[发明专利]用于降低源漏极间电阻的MOS场效应管及其制造方法

说明书

本发明涉及一种金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管及其制造方法，并尤其涉及一种用于利用硅化物减小源极和漏极之间电阻的金属氧化物半导体场效应晶体管及其制造方法。

图1是常规的金属氧化物半导体场效应晶体管截面图。参见图1，栅绝缘层110和栅电极120顺序地叠置在半导体衬底100上。在栅电极120的每一侧上形成一个隔离物150。在半导体衬底100中形成深源/漏区130和源/漏延伸区140。在每个深源/漏区130的预定上部中可以形成一个硅化物层160。在每个源/漏延伸区140中的掺杂物浓度低于每个深源/漏区130中的掺杂物浓度。另外，源/漏延伸区140的厚度t₁小于深源/漏区的厚度t₂。浅源/漏延伸区140的形成对于抑制热载流子效应很重要。

由于设计规则方面的降低而减小MOS场效应晶体管尺寸时涉及的问题是减小栅电极120的长度L。当栅电极120的长度L减小时，需要减小器件垂直方向的尺寸。因此，还需要减小源/漏延伸区140的的厚度t₁。但是，当源/漏延伸区140的厚度t₁减小时，源极和漏极之间的串联电阻增大。为了减小源极和漏极之间的串联电阻，应该增大每个源/漏延伸区140中掺杂物的浓度。但是，在P型掺杂物硼(B)的情况下或在N型掺杂物(As)的情况下，单位体积的最大掺杂物浓度约为3.0×10²⁰-0.5×10²⁰cm^-3，因此，在对源极和漏极之间电阻增大的补偿方面存在限制。

还应该减小栅极间隔150的厚度和栅电极120的长度L以减小器件的尺寸。但是，当栅极间隔150减小时，每个源/漏延伸区140的长度也减小，由此产生的短沟道效应可能衰减器件的特性。因此，对减小源/漏延伸区140的长度也存在限制。而且，硅化物层160需要有预定的或较大的厚度以便维持硅化物层160中的低电阻。由于对硅化物层160厚度的减小有所限制，所以需要每个深源/漏区130的厚度t₂为一个预定值或较大的值。

总而言之，形成在源/漏延伸区140之间的沟道区域中的电阻可以通过减小栅电极的长度L而降低，但因为减小深源/漏区130的厚度以及减小源/漏延伸区140的长度都受到限制，所以要降低源/漏延伸区140和深源/漏区130中的电阻并不容易。因此，即使沟道区域中的阻值被降低，源/漏延伸区140和深源/漏区130，其尺寸比在器件中趋于增大，的电阻也不能降低，使得整个器件的电阻很少降低。

为了解决以上的限制，本发明的第一个目的在于提供一种金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管，其中利用硅化物降低源极和漏极之间的电阻。

本发明的第二个目的在于提供一种制造MOS场效应晶体管的方法，通过该方法降低源极和漏极之间的电阻。

因此，为了实现本发明的第一目的，提供一种用于减小源极和漏极之间电阻的MOS场效应晶体管。MOS场效应晶体管包括顺序地形成在半导体衬底上的一个栅绝缘层和一个栅电极。深源/漏区形成在半导体衬底上部的栅电极两侧。源/漏延伸区形成在半导体衬底的上部，从深源/漏区向沟道区延伸至栅电极以下，比深源/漏区薄。在每个深源/漏区的表面上形成一个具有第一厚度的第一硅化物层部分。形成一个具有薄于硅化物层第一厚度的第二厚度的第二硅化物层部分，该部分从第一硅化物层部分延伸到每个源/漏延伸区的预定上部。

优选地每个源/漏延伸区包括第一源/漏延伸区，和一个设置在第一源/漏延伸区与相应的深源区之间的第二源/漏延伸区。第二源/漏延伸区最好比第一源/漏延伸区深，比深源/漏区浅。第二硅化物层部分最好形成在每个第二源/漏延伸区的上部中。

MOS场效应晶体管还可包括形成在栅绝缘层和栅电极侧壁上的间隔。最好第一源/漏延伸区的长度由间隔的厚度限定。

第一和第二硅化物层部分最好形成一个阶梯的形状。第二硅化物层部分最好是一个硅化钴层，一个硅化钛层，一个硅化镍层，一个硅化钨层，一个硅化铂层，一个硅化铪层或硅化钯层。