[发明专利]晶体管及其形成方法

说明书

本发明提供一种晶体管及其形成方法，晶体管的形成方法包括：提供硅衬底；在栅极结构两侧的硅衬底内形成凹槽，在所述凹槽内形成应力层，在形成应力层的步骤中，进行P型掺杂和碳掺杂，以形成源极和漏极，其中所述碳掺杂与所述P型掺杂同时进行或者所述碳掺杂在P型掺杂之前进行。应力层中掺杂的碳容易优先占据应力层与硅衬底的界面处的晶格间隙，在应力层中掺杂P型离子时，P型离子就不容易进入应力层与硅衬底的界面处的间隙位置，从而改善了应力层与硅衬底的界面处P型离子的含量分布，提高了应力层中的有效P型离子含量，使得应力层中的P型离子含量分布均匀，提高晶体管的性能。

技术领域

本发明涉半导体领域，具体涉及一种晶体管及其形成方法。

背景技术

现有半导体器件制作工艺中，通过应力技术来提高MOS晶体管的性能成为越来越常用的手段。通过适当控制沟道区的应力的方式，可以提高载流子(NMOS晶体管中的电子，PMOS晶体管中的空穴)迁移率，进而提高驱动电流，以此极大地提高MOS晶体管的性能。

目前，通常嵌入式硅锗(Embedded SiGe)技术提高PMOS晶体管沟道区的应力，即在衬底中形成凹槽，在凹槽中形成硅锗材料，同时进行掺杂形成PMOS晶体管的源区和漏区。形成所述硅锗材料是为了引入硅和硅锗(SiGe)之间晶格失配形成的压应力，以提高PMOS晶体管的性能。

为了进一步改善半导体器件性能和提高生产效率，现有技术发展了一种在外延生长应力层时，进行原位掺杂硼离子的方法，这样能够在生长应力层的同时完成对应力层的掺杂。但是，采用现有技术原位掺杂硼离子的方法，部分硼离子不能起到载流子的作用，应力层中能够起到载流子作用的有效硼离子含量较低。并且晶圆不同位置的界面处的硼含量差距较大，这样就使得不同位置的形成的晶体管性能有所差异。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种晶体管及其形成方法，提高应力层中的P型离子含量，并使应力层中P型离子含量分布均匀，进而改善晶体管的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种晶体管的形成方法，包括:

提供硅衬底；

在所述硅衬底上形成栅极结构，在所述栅极结构两侧的硅衬底内形成凹槽；

在所述凹槽内形成应力层；

在形成应力层的过程中进行P型掺杂和碳掺杂，以形成源极和漏极，其中所述碳掺杂与所述P型掺杂同时进行或者所述碳掺杂在P型掺杂之前进行。

可选的，所述P型掺杂为硼离子掺杂，在所述凹槽内在形成应力层的步骤包括：

采用外延生长工艺形成硅锗层，所述硅锗层作为应力层，

进行P型掺杂和碳掺杂的步骤包括：在外延生长硅锗层过程中通入碳源气体和硼源气体，以原位掺杂碳和硼。

可选的，所述P型掺杂为硼离子掺杂，在所述凹槽内在形成应力层的步骤包括：在所述凹槽内采用外延生长工艺依次形成硅籽晶层和硅锗层，所述应力层包括所述硅籽晶层和硅锗层；

进行P型掺杂和碳掺杂的步骤包括：在凹槽内外延生长硅籽晶层的过程中，通入碳源气体，以在硅籽晶层中原位掺杂碳；

在外延生长硅锗层的过程中，通入硼源气体，以在硅锗层中原位掺杂硼。

可选的，采用外延生长工艺形成硅锗层的步骤包括：

依次外延生长硅锗缓冲层和体硅锗层，所述硅锗缓冲层中的锗含量于体硅锗层中的锗含量，所述硅锗层包括所述硅锗缓冲层和体硅锗层。

可选的，进行P型掺杂和碳掺杂的步骤包括：

在外延生长硅锗缓冲层的步骤中同时通入碳源气体和硼源气体，在硅锗缓冲层中原位掺杂硼和碳；