒的第一氧化層時，形成一層含硫或硒的氧化薄膜層相應的自摻雜硫或硒離子，硫或硒離子在每一層含硫或硒的氧化薄膜層中均勻分布，若干層含硫或硒的氧化薄膜層堆疊形成含硫或硒的第一氧化層，因而含硫或硒的第一氧化層厚度均勻性較高，并且含硫或硒的第一氧化層中硫或硒離子均勻分布，使得含硫或硒的第一氧化層中不同位置的硫或硒離子濃度分布均勻，進行退火時，使得含硫或硒的第一氧化層中硫或硒離子可以均勻擴散至第一刻蝕孔底部的第一源區和第一漏區中。

進一步，采用自摻雜的原子層沉積工藝形成含鋁的第二氧化層時，形成 一層含鋁的氧化薄膜層相應的自摻雜鋁離子，鋁離子在每一層含鋁的氧化薄膜層中均勻分布，若干層含鋁的氧化薄膜層堆疊形成含鋁的第二氧化層，因而含鋁的第二氧化層厚度均勻性較高，并且含鋁的第二氧化層中鋁離子均勻分布，使得含鋁的第二氧化層中不同位置的鋁離子濃度分布均勻，后續退火時，使得含鋁的第二氧化層中鋁離子可以均勻擴散至第二刻蝕孔底部的第二源區和第二漏區中。

附圖說明

圖1～圖7是本發明實施例鰭式場效應晶體管形成過程的結構示意圖。

具體實施方式

如背景技術所言，現有形成的鰭式場效應晶體管性能仍有待提升，比如，現有技術形成的鰭式場效應晶體管的源區和漏區形成的金屬硅化物電阻仍比較大，該區域的肖特基勢壘高度(Schottky Barrier Height，SBH)仍較大，影響鰭式場效應晶體管的性能。

為此，本發明一實施例提供了一種鰭式場效應晶體管的形成方法，提供半導體襯底，所述半導體襯底包括NMOS區域和PMOS區域，NMOS區域的半導體襯底上形成有第一鰭部、橫跨覆蓋第一鰭部側壁和頂部表面的第一柵極和位于第一柵極兩側的第一鰭部內的第一源區和第一漏區，所述PMOS區域的半導體襯底上形成第二鰭部、橫跨覆蓋第二鰭部側壁和頂部表面的第二柵極和位于第二柵極兩側的第二鰭部內的第二源區和第二漏區；形成覆蓋所述半導體襯底、第一柵極、第一源區、第一漏區、第二柵極、第二源區和第二漏區的介質層；刻蝕所述介質層，在介質層中形成暴露出第一源區和第一漏區表面的第一刻蝕孔，在介質層中形成暴露出第二源區和第二漏區表面的第二刻蝕孔；采用離子注入工藝向第一刻蝕孔底部的第一源區和第一漏區中注入硫離子或硒離子；采用離子注入工藝向第二刻蝕孔底部的第二源區和第二漏區中注入鋁離子；離子注入后，在第一源區和第一漏區表面上形成金屬硅化物，在第二源區和第二漏區表面上形成金屬硅化物。

通過在NMOS區域的第一源區和第一漏區中注入硫離子或硒離子，然后在第一源區和第一漏區表面形成金屬硅化物，以減小形成的N型鰭式場效應 晶體管的源漏區的肖特基勢壘高度；通過在PMOS區域的第一源區和第一漏區注入鋁離子，然后在第二源區和第二漏區表面形成金屬硅化物，以減小形成P型鰭式場效應晶體管的肖特基勢壘高度。

研究發現，雖然上述方法可以減小源漏區的肖特基勢壘高度，但是采用離子注入工藝注入硫離子或硒離子(或者鋁離子時)，由于第一刻蝕孔帶來的陰影效應的影響，使得第一源區(或漏區)中有部分區域無法注入到硫離子或硒離子，使得硫離子或硒離子在第一源區(或漏區)的分布不均勻，對第一源區(或漏區)形成的金屬硅化物的肖特基勢壘高度減小效果有限(或者使得第一源區和第一漏區的肖特基勢壘高度分布不均勻)，同理，由于第二刻蝕孔帶來的陰影效應的影響，使得第二源區(或漏區)中有部分區域無法注入到鋁離子，使得鋁離子在第二源區(或漏區)的分布不均勻，對第二源區(或漏區)形成的金屬硅化物的肖特基勢壘高度減小效果有限(或者使得第二源區和第二漏區的肖特基勢壘高度分布不均勻)；并且采用離子注入工藝還容易帶來注入損傷，影響了鰭式場效應晶體管的性能。

因而，本發明另一實施例提供了一種鰭式場效應晶體管的形成方法，在形成第一刻蝕孔和第二刻蝕孔后，在第一刻蝕孔的側壁和底部表面形成含硫或硒的第一氧化層；在第二刻蝕孔的側壁和底部表面形成含鋁的第二氧化層；進行退火，使得第一氧化層中的硫或硒擴散到第一源區和第一漏區中，第二氧化層中的鋁擴散到第二源區和第二漏區中；進行退火后，在第一源區和第一漏區表面形成第一金屬硅化物層，在第二源區和第二漏區表面形成第二金屬硅化物層。含硫或硒的第一氧化層為膜層結構，通過自摻雜工藝可以使得第一氧化層中均勻的摻雜硫離子或硒離子，由于含硫或硒的第一氧化層覆蓋第一刻蝕孔底部的第一源區和第一漏區的表面，在進行退火時，使得含硫或硒的第一氧化層中硫離子或硒離子可以從兩者的接觸面上均勻的擴散到第一源區和第一漏區中，因而硫離子或硒離子在第一源區和第一漏區均勻分布，從而減小了N型鰭式場效應晶體管的肖特基勢壘高度；同理，含鋁的第二氧化層為膜層結構，通過自摻雜工藝可以使得第二氧化層中均勻的摻雜鋁離子，由于含鋁的第二氧化層覆蓋第二刻蝕孔底部的第二源區和第二漏區的表面，在進行退火時，使得含鋁的第二氧化層中鋁離子可以從兩者的接觸面上均勻 的擴散到第二源區和第二漏區中，因而鋁離子在第一源區和第一漏區均勻分布，在第二源區和第二漏區表面上形成第二金屬硅化物厚度均勻，從而減小了P型鰭式場效應晶體管的肖特基勢壘高度。

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。在詳述本發明實施例時，為便于說明，示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明的保護范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。

參考圖1，提供半導體襯底200，所述半導體襯底200包括NMOS區域31和PMOS區域21，NMOS區域31的半導體襯底上形成有第一鰭部301、橫跨覆蓋第一鰭部301側壁和頂部表面的第一柵極316和位于第一柵極316兩側的第一鰭部301內的第一源區和第一漏區306，所述PMOS區域21的半導體襯底上形成有第二鰭部201、橫跨覆蓋第二鰭部201側壁和頂部表面的第二柵極216和位于第二柵極216兩側的第二鰭部201內的第二源區和第二漏區206。

所述半導體襯底200可以是硅或者絕緣體上硅(SOI)，所述半導體襯底200也可以是鍺、鍺硅、砷化鎵或者絕緣體上鍺或其他合適的材料，本實施中所述半導體襯底200的材料為硅。

所述半導體襯底200包括NMOS區域31和PMOS區域21，NMOS區域31和PMOS區域21的數量分別至少為一個，NMOS區域31和PMOS區域21可以相鄰也可以不相鄰，NMOS區域31的半導體襯底200用于形成N型的鰭式場效應晶體管，PMOS區域21的半導體襯底200用于形成P型的鰭式場效應晶體管。本實施例中以一個NMOS區域31和一個PMOS區域21進行示例性說明。

NMOS區域31的半導體襯底200表面形成有若干凸起的第一鰭部301，PMOS區域21的半導體襯底200表面上形成有若干凸起的第二鰭部201，為了方便區分，圖1中用虛線將半導體襯底200與第一鰭部301和第二鰭部201分開。本實施例中，所述第一鰭部301和第二鰭部201通過刻蝕半導體襯底 200形成，在本發明的其他實施例中，所述第一鰭部301和第二鰭部201可以通過外延工藝形成。所述第一鰭部301中可以摻雜P型雜質離子，第二鰭部201可以摻雜N型雜質離子。

本實施例中，所述第一柵極316包括柵介質層308和位于柵介質層308上的柵電極309，所述柵介質層308的材料可以高K介電材料，高K介電材料可以為HfO₂、Al₂O₃、ZrO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO和HfZrO中的一種或幾種，所述柵電極309的材料為金屬，所述金屬可以為W、Al或Cu。

所述第一柵極316通過后柵工藝形成，具體過程為：形成橫跨部分第一鰭部301側壁和頂部表面的偽柵；形成覆蓋所述半導體襯底200、第一鰭部301和偽柵的介質層，所述介質層的表面與偽柵的頂部表面齊平；去除所述偽柵，形成凹槽，在凹槽側壁和底部表面上形成柵介質層307；在柵介質層307上形成填充滿凹槽的柵電極309。

在一實施例中，所述柵介質層307和第一鰭部301之間還可以形成界面層307，所述界面層307用于減小柵介質層307與第一鰭部301直接接觸帶來的形變。所述界面層307的材料可以氧化硅。

在一實施例中，所述柵介質層307和第一鰭部301之間還可以形成功能調節層，功能調節層用于調節晶體管的功函數。當界面層307和功能調節層均形成時，功能調節層位于界面層307和柵介質層307之間。

在另一實施例中，所述第一柵極包括柵介質層和位于柵介質層上的柵電極，所述柵介質層的材料可以為氧化硅，柵電極的材料可以為多晶硅。柵介質層和柵電極可以通過沉積和刻蝕工藝形成。

所述第二柵極216包括柵介質層208和位于柵介質層208上的柵電極209，所述柵介質層208的材料可以高K介電材料，高K介電材料可以為HfO₂、Al₂O₃、ZrO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO和HfZrO中的一種或幾種，所述柵電極209的材料為金屬，所述金屬可以為W、Al或Cu。在另一實施例中，所述第二柵極包括柵介質層和位于柵介質層上的柵電極，所述柵介質層的材料可以為氧化硅，柵電極的材料可以為多晶硅。柵介質層和柵電極可以通過沉積和刻蝕工藝形成。第一柵極216的形成工藝與第一柵極316的形成工藝類似， 在此不再贅述。

在一實施例中，所述第二柵極216的柵介質層207和第二鰭部201之間還可以形成界面層207，所述界面層27用于減小柵介質層207與第二鰭部201直接接觸帶來的形變。所述界面層207的材料可以氧化硅。

在一實施例中，所述柵介質層207和第一鰭部201之間還可以形成功能調節層，功能調節層用于調節晶體管的功函數。當界面層207和功能調節層都形成時，功能調節層位于界面層207和柵介質層207之間。

所述半導體襯底200上還形成有隔離層202，所述隔離層202的表面低于第一鰭部301和第二鰭部201的頂部表面，所述隔離層202用于電學隔離相鄰的鰭部201第一鰭部301和第二鰭部201，所述隔離層202的材料為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，本實施例中所述隔離層202的材料為氧化硅。隔離層202形成的具體過程為：首先形成覆蓋所述半導體襯底200、第一鰭部301和第二鰭部201的隔離材料層；然后采用化學機械研磨工藝平坦化所述隔離材料層，以第一鰭部301和第二鰭部201的頂部表面為停止層；接著回刻蝕去除部分所述隔離材料層，形成隔離層202，所述隔離層202的表面低于第一鰭部301和第二鰭部201的頂部表面。

所述第一柵極316的兩側側壁表面上還可以形成有第一側墻305。所述第一側墻305可以為單層或多層(≥2層)堆疊結構。所述第一側墻305材料可以為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

在形成第一側墻305后還可以在第一柵極316和第一側墻305兩側的第一鰭部301內分別形成第一源區和第一漏區306。

本實施例中，所述第一源區和第一漏區306為應力源漏區，所述應力源漏區的形成過程為：以所述第一柵極316和第一側墻305為掩膜刻蝕第一柵極316和第一側墻305兩側的部分第一鰭部301，形成凹槽，所述凹槽為矩形槽或sigma形狀的凹槽；在凹槽中填充應力材料層，形成第一源區和第一漏區306，所述應力材料層的材料為碳化硅。

在本發明的其他實施例中，第一源區和第一漏區可以通過離子注入工藝形成，其形成過程為：以所述第一柵極316和第一側墻305為掩膜，采用離 子注入工藝對第一柵極316和第一側墻305兩側的第一鰭部301摻雜雜質離子，在第一柵極316和第一側墻305兩側的第一鰭部301內分別形成第一源區和第一漏區，所述雜質離子為N型雜質離子，N型雜質離子為磷離子、砷離子或銻離子中的一種或幾種。

所述第二柵極216的兩側側壁表面上還可以形成有第二側墻205。所述第二側墻205可以為單層或多層(≥2層)堆疊結構。所述第二側墻205材料可以為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

在形成第二側墻205后還可以在第二柵極216和第二側墻205兩側的第二鰭部201內分別形成第二源區和第二漏區206。

本實施例中，所述第二源區和第二漏區206為應力源漏區，所述應力源漏區的形成過程為：以所述第二柵極216和第二側墻205為掩膜刻蝕第二柵極216和第二側墻205兩側的部分第二鰭部201，形成凹槽，所述凹槽為矩形槽或sigma形狀的凹槽；在凹槽中填充應力材料層，形成第二源區和第二漏區206，所述應力材料層的材料為鍺化硅。

在本發明的其他實施例中，第二源區和第二漏區可以通過離子注入工藝形成，其形成過程為：以所述第二柵極216和第二側墻205為掩膜，采用離子注入工藝對第二柵極216和第二側墻205兩側的第二鰭部201摻雜雜質離子，在第二柵極216和第二側墻205兩側的第二鰭部201內分別形成第二源區和第二漏區，所述雜質離子為P型雜質離子，所述P型雜質離子為硼離子、鎵離子或銦離子中的一種或幾種。

請繼續參考圖1，形成覆蓋所述半導體襯底200、第一柵極316、、第一鰭部301、第一源區和第一漏區306以及第二柵極216、第二鰭部201、第二源區和第二漏區206的介質層203，所述介質層203的表面與第一柵極316和第二柵極216的頂部表面齊平。

所述介質層203的材料為氧化硅、氮化硅或低K介電材料。

參考圖2，刻蝕所述介質層203，在介質層203中形成暴露出第一源區和第一漏區206表面的第一刻蝕孔310，在介質層203中形成暴露出第二源區和第二漏區206表面的第二刻蝕孔210。

在刻蝕所述介質層203之前，在所述介質層表面可以形成圖形化的掩膜層，所述掩膜層中具有暴露出第一源區和第一漏區306上方的介質層203表面的第一開口，以及暴露出第二源區和第二漏區206上方的介質層203表面的第二開口，以該掩膜層為掩膜對介質層203進行刻蝕。

刻蝕所述介質層203采用干法刻蝕工藝，比如可以采用各向異性的等離子刻蝕工藝。

參考圖3，在第二刻蝕孔210的側壁和底部表面形成含鋁的第二氧化層211。

形成所述含鋁的第二氧化層211采用自摻雜沉積工藝。

所述含鋁的第二氧化層211為后續向第二刻蝕孔210底部的第二源區和第二漏區206擴散的鋁離子提供鋁源。本實施形成的含鋁的第二氧化層211為膜層，在采用自摻雜沉積工藝在形成的含鋁的第二氧化層時可以在第二氧化層中均勻的摻雜鋁離子，后續通過退火可以使得含鋁的第二氧化層211中的鋁離子均勻的擴散到第二刻蝕孔210底部的第二源區和第二漏區206中，相比于離子注入工藝，防止陰影效應(shadow effect)對第二刻蝕孔210底部的第二源區和第二漏區206中摻雜的鋁離子的均勻性，并且由于含鋁的第二氧化層211不僅覆蓋第二刻蝕孔210的底部表面而且覆蓋第二刻蝕孔210的側壁表面，使得第二刻蝕孔210底部邊緣處和中間處的第二源區和第二漏區206都會均勻的摻雜鋁離子，第二刻蝕孔210底部暴露第二源區和第二漏區206中均勻的摻雜鋁離子，從而降低了第二源區和第二漏區206肖特基勢壘高度，后續在第二源區和第二漏區206表面形成第二金屬硅化物層時，進一步降低第二源區和第二漏區206的肖特基勢壘高度。

本實施例中，形成所述含鋁的第二氧化層211采用自摻雜的原子層沉積工藝，其過程包括：向沉積腔室中通入硅源氣體的步驟；向沉積腔室通入氧源氣體的步驟；向腔室中通入鋁源氣體的步驟；施加射頻功率，將硅源氣體、氧源氣體和鋁源氣體解離為等離子體的步驟；等離子體沉積形成含鋁的氧化薄膜層的步驟；重復進行前述步驟，若干含鋁的氧化薄膜層構成含鋁的第二氧化層。

在一實施例中，所述自摻雜的原子層沉積工藝形成所述含鋁的第二氧化層211時，所述硅源氣體為甲基二乙氧基硅烷((CH₃CH₂O)₂HCH₃Si，DEMS)、八甲基環四硅氧烷(C₈H₂₄O₄Si₄)或正硅酸乙酯(C₈H₂₀O₄Si，TEOS)，硅源氣體的流量為60sccm至500sccm，氧源氣體為O₂或O₃，氧源氣體的流量為20～300sccm，鋁源氣體為(CH₃)₂AlH、AlH₃或[(CH₃)₂CHCH₂]₂AlH，鋁源氣體的流量為30～200sccm，沉積腔室壓強為0.1托至8托，沉積腔室射頻功率為300瓦至3000瓦，沉積腔室溫度為250～400攝氏度，提高形成含鋁的第二氧化層211厚度均勻性以及鋁離子分布的均勻性。

采用自摻雜的原子層沉積工藝形成含鋁的第二氧化層211時，形成一層含鋁的氧化薄膜層相應的自摻雜鋁離子，鋁離子在每一層含鋁的氧化薄膜層中均勻分布，若干層含鋁的氧化薄膜層堆疊形成含鋁的第二氧化層211，因而含鋁的第二氧化層211厚度均勻性較高，并且含鋁的第二氧化層211中鋁離子均勻分布，使得含鋁的第二氧化層211中不同位置的鋁離子濃度分布均勻，并且鋁離子是游離在硅氧的空隙之間，后續退火時，使得含鋁的第二氧化層211中鋁離子可以很容易并且均勻擴散至第二刻蝕孔210底部的第二源區和第二漏區206中。

上述方法形成的含鋁的第二氧化層211厚度為5～15埃，含鋁的第二氧化層211中鋁離子的濃度為1E12atom/cm³～1E16atom/cm³。

在一實施例中，所述含鋁的第二氧化層211表面上還形成遮蓋層，所述遮蓋層的用于在后續PMOS區域21上形成的含硫或硒的第一氧化層311中的硫離子或硒離子向第二源區和第二漏區擴散。

本實施中，所述遮蓋層的材料為氧化硅，遮蓋層與含鋁的第二氧化層211在同一沉積腔室中形成，形狀遮蓋層的過程為：向沉積腔室中通入硅源氣體的步驟；向沉積腔室通入氧源氣體的步驟；施加射頻功率，將硅源氣體、氧源氣體解離為等離子體的步驟；等離子體沉積形成氧化硅薄膜層的步驟；重復進行前述步驟，若干氧化硅薄膜層構成遮蓋層。

研究發現，鋁離子相對于硫離子或硒離子較易擴散，本實施例，先形成含鋁的第二氧化層211，后形成含硫或硒的第一氧化層311，為簡化制作工藝， 后續形成含硫或硒的第一氧化層311時，PMOS區域21的含鋁的第二氧化層211上(遮蓋層表面上)形成的含硫或硒的第一氧化層311可以不去除，遮蓋層和含鋁的第二氧化層211對硫離子或硒離子的向第二源區和第二漏區的擴散能產生較好的阻擋作用。

本實施例中，自摻雜的原子層沉積工藝形成含鋁的第二氧化層除了覆蓋PMOS區域21外，還覆蓋NMOS區域31，因而在形成含鋁的第二氧化層后，形成覆蓋PMOS區域21上的含鋁的第二氧化層的掩膜層，以所述掩膜層為掩膜刻蝕去除NMOS區域31的含鋁的第二氧化層，PMOS區域21上剩余的含鋁的第二氧化層為含鋁的第二氧化層211；然后去除掩膜層。

去除NMOS區域31的含鋁的第二氧化層采用濕法刻蝕工藝，濕法刻蝕工藝采用的刻蝕溶液為氫氟酸。

在另一實施例中，自摻雜的原子層沉積工藝形成含鋁的第二氧化層211后，可以采用刻蝕工藝去除第二凹槽210側壁和底部表面之外的所有的含鋁的第二氧化層，僅保留第二凹槽210側壁和底部表面的含鋁的第二氧化層作為含鋁的第二氧化層211。

參考圖4，在第一刻蝕孔310的側壁和底部表面形成含硫或硒的第一氧化層311。

形成所述含硫或硒的第一氧化層311采用自摻雜沉積工藝。

所述含硫或硒的第一氧化層311為后續向第一刻蝕孔310底部的第一源區和第漏區306擴散的硫或硒離子提供硫或硒源。本實施形成的含硫或硒的第一氧化層311為膜層，在采用自摻雜工藝在形成的含硫或硒的第一氧化層時可以在第一氧化層中均勻的摻雜硫或硒離子，后續通過退火可以使得含硫或硒的第一氧化層311中的硫或硒離子均勻的擴散到第一刻蝕孔310底部的第一源區和第一漏區306中，相比于離子注入工藝，防止陰影效應(shadow effect)對第一刻蝕孔310底部的第一源區和第一漏區306中摻雜的硫或硒離子的均勻性，并且由于含硫或硒的第一氧化層311不僅覆蓋第一刻蝕孔310的底部表面而且覆蓋第一刻蝕孔310的側壁表面，使得第一刻蝕孔310底部邊緣處和中間處的第一源區和第一漏區306都會均勻的摻雜硫或硒離子，第 一刻蝕孔310底部暴露第一源區和第一漏區306中均勻的摻雜硫或硒離子，從而降低了第一源區和第一漏區306的肖特基勢壘高度，后續在第一源區和第一漏區306表面形成第一金屬硅化物層時，進一步降低了第一源區和第一漏區306的肖特基勢壘高度。

本實施例中，形成所述含硫或硒的第一氧化層311采用自摻雜的原子層沉積工藝，其過程包括：向沉積腔室中通入硅源氣體的步驟；向沉積腔室通入氧源氣體的步驟；向腔室中通入硫或硒源氣體的步驟；施加射頻功率，將硅源氣體、氧源氣體和硫或硒源氣體解離為等離子體的步驟；等離子體沉積形成含硫或硒的氧化薄膜層的步驟；重復進行前述步驟，若干含硫或硒的氧化薄膜層構成含硫或硒的第一氧化層。

在一實施例中，所述自摻雜的原子層沉積工藝形成所述含硫或硒的第一氧化層311時，所述硅源氣體為甲基一乙氧基硅烷((CH₃CH₃O)₃HCH₃Si，DEMS)、八甲基環四硅氧烷(C₈H₃₄O₄Si₄)或正硅酸乙酯(C₈H₃₀O₄Si，TEOS)，硅源氣體的流量為60sccm至500sccm，氧源氣體為O₃或O₃，氧源氣體的流量為30～300sccm，硫或硒源氣體為H₂S或H₂Se，硫或硒源氣體的流量為30～300sccm，沉積腔室壓強為0.1托至8托，沉積腔室射頻功率為300瓦至3000瓦，沉積腔室溫度為350～700攝氏度，提高形成含硫或硒的第一氧化層311厚度均勻性以及硫或硒離子分布的均勻性。

采用自摻雜的原子層沉積工藝形成含硫或硒的第一氧化層311時，形成一層含硫或硒的氧化薄膜層相應的自摻雜硫或硒離子，硫或硒離子在每一層含硫或硒的氧化薄膜層中均勻分布，若干層含硫或硒的氧化薄膜層堆疊形成含硫或硒的第一氧化層311，因而含硫或硒的第一氧化層311厚度均勻性較高，并且含硫或硒的第一氧化層311中硫或硒離子均勻分布，使得含硫或硒的第一氧化層311中不同位置的硫或硒離子濃度分布均勻，并且硫或硒離子是游離在硅氧的空隙之間，后續退火時，使得含硫或硒的第一氧化層311中硫或硒離子可以很容易并且均勻擴散至第一刻蝕孔310底部的第一源區和第一漏區306中。

上述方法形成的含硫或硒的第一氧化層311厚度為5～15埃，含硫或硒的第一氧化層311中硫或硒離子的濃度為1E13atom/cm³～1E16atom/cm³。

本實施例中，自摻雜的原子層沉積工藝形成含硫或硒的第一氧化層311不僅覆蓋NMOS區域31，而且覆蓋PMOS區域21，由于PMOS區域21的第二刻蝕孔側壁和底部已經被含鋁的第二氧化層211覆蓋，PMOS區域21上形成的含硫或硒的第一氧化層位于含鋁的第二氧化層表面上，在退火時含鋁的第二氧化層211會阻擋PMOS區域21上的含硫或硒的第一氧化層中的硫離子或硒離子向第二源區和第二漏區206的擴散，為簡化工藝，PMOS區域21上的含硫或硒的第一氧化層在退火工藝前可以暴露。

在本發明的其他實施例中，可以去除PMOS區域21的含硫或硒的第一氧化層，僅保留NMOS區域31區域的含硫或硒的第一氧化層。

在另一實施例中，僅保留第一刻蝕孔210側壁和底部表面的含硫或硒的第一氧化層，去除第一刻蝕孔210之外的所有含硫或硒的第一氧化層。

參考圖5，進行退火，使得含硫或硒第一氧化層311中的硫離子或硒離子擴散到第一刻蝕孔310底部的第一源區和第一漏區306中，含鋁的第二氧化層211中的鋁擴散到第二刻蝕孔210底部的第二源區和第二漏區206中。

在進行退火時，由于含硫或硒第一氧化層311的硫離子或硒離子是均勻分布的，因而含硫或硒第一氧化層311中的硫離子或硒離子從各個位置均勻的擴散到第一刻蝕孔310底部的第一源區和第一漏區306中，因而第一刻蝕孔310底部的第一源區和第一漏區306中的不同位置(中間區域和邊緣區域)硫離子或硒離子分布會比較均勻。同理，進行退火時，由于含鋁的第二氧化層211的鋁離子是均勻分布的，因而含鋁的第二氧化層211中的鋁離子從各個位置均勻的擴散到第二刻蝕孔210底部的第二源區和第二漏區206中，因而第二刻蝕孔210底部的第二源區和第二漏區206中的不同位置(中間區域和邊緣區域)鋁離子分布會比較均勻

在一實施例中，所述退火工藝的溫度為600～1200攝氏度，退火時間為30秒～60分鐘，以使得含硫或硒第一氧化層311中的硫離子或硒離子擴散到第一刻蝕孔310底部的第一源區和第一漏區306中，含鋁的第二氧化層211中的鋁擴散到第二刻蝕孔210底部的第二源區和第二漏區206中。

參考圖6，進行退火后，去除第一氧化層和第二氧化層，在第一源區和第 一漏區306表面形成第一金屬硅化物層312，在第二源區和第二漏區206表面形成第二金屬硅化物層212。

去除第一氧化層和第二氧化層為濕法刻蝕工藝，濕法刻蝕工藝可以為氫氟酸。

所述第一金屬硅化物層312和第二金屬硅化物層212的形成過程為：形成覆蓋第一刻蝕孔310側壁和底部表面、第二刻蝕孔212底部和側壁表面、介質層表面以及第一柵極和第二柵極表面的金屬層；對金屬層進行退火，金屬層中的金屬與第一源區和第一漏區中的硅反應形成第一金屬硅化物層312，金屬層中的金屬與第二源區和第二漏區中的硅反應形成第二金屬硅化物層212。

所述金屬層的材料為鎳或鈷，形成工藝為濺射，對金屬層進行退火的工藝包括第一退火工藝和第二退火工藝，所述第一退火工藝的退火溫度為220～300攝氏度，時間為20～90秒，所述第二退火工藝的退火溫度為400～1000攝氏度，時間為20～90秒。

參考圖7，在第一金屬硅化物312上形成填充滿第一刻蝕孔的第一金屬插塞313；在第二金屬硅化物212上形成填充滿第二刻蝕孔的第二金屬插塞213。

第一金屬插塞313和第二金屬插塞213的材料可以為W、Al或Cu。

雖然本發明披露如上，但本發明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。