Mos晶體管的形成方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種MOS晶體管的形成方法。
【背景技術】
[0002]現有半導體器件制作工藝中，由于應力可以改變硅材料的能隙和載流子迀移率，因此通過應力來提高MOS晶體管的性能成為越來越常用的手段。具體地，在晶體管的源/漏區形成sigma形凹槽，通過控制在其內填入壓應力或拉應力材料，采用sigma形凹槽的尖端對溝道施加壓應力或拉應力，從而提高溝道內載流子(NM0S晶體管中的電子，PMOS晶體管中的空穴)的迀移率。
[0003]實際工藝中發現，上述制作的相鄰MOS晶體管之間經常出現信號相互干擾現象。
[0004]針對上述問題，本發明提供一種MOS晶體管的制作方法加以改善。
【發明內容】
[0005]本發明解決的問題是如何改善相鄰MOS晶體管之間的信號干擾現象。
[0006]為解決上述問題，本發明提供一種MOS晶體管的形成方法，包括:
[0007]提供半導體襯底，所述半導體襯底上具有若干有源區，相鄰有源區之間采用淺溝槽隔離結構隔開，所述有源區上具有柵極結構，所述柵極結構兩側的有源區用于形成sigma形凹槽；
[0008]干法刻蝕柵極結構兩側的有源區形成碗狀凹槽，采用HF酸溶液腐蝕所述半導體襯底后采用堿性溶液腐蝕所述碗狀凹槽形成sigma形凹槽；
[0009]在所述sigma形凹槽內填充壓應力材料或拉應力材料以形成源漏區；
[0010]其中，至少在HF酸溶液腐蝕所述半導體襯底前，在所述淺溝槽隔離結構表面形成改性區以減弱HF酸對所述淺溝槽隔離結構的腐蝕。
[0011]可選地，干法刻蝕柵極結構兩側的有源區形成碗狀凹槽后，對所述半導體襯底進行硅離子注入以在淺溝槽隔離結構表面形成所述改性區。
[0012]可選地，所述硅離子注入參數為:能量范圍為0.5KeV?5KeV，劑量范圍為lE15atom/cm2?5E16atom/cm2。
[0013]可選地，干法刻蝕柵極結構兩側的有源區形成碗狀凹槽前，對所述半導體襯底進行硅離子、碳離子或氮離子注入以在淺溝槽隔離結構表面形成所述改性區。
[0014]可選地，所述形成的晶體管為PMOS晶體管，所述sigma形凹槽內填入的為壓應力材料，所述壓應力材料為娃鍺。
[0015]可選地，所述壓應力材料填充采用外延生長法，所述外延生長過程中，同時摻雜P型元素，所述P型元素為硼。
[0016]可選地，所述外延生長過程中，硅源為SiH4，二氯硅烷、或Si2H6中的至少一種，鍺源為GeH4,硼源為B2H6。
[0017]可選地，所述外延生長的工藝參數為=SiH4，二氯硅烷、或Si2H6的流量為5sCCm?500sccm，B2H6的流量為5sccm?500sccm，GeHj^流量為5sccm?500sccm，氯化氫氣體的流量為Isccm?300sccm，112的流量為Islm?50slm，生長溫度范圍為400°C?900°C。
[0018]可選地，所述形成的晶體管為NMOS晶體管，所述sigma形凹槽內填入的為拉應力材料，所述拉應力材料為碳化娃。
[0019]可選地，所述堿性溶液為TMAH溶液或KOH溶液。
[0020]可選地，相鄰淺溝槽隔離結構隔開的有源區形成有一個MOS晶體管或兩個或兩個以上并聯的MOS晶體管。
[0021]與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點:1)先干法刻蝕柵極結構兩側的有源區形成碗狀凹槽，接著采用HF酸溶液腐蝕半導體襯底后采用堿性溶液腐蝕所述碗狀凹槽形成sigma形凹槽，其中，至少在HF酸溶液腐蝕所述半導體襯底前，在起隔離相鄰有源區作用的淺溝槽隔離結構表面形成改性區以減弱HF酸對所述淺溝槽隔離結構的腐蝕。如此，由于改性區的存在，可以使得HF酸腐蝕半導體襯底以去除預定形成sigma形凹槽處的硅表面的氧化層時，避免腐蝕淺溝槽結構，進而避免淺溝槽隔離結構出現空洞或在sigma形凹槽內填入壓應力材料或拉應力材料以形成源漏區時，還在腐蝕去除的淺溝槽結構處形成導電的源漏區填入材料，最終改善淺溝槽隔離結構的絕緣性，避免制作的相鄰MOS晶體管之間出現信號相互干擾現象。
[0022]2)可選方案中，改性區的制作方法為:干法刻蝕柵極結構兩側的有源區形成碗狀凹槽后，對半導體襯底進行硅離子注入以在淺溝槽隔離結構表面形成所述改性區，上述方案中，由于注入的為硅離子，因而不影響碗狀凹槽底部的硅的性質，即仍能采用堿性溶液對碗狀凹槽腐蝕形成sigma形凹槽。
[0023]3)可選方案中，改性區的制作方法為:干法刻蝕柵極結構兩側的有源區形成碗狀凹槽前，對半導體襯底進行硅離子、碳離子或氮離子注入以在淺溝槽隔離結構表面形成改性區，上述硅離子、碳離子或氮離子的注入不但對淺溝槽隔離結構表面進行了改性，還對預定形成碗狀凹槽的有源區進行了改性，此種情況下，通過調整各向同性干法刻蝕的工藝參數，以形成碗狀凹槽，上述碗狀凹槽形成過程中對改性區進行了去除，因而仍能采用堿性溶液對碗狀凹槽腐蝕形成sigma形凹槽。
【附圖說明】
[0024]圖1至圖5是本發明一實施例中MOS晶體管在形成過程中的結構示意圖；
[0025]圖6至圖9是本發明再一實施例中MOS晶體管在形成過程中的結構示意圖；
[0026]圖10是本發明又一實施例中MOS晶體管在形成過程中的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]如【背景技術】中所述，現有工藝制作的相鄰MOS晶體管之間經常出現相互干擾現象。針對上述問題，本發明人進行了分析，發現其產生的原因是:采用堿性溶液腐蝕碗狀凹槽形成sigma形凹槽前，需采用HF酸溶液腐蝕半導體襯底以去除娃表面的氧化物，上述過程中，HF酸會同時腐蝕淺溝槽隔離結構，造成其內產生孔洞，上述孔洞會造成淺溝槽隔離結構的絕緣性能變差。此外，而在sigma形凹槽內填入壓應力材料或拉應力材料以形成源漏區時，還可能在腐蝕去除的淺溝槽結構處形成導電的源漏區填入材料，這也會影響淺溝槽隔離結構的絕緣性能。基于上述分析，本發明至少在HF酸溶液腐蝕所述半導體襯底前，在淺溝槽隔離結構表面形成改性區以減弱HF酸對所述淺溝槽隔離結構的腐蝕。如此，由于改性區的存在，可以使得HF酸腐蝕半導體襯底以去除預定形成sigma形凹槽處的硅表面的氧化層時，避免腐蝕淺溝槽結構，進而避免淺溝槽隔離結構出現空洞或在sigma形凹槽內填入壓應力材料或拉應力材料以形成源漏區時，還在腐蝕去除的淺溝槽結構處形成導電的源漏區填入材料，最終改善淺溝槽隔離結構的絕緣性，避免制作的相鄰MOS晶體管之間出現相互干擾現象。
[0028]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。
[0029]圖1至圖5所示為一實施例中MOS晶體管在形成過程中的結構示意圖。參照圖1至圖5所示，該MOS晶體管的形成方法包括:
[0030]首先，參照圖1所示，提供半導體襯底1，半導體襯底I上具有兩個有源區10、11，相鄰有源區10、11之間采用淺溝槽隔離結構(STI) 12隔開，有源區10、11上具有柵極結構13，柵極結構13兩側的有源區10、11用于形成sigma形凹槽。
[0031]本實施例中，半導體襯底I的材質為硅，其它實施例中，其材質可以為鍺或絕緣體上硅(SOI)。柵極結構13包括柵氧化層131與柵極132，具體地，柵氧化層131的材質例如為氧化硅，柵極132的材質例如為多晶硅，兩者材質也可以選用現有的材質，形成工藝參照現有的柵極結構形成工藝。
[0032]柵極結構13的頂部形成有硬掩膜層14，材質例如為氮化硅。柵極結構13兩側壁覆蓋有側墻15，材質例如也為氮化娃，硬掩膜層14以及側墻15可以防止后續sigma形凹槽內外延生長硅鍺材料時，還在柵極結構13的頂部、以及兩豎直側壁形成硅鍺材料。
[0033]淺溝槽隔離結構12內的材質為氧化硅，例如采用局域熱氧化法生成。
[0034]本實施例中，半導體襯底I上具有兩個有源區10、11，其它實施例中，半導體襯底I上也可以具有其它數目的有源區。
[0035]接著參照圖2所示，干法刻蝕柵極結構13兩側的有源區10、11形成碗狀凹槽16。
[0036]在一個實施例中，碗狀凹槽16的形成方法包括:利用各向異性的干法刻蝕在半導體襯底I中預形成源極及漏極的區域形成溝槽，所述各向異性的干法刻蝕工藝參數包括:刻蝕氣體包括CFjP HBr,溫度為40°C?60°C，功率為200W?400W，偏壓為50V?200V，時間為1s?20s ;然后，利用各向同性的干法刻蝕繼續蝕刻所述溝槽形成碗狀凹槽16，所述各向同性的干法刻蝕工藝參數包括:刻蝕氣體包括(:12和NF 3，溫度為40°C?60°C，功率為10ff?500W,偏壓為OV?10V，時間為5s?50s。
[0037]之后，參照圖3所示，在淺溝槽隔離結構12表面形成改性區12’以減弱HF酸對所述淺溝槽隔離結構12的腐蝕。
[0038]可以理解的是，由于改性區12’經