[发明专利]超浅结结构的形成方法与PMOS晶体管的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及超浅结结构的形成方法与PMOS晶体管形成方法。 

背景技术

离子注入技术是一种广泛应用于各种半导体器件及集成电路形成的杂质掺杂技术。通过控制注入离子束的电流量及电压，可以精确调整杂质在半导体衬底中的含量及分布情况。 

众所周知，半导体器件的特征尺寸随着工艺技术的革新而越来越小。按照等比例缩小的要求，器件的横向尺寸(即特征尺寸表征的线宽)不断缩小的同时，器件的纵向尺寸(即器件的深度)也要求等比例缩小。因此，离子注入技术的一个重要发展方向就是如何形成浅结及超浅结，比如形成金属氧化物半导体MOS晶体管的轻掺杂源区与轻掺杂漏区。 

阈值电压是MOS晶体管的重要性能参数之一，可以通过提高衬底偏置效应来提高。 

衬底偏置效应又称体效应，定义如下：对于PMOS晶体管，当衬底与源处于反偏时(P衬底接负电压)，衬底中的耗尽区变厚，使得耗尽层中的固定电荷数增加。由于栅电容两边电荷守衡，所以，在栅上电荷没有改变的情况下，耗尽层电荷的增加，必然导致沟道中可动电荷的减少，从而导致导电水平下降。若要维持原有的导电水平，必须增加栅压，即增加栅上的电荷数。对器件而言，衬底偏置电压的存在，将使PMOS晶体管的阈值电压的数值提高。 

若以体效应值γ衡量体效应，则体效应值越高，体效应越明显，阈值电压的数值越高。其中，体效应值γ的表达公式如下： 

γ=2ϵ0qNa/Cox]]>

上述公式中，ε₀为真空介电系数，q为元电荷量，N_a为沟道区离子掺杂浓度、Cox代表是栅极介质层的单位面积电容。 

结合上述公式可知，若需要提高体效应值γ，可以通过增加沟道区离子掺杂浓度N_a来实现。 

在现有技术中，常常通过增加源端和漏端的距离来提高增加N_a。其具体原理为：当源端和漏端的距离增大时，源端和漏端注入杂质的扩散得到很好的控制，使得耗尽层中来自漏端的电荷减少，从而增加N_a，进而提高体效应。 

现有技术还公开一种通过将侧壁厚度加大提高体效应的方法，但是这样会导致漏端饱和电流降低，影响MOS器件的其他电学参数。 

申请号为200710094406.0的中国专利申请提供了一种形成超浅结的PMOS晶体管的形成方法，包括：提供一带栅极结构的半导体衬底；对所述衬底进行非晶化；以栅极结构为掩膜，向半导体衬底中进行第一离子注入；以栅极结构为掩膜，向半导体衬底中进行第二离子注入，形成超浅结结构，所述第一离子注入的原子序数比第二离子注入的原子序数大；进行离子注入，形成源极和漏极；对所述半导体衬底进行退火。 

上述方案中，原子序数较大的第一离子来阻挡第二离子的扩散，提高体效应。 

但上述工艺仍需要进一步地优化，以进一步提高晶体管的阈值电压。 

发明内容

本发明解决的问题是提供一种超浅结结构的形成方法与PMOS晶体管形成方法，进一步提高PMOS晶体管的阈值电压。 

为解决上述问题，本发明提供一种超浅结的形成方法，包括： 

提供半导体衬底； 

在所述半导体衬底中进行第一离子注入，形成第一注入区； 

对所述第一注入区进行第二离子注入，对所述第一注入区进行非晶化； 

对非晶化后的第一注入区进行第三离子注入，形成超浅结结构。 

可选的，所述第一离子为氟化亚硼离子。 

可选的，所述第一离子的注入能量范围为10～30Kev，剂量范围为1E15～3E15/cm²。 

可选的，所述的第二离子是四价离子。 

可选的，所述第二离子的注入能量范围为30～60Kev，剂量范围为1E15～9E15/cm²。 

可选的，所述第三离子为硼离子。