鳍式场效应晶体管的形成方法与流程

本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。

背景技术：

本发明随着半导体工艺技术的不断发展，工艺节点逐渐减小，后栅(gate-last)工艺得到了广泛应用，以获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸(CD，Critical Dimension)进一步下降时，即使采用后栅工艺，常规的MOS场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，鳍式场效应晶体管(Fin FET)作为常规器件的替代得到了广泛的关注。

现有技术的一种鳍式场效应晶体管形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有凸出的鳍部，鳍部一般是通过对半导体衬底刻蚀后得到的；形成覆盖所述半导体衬底的表面以及鳍部的部分侧壁表面的隔离层；形成横跨在所述鳍部侧壁和顶部表面的栅极结构，栅极结构包括栅介质层和位于栅介质层上的栅电极；在栅极结构两侧的鳍部内形成源区和漏区；在所述源区和漏区上形成金属硅化物。

现有形成的鳍式场效应晶体管性能仍有待提升。

技术实现要素：

本发明解决的问题是怎样减小鳍式场效应晶体管源区漏区的肖特基势垒高度。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括NMOS区域和PMOS区域，NMOS区域的半导体衬底上形成有第一鳍部、横跨覆盖第一鳍部侧壁和顶部表面的第一栅极和位于第一栅极两侧的第一鳍部内的第一源区和第一漏区，所述PMOS区域的半导体衬底上形成有第二鳍部、横跨覆盖第二鳍部侧壁和顶部表面的第二栅极和位于第二栅极两侧的第二鳍部内的第二源区和第二漏区； 形成覆盖所述半导体衬底、第一栅极、第一源区、第一漏区、第二栅极、第二源区和第二漏区的介质层；刻蚀所述介质层，在介质层中形成暴露出第一源区和第一漏区表面的第一刻蚀孔，在介质层中形成暴露出第二源区和第二漏区表面的第二刻蚀孔；在第二刻蚀孔的侧壁和底部表面形成含铝的第二氧化层；在第一刻蚀孔的侧壁和底部表面形成含硫或硒的第一氧化层；进行退火，使得含硫或硒第一氧化层中的硫离子或硒离子扩散到第一刻蚀孔底部的第一源区和第一漏区中，含铝的第二氧化层中的铝离子扩散到第二刻蚀孔底部的第二源区和第二漏区中；进行退火后，去除第一氧化层和第二氧化层，在第一源区和第一漏区表面形成第一金属硅化物层，在第二源区和第二漏区表面形成第二金属硅化物层。

可选的，采用自掺杂沉积工艺形成所述含铝的第二氧化层。

可选的，形成含铝的第二氧化层的工艺为自掺杂的原子层沉积工艺。

可选的，自掺杂的原子层沉积工艺形成含铝的第二氧化层的过程包括：向沉积腔室中通入硅源气体的步骤；向沉积腔室通入氧源气体的步骤；向腔室中通入铝源气体的步骤；施加射频功率，将硅源气体、氧源气体和铝源气体解离为等离子体的步骤；等离子体沉积形成含铝的氧化薄膜层的步骤；重复进行前述步骤，若干含铝的氧化薄膜层构成含铝的第二氧化层。

可选的，自掺杂的原子层沉积工艺形成所述含铝的第二氧化层211时，所述硅源气体为甲基二乙氧基硅烷((CH₃CH₂O)₂HCH₃Si，DEMS)、八甲基环四硅氧烷(C₈H₂₄O₄Si₄)或正硅酸乙酯(C₈H₂₀O₄Si，TEOS)，硅源气体的流量为60sccm至500sccm，氧源气体为O₂或O₃，氧源气体的流量为20～300sccm，铝源气体为(CH₃)₂AlH、AlH₃或[(CH₃)₂CHCH₂]₂AlH，铝源气体的流量为30～200sccm，沉积腔室压强为0.1托至8托，沉积腔室射频功率为300瓦至3000瓦，沉积腔室温度为250～400摄氏度。

可选的，含铝的第二氧化层厚度为5～15埃，含铝的第二氧化层211中铝离子的浓度为1E12atom/cm³～1E16atom/cm³。

可选的，采用自掺杂沉积工艺形成所述含硫或硒的第一氧化层。

可选的，形成含硫或硒的第一氧化层的工艺为自掺杂的原子层沉积工艺。

可选的，其特征在于采用自掺杂的原子层沉积工艺，其过程包括：向沉积腔室中通入硅源气体的步骤；向沉积腔室通入氧源气体的步骤；向腔室中通入硫或硒源气体的步骤；施加射频功率，将硅源气体、氧源气体和硫或硒源气体解离为等离子体的步骤；等离子体沉积形成含硫或硒的氧化薄膜层的步骤；重复进行前述步骤，若干含硫或硒的氧化薄膜层构成含硫或硒的第一氧化层。

可选的，所述自掺杂的原子层沉积工艺形成所述含硫或硒的第一氧化层311时，所述硅源气体为甲基一乙氧基硅烷((CH₃CH₃O)₃HCH₃Si，DEMS)、八甲基环四硅氧烷(C₈H₃₄O₄Si₄)或正硅酸乙酯(C₈H₃₀O₄Si，TEOS)，硅源气体的流量为60sccm至500sccm，氧源气体为O₃或O₃，氧源气体的流量为30～300sccm，硫或硒源气体为H₂S或H₂Se，硫或硒源气体的流量为30～300sccm，沉积腔室压强为0.1托至8托，沉积腔室射频功率为300瓦至3000瓦，沉积腔室温度为350～700摄氏度。

可选的，含硫或硒的第一氧化层厚度为5～15埃，含硫或硒的第一氧化层311中硫或硒离子的浓度为1E13atom/cm³～1E16atom/cm³。

可选的，所述退火工艺的温度为600～1200摄氏度，退火时间为30秒～60分钟。

可选的，先形成含铝的第二氧化层，后形成含硫或硒的第一氧化层。

可选的，在形成含铝的第二氧化层后，去除NMOS区域的含铝的第二氧化层，然后在NMOS区域形成含硫或硒的第一氧化层。

可选的，所述第一金属硅化物层和第二金属硅化物层的形成过程为：形成覆盖第一刻蚀孔侧壁和底部表面、第二刻蚀孔底部和侧壁表面、介质层表面以及第一栅极和第二栅极表面的金属层；对金属层进行退火，金属层中的金属与第一源区和第一漏区中的硅反应形成第一金属硅化物层，金属层中的金属与第二源区和第二漏区中的硅反应形成第二金属硅化物层。

可选的，所述金属层的材料为镍或钴。

可选的，对金属层进行退火的工艺包括第一退火工艺和第二退火工艺，所述第一退火工艺的退火温度为220～300摄氏度，时间为20～90秒，所述第 二退火工艺的退火温度为400～1000摄氏度，时间为20～90秒。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

鳍式场效应晶体管的形成方法，在形成第一刻蚀孔和第二刻蚀孔后，在第一刻蚀孔的侧壁和底部表面形成含硫或硒的第一氧化层；在第二刻蚀孔的侧壁和底部表面形成含铝的第二氧化层；进行退火，使得第一氧化层中的硫或硒扩散到第一源区和第一漏区中，第二氧化层中的铝扩散到第二源区和第二漏区中；进行退火后，在第一源区和第一漏区表面形成第一金属硅化物层，在第二源区和第二漏区表面形成第二金属硅化物层。含硫或硒的第一氧化层为膜层结构，通过自掺杂工艺可以使得第一氧化层中均匀的掺杂硫离子或硒离子，由于含硫或硒的第一氧化层覆盖第一刻蚀孔底部的第一源区和第一漏区的表面，在进行退火时，使得含硫或硒的第一氧化层中硫离子或硒离子可以从两者的接触面上均匀的扩散到第一源区和第一漏区中，因而硫离子或硒离子在第一源区和第一漏区均匀分布，从而减小了N型鳍式场效应晶体管的肖特基势垒高度；同理，含铝的第二氧化层为膜层结构，通过自掺杂工艺可以使得第二氧化层中均匀的掺杂铝离子，由于含铝的第二氧化层覆盖第二刻蚀孔底部的第二源区和第二漏区的表面，在进行退火时，使得含铝的第二氧化层中铝离子可以从两者的接触面上均匀的扩散到第二源区和第二漏区中，因而铝离子在第一源区和第一漏区均匀分布，在第二源区和第二漏区表面上形成第二金属硅化物厚度均匀，从而减小了P型鳍式场效应晶体管的肖特基势垒高度。

进一步，采用自掺杂的原子层沉积工艺形成含硫或硒的第一氧化层时，形成一层含硫或硒的氧化薄膜层相应的自掺杂硫或硒离子，硫或硒离子在每一层含硫或硒的氧化薄膜层中均匀分布，若干层含硫或硒的氧化薄膜层堆叠形成含硫或硒的第一氧化层，因而含硫或硒的第一氧化层厚度均匀性较高，并且含硫或硒的第一氧化层中硫或硒离子均匀分布，使得含硫或硒的第一氧化层中不同位置的硫或硒离子浓度分布均匀，进行退火时，使得含硫或硒的第一氧化层中硫或硒离子可以均匀扩散至第一刻蚀孔底部的第一源区和第一漏区中。

进一步，采用自掺杂的原子层沉积工艺形成含铝的第二氧化层时，形成 一层含铝的氧化薄膜层相应的自掺杂铝离子，铝离子在每一层含铝的氧化薄膜层中均匀分布，若干层含铝的氧化薄膜层堆叠形成含铝的第二氧化层，因而含铝的第二氧化层厚度均匀性较高，并且含铝的第二氧化层中铝离子均匀分布，使得含铝的第二氧化层中不同位置的铝离子浓度分布均匀，后续退火时，使得含铝的第二氧化层中铝离子可以均匀扩散至第二刻蚀孔底部的第二源区和第二漏区中。

附图说明

图1～图7是本发明实施例鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所言，现有形成的鳍式场效应晶体管性能仍有待提升，比如，现有技术形成的鳍式场效应晶体管的源区和漏区形成的金属硅化物电阻仍比较大，该区域的肖特基势垒高度(Schottky Barrier Height，SBH)仍较大，影响鳍式场效应晶体管的性能。

为此，本发明一实施例提供了一种鳍式场效应晶体管的形成方法，提供半导体衬底，所述半导体衬底包括NMOS区域和PMOS区域，NMOS区域的半导体衬底上形成有第一鳍部、横跨覆盖第一鳍部侧壁和顶部表面的第一栅极和位于第一栅极两侧的第一鳍部内的第一源区和第一漏区，所述PMOS区域的半导体衬底上形成第二鳍部、横跨覆盖第二鳍部侧壁和顶部表面的第二栅极和位于第二栅极两侧的第二鳍部内的第二源区和第二漏区；形成覆盖所述半导体衬底、第一栅极、第一源区、第一漏区、第二栅极、第二源区和第二漏区的介质层；刻蚀所述介质层，在介质层中形成暴露出第一源区和第一漏区表面的第一刻蚀孔，在介质层中形成暴露出第二源区和第二漏区表面的第二刻蚀孔；采用离子注入工艺向第一刻蚀孔底部的第一源区和第一漏区中注入硫离子或硒离子；采用离子注入工艺向第二刻蚀孔底部的第二源区和第二漏区中注入铝离子；离子注入后，在第一源区和第一漏区表面上形成金属硅化物，在第二源区和第二漏区表面上形成金属硅化物。

通过在NMOS区域的第一源区和第一漏区中注入硫离子或硒离子，然后在第一源区和第一漏区表面形成金属硅化物，以减小形成的N型鳍式场效应 晶体管的源漏区的肖特基势垒高度；通过在PMOS区域的第一源区和第一漏区注入铝离子，然后在第二源区和第二漏区表面形成金属硅化物，以减小形成P型鳍式场效应晶体管的肖特基势垒高度。

研究发现，虽然上述方法可以减小源漏区的肖特基势垒高度，但是采用离子注入工艺注入硫离子或硒离子(或者铝离子时)，由于第一刻蚀孔带来的阴影效应的影响，使得第一源区(或漏区)中有部分区域无法注入到硫离子或硒离子，使得硫离子或硒离子在第一源区(或漏区)的分布不均匀，对第一源区(或漏区)形成的金属硅化物的肖特基势垒高度减小效果有限(或者使得第一源区和第一漏区的肖特基势垒高度分布不均匀)，同理，由于第二刻蚀孔带来的阴影效应的影响，使得第二源区(或漏区)中有部分区域无法注入到铝离子，使得铝离子在第二源区(或漏区)的分布不均匀，对第二源区(或漏区)形成的金属硅化物的肖特基势垒高度减小效果有限(或者使得第二源区和第二漏区的肖特基势垒高度分布不均匀)；并且采用离子注入工艺还容易带来注入损伤，影响了鳍式场效应晶体管的性能。

因而，本发明另一实施例提供了一种鳍式场效应晶体管的形成方法，在形成第一刻蚀孔和第二刻蚀孔后，在第一刻蚀孔的侧壁和底部表面形成含硫或硒的第一氧化层；在第二刻蚀孔的侧壁和底部表面形成含铝的第二氧化层；进行退火，使得第一氧化层中的硫或硒扩散到第一源区和第一漏区中，第二氧化层中的铝扩散到第二源区和第二漏区中；进行退火后，在第一源区和第一漏区表面形成第一金属硅化物层，在第二源区和第二漏区表面形成第二金属硅化物层。含硫或硒的第一氧化层为膜层结构，通过自掺杂工艺可以使得第一氧化层中均匀的掺杂硫离子或硒离子，由于含硫或硒的第一氧化层覆盖第一刻蚀孔底部的第一源区和第一漏区的表面，在进行退火时，使得含硫或硒的第一氧化层中硫离子或硒离子可以从两者的接触面上均匀的扩散到第一源区和第一漏区中，因而硫离子或硒离子在第一源区和第一漏区均匀分布，从而减小了N型鳍式场效应晶体管的肖特基势垒高度；同理，含铝的第二氧化层为膜层结构，通过自掺杂工艺可以使得第二氧化层中均匀的掺杂铝离子，由于含铝的第二氧化层覆盖第二刻蚀孔底部的第二源区和第二漏区的表面，在进行退火时，使得含铝的第二氧化层中铝离子可以从两者的接触面上均匀 的扩散到第二源区和第二漏区中，因而铝离子在第一源区和第一漏区均匀分布，在第二源区和第二漏区表面上形成第二金属硅化物厚度均匀，从而减小了P型鳍式场效应晶体管的肖特基势垒高度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

参考图1，提供半导体衬底200，所述半导体衬底200包括NMOS区域31和PMOS区域21，NMOS区域31的半导体衬底上形成有第一鳍部301、横跨覆盖第一鳍部301侧壁和顶部表面的第一栅极316和位于第一栅极316两侧的第一鳍部301内的第一源区和第一漏区306，所述PMOS区域21的半导体衬底上形成有第二鳍部201、横跨覆盖第二鳍部201侧壁和顶部表面的第二栅极216和位于第二栅极216两侧的第二鳍部201内的第二源区和第二漏区206。

所述半导体衬底200可以是硅或者绝缘体上硅(SOI)，所述半导体衬底200也可以是锗、锗硅、砷化镓或者绝缘体上锗或其他合适的材料，本实施中所述半导体衬底200的材料为硅。

所述半导体衬底200包括NMOS区域31和PMOS区域21，NMOS区域31和PMOS区域21的数量分别至少为一个，NMOS区域31和PMOS区域21可以相邻也可以不相邻，NMOS区域31的半导体衬底200用于形成N型的鳍式场效应晶体管，PMOS区域21的半导体衬底200用于形成P型的鳍式场效应晶体管。本实施例中以一个NMOS区域31和一个PMOS区域21进行示例性说明。

NMOS区域31的半导体衬底200表面形成有若干凸起的第一鳍部301，PMOS区域21的半导体衬底200表面上形成有若干凸起的第二鳍部201，为了方便区分，图1中用虚线将半导体衬底200与第一鳍部301和第二鳍部201分开。本实施例中，所述第一鳍部301和第二鳍部201通过刻蚀半导体衬底 200形成，在本发明的其他实施例中，所述第一鳍部301和第二鳍部201可以通过外延工艺形成。所述第一鳍部301中可以掺杂P型杂质离子，第二鳍部201可以掺杂N型杂质离子。

本实施例中，所述第一栅极316包括栅介质层308和位于栅介质层308上的栅电极309，所述栅介质层308的材料可以高K介电材料，高K介电材料可以为HfO₂、Al₂O₃、ZrO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO和HfZrO中的一种或几种，所述栅电极309的材料为金属，所述金属可以为W、Al或Cu。

所述第一栅极316通过后栅工艺形成，具体过程为：形成横跨部分第一鳍部301侧壁和顶部表面的伪栅；形成覆盖所述半导体衬底200、第一鳍部301和伪栅的介质层，所述介质层的表面与伪栅的顶部表面齐平；去除所述伪栅，形成凹槽，在凹槽侧壁和底部表面上形成栅介质层307；在栅介质层307上形成填充满凹槽的栅电极309。

在一实施例中，所述栅介质层307和第一鳍部301之间还可以形成界面层307，所述界面层307用于减小栅介质层307与第一鳍部301直接接触带来的形变。所述界面层307的材料可以氧化硅。

在一实施例中，所述栅介质层307和第一鳍部301之间还可以形成功能调节层，功能调节层用于调节晶体管的功函数。当界面层307和功能调节层均形成时，功能调节层位于界面层307和栅介质层307之间。

在另一实施例中，所述第一栅极包括栅介质层和位于栅介质层上的栅电极，所述栅介质层的材料可以为氧化硅，栅电极的材料可以为多晶硅。栅介质层和栅电极可以通过沉积和刻蚀工艺形成。

所述第二栅极216包括栅介质层208和位于栅介质层208上的栅电极209，所述栅介质层208的材料可以高K介电材料，高K介电材料可以为HfO₂、Al₂O₃、ZrO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO和HfZrO中的一种或几种，所述栅电极209的材料为金属，所述金属可以为W、Al或Cu。在另一实施例中，所述第二栅极包括栅介质层和位于栅介质层上的栅电极，所述栅介质层的材料可以为氧化硅，栅电极的材料可以为多晶硅。栅介质层和栅电极可以通过沉积和刻蚀工艺形成。第一栅极216的形成工艺与第一栅极316的形成工艺类似， 在此不再赘述。

在一实施例中，所述第二栅极216的栅介质层207和第二鳍部201之间还可以形成界面层207，所述界面层27用于减小栅介质层207与第二鳍部201直接接触带来的形变。所述界面层207的材料可以氧化硅。

在一实施例中，所述栅介质层207和第一鳍部201之间还可以形成功能调节层，功能调节层用于调节晶体管的功函数。当界面层207和功能调节层都形成时，功能调节层位于界面层207和栅介质层207之间。

所述半导体衬底200上还形成有隔离层202，所述隔离层202的表面低于第一鳍部301和第二鳍部201的顶部表面，所述隔离层202用于电学隔离相邻的鳍部201第一鳍部301和第二鳍部201，所述隔离层202的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，本实施例中所述隔离层202的材料为氧化硅。隔离层202形成的具体过程为：首先形成覆盖所述半导体衬底200、第一鳍部301和第二鳍部201的隔离材料层；然后采用化学机械研磨工艺平坦化所述隔离材料层，以第一鳍部301和第二鳍部201的顶部表面为停止层；接着回刻蚀去除部分所述隔离材料层，形成隔离层202，所述隔离层202的表面低于第一鳍部301和第二鳍部201的顶部表面。

所述第一栅极316的两侧侧壁表面上还可以形成有第一侧墙305。所述第一侧墙305可以为单层或多层(≥2层)堆叠结构。所述第一侧墙305材料可以为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

在形成第一侧墙305后还可以在第一栅极316和第一侧墙305两侧的第一鳍部301内分别形成第一源区和第一漏区306。

本实施例中，所述第一源区和第一漏区306为应力源漏区，所述应力源漏区的形成过程为：以所述第一栅极316和第一侧墙305为掩膜刻蚀第一栅极316和第一侧墙305两侧的部分第一鳍部301，形成凹槽，所述凹槽为矩形槽或sigma形状的凹槽；在凹槽中填充应力材料层，形成第一源区和第一漏区306，所述应力材料层的材料为碳化硅。

在本发明的其他实施例中，第一源区和第一漏区可以通过离子注入工艺形成，其形成过程为：以所述第一栅极316和第一侧墙305为掩膜，采用离 子注入工艺对第一栅极316和第一侧墙305两侧的第一鳍部301掺杂杂质离子，在第一栅极316和第一侧墙305两侧的第一鳍部301内分别形成第一源区和第一漏区，所述杂质离子为N型杂质离子，N型杂质离子为磷离子、砷离子或锑离子中的一种或几种。

所述第二栅极216的两侧侧壁表面上还可以形成有第二侧墙205。所述第二侧墙205可以为单层或多层(≥2层)堆叠结构。所述第二侧墙205材料可以为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

在形成第二侧墙205后还可以在第二栅极216和第二侧墙205两侧的第二鳍部201内分别形成第二源区和第二漏区206。

本实施例中，所述第二源区和第二漏区206为应力源漏区，所述应力源漏区的形成过程为：以所述第二栅极216和第二侧墙205为掩膜刻蚀第二栅极216和第二侧墙205两侧的部分第二鳍部201，形成凹槽，所述凹槽为矩形槽或sigma形状的凹槽；在凹槽中填充应力材料层，形成第二源区和第二漏区206，所述应力材料层的材料为锗化硅。

在本发明的其他实施例中，第二源区和第二漏区可以通过离子注入工艺形成，其形成过程为：以所述第二栅极216和第二侧墙205为掩膜，采用离子注入工艺对第二栅极216和第二侧墙205两侧的第二鳍部201掺杂杂质离子，在第二栅极216和第二侧墙205两侧的第二鳍部201内分别形成第二源区和第二漏区，所述杂质离子为P型杂质离子，所述P型杂质离子为硼离子、镓离子或铟离子中的一种或几种。

请继续参考图1，形成覆盖所述半导体衬底200、第一栅极316、、第一鳍部301、第一源区和第一漏区306以及第二栅极216、第二鳍部201、第二源区和第二漏区206的介质层203，所述介质层203的表面与第一栅极316和第二栅极216的顶部表面齐平。

所述介质层203的材料为氧化硅、氮化硅或低K介电材料。

参考图2，刻蚀所述介质层203，在介质层203中形成暴露出第一源区和第一漏区206表面的第一刻蚀孔310，在介质层203中形成暴露出第二源区和第二漏区206表面的第二刻蚀孔210。

在刻蚀所述介质层203之前，在所述介质层表面可以形成图形化的掩膜层，所述掩膜层中具有暴露出第一源区和第一漏区306上方的介质层203表面的第一开口，以及暴露出第二源区和第二漏区206上方的介质层203表面的第二开口，以该掩膜层为掩膜对介质层203进行刻蚀。

刻蚀所述介质层203采用干法刻蚀工艺，比如可以采用各向异性的等离子刻蚀工艺。

参考图3，在第二刻蚀孔210的侧壁和底部表面形成含铝的第二氧化层211。

形成所述含铝的第二氧化层211采用自掺杂沉积工艺。

所述含铝的第二氧化层211为后续向第二刻蚀孔210底部的第二源区和第二漏区206扩散的铝离子提供铝源。本实施形成的含铝的第二氧化层211为膜层，在采用自掺杂沉积工艺在形成的含铝的第二氧化层时可以在第二氧化层中均匀的掺杂铝离子，后续通过退火可以使得含铝的第二氧化层211中的铝离子均匀的扩散到第二刻蚀孔210底部的第二源区和第二漏区206中，相比于离子注入工艺，防止阴影效应(shadow effect)对第二刻蚀孔210底部的第二源区和第二漏区206中掺杂的铝离子的均匀性，并且由于含铝的第二氧化层211不仅覆盖第二刻蚀孔210的底部表面而且覆盖第二刻蚀孔210的侧壁表面，使得第二刻蚀孔210底部边缘处和中间处的第二源区和第二漏区206都会均匀的掺杂铝离子，第二刻蚀孔210底部暴露第二源区和第二漏区206中均匀的掺杂铝离子，从而降低了第二源区和第二漏区206肖特基势垒高度，后续在第二源区和第二漏区206表面形成第二金属硅化物层时，进一步降低第二源区和第二漏区206的肖特基势垒高度。

本实施例中，形成所述含铝的第二氧化层211采用自掺杂的原子层沉积工艺，其过程包括：向沉积腔室中通入硅源气体的步骤；向沉积腔室通入氧源气体的步骤；向腔室中通入铝源气体的步骤；施加射频功率，将硅源气体、氧源气体和铝源气体解离为等离子体的步骤；等离子体沉积形成含铝的氧化薄膜层的步骤；重复进行前述步骤，若干含铝的氧化薄膜层构成含铝的第二氧化层。

在一实施例中，所述自掺杂的原子层沉积工艺形成所述含铝的第二氧化层211时，所述硅源气体为甲基二乙氧基硅烷((CH₃CH₂O)₂HCH₃Si，DEMS)、八甲基环四硅氧烷(C₈H₂₄O₄Si₄)或正硅酸乙酯(C₈H₂₀O₄Si，TEOS)，硅源气体的流量为60sccm至500sccm，氧源气体为O₂或O₃，氧源气体的流量为20～300sccm，铝源气体为(CH₃)₂AlH、AlH₃或[(CH₃)₂CHCH₂]₂AlH，铝源气体的流量为30～200sccm，沉积腔室压强为0.1托至8托，沉积腔室射频功率为300瓦至3000瓦，沉积腔室温度为250～400摄氏度，提高形成含铝的第二氧化层211厚度均匀性以及铝离子分布的均匀性。

采用自掺杂的原子层沉积工艺形成含铝的第二氧化层211时，形成一层含铝的氧化薄膜层相应的自掺杂铝离子，铝离子在每一层含铝的氧化薄膜层中均匀分布，若干层含铝的氧化薄膜层堆叠形成含铝的第二氧化层211，因而含铝的第二氧化层211厚度均匀性较高，并且含铝的第二氧化层211中铝离子均匀分布，使得含铝的第二氧化层211中不同位置的铝离子浓度分布均匀，并且铝离子是游离在硅氧的空隙之间，后续退火时，使得含铝的第二氧化层211中铝离子可以很容易并且均匀扩散至第二刻蚀孔210底部的第二源区和第二漏区206中。

上述方法形成的含铝的第二氧化层211厚度为5～15埃，含铝的第二氧化层211中铝离子的浓度为1E12atom/cm³～1E16atom/cm³。

在一实施例中，所述含铝的第二氧化层211表面上还形成遮盖层，所述遮盖层的用于在后续PMOS区域21上形成的含硫或硒的第一氧化层311中的硫离子或硒离子向第二源区和第二漏区扩散。

本实施中，所述遮盖层的材料为氧化硅，遮盖层与含铝的第二氧化层211在同一沉积腔室中形成，形状遮盖层的过程为：向沉积腔室中通入硅源气体的步骤；向沉积腔室通入氧源气体的步骤；施加射频功率，将硅源气体、氧源气体解离为等离子体的步骤；等离子体沉积形成氧化硅薄膜层的步骤；重复进行前述步骤，若干氧化硅薄膜层构成遮盖层。

研究发现，铝离子相对于硫离子或硒离子较易扩散，本实施例，先形成含铝的第二氧化层211，后形成含硫或硒的第一氧化层311，为简化制作工艺， 后续形成含硫或硒的第一氧化层311时，PMOS区域21的含铝的第二氧化层211上(遮盖层表面上)形成的含硫或硒的第一氧化层311可以不去除，遮盖层和含铝的第二氧化层211对硫离子或硒离子的向第二源区和第二漏区的扩散能产生较好的阻挡作用。

本实施例中，自掺杂的原子层沉积工艺形成含铝的第二氧化层除了覆盖PMOS区域21外，还覆盖NMOS区域31，因而在形成含铝的第二氧化层后，形成覆盖PMOS区域21上的含铝的第二氧化层的掩膜层，以所述掩膜层为掩膜刻蚀去除NMOS区域31的含铝的第二氧化层，PMOS区域21上剩余的含铝的第二氧化层为含铝的第二氧化层211；然后去除掩膜层。

去除NMOS区域31的含铝的第二氧化层采用湿法刻蚀工艺，湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为氢氟酸。

在另一实施例中，自掺杂的原子层沉积工艺形成含铝的第二氧化层211后，可以采用刻蚀工艺去除第二凹槽210侧壁和底部表面之外的所有的含铝的第二氧化层，仅保留第二凹槽210侧壁和底部表面的含铝的第二氧化层作为含铝的第二氧化层211。

参考图4，在第一刻蚀孔310的侧壁和底部表面形成含硫或硒的第一氧化层311。

形成所述含硫或硒的第一氧化层311采用自掺杂沉积工艺。

所述含硫或硒的第一氧化层311为后续向第一刻蚀孔310底部的第一源区和第漏区306扩散的硫或硒离子提供硫或硒源。本实施形成的含硫或硒的第一氧化层311为膜层，在采用自掺杂工艺在形成的含硫或硒的第一氧化层时可以在第一氧化层中均匀的掺杂硫或硒离子，后续通过退火可以使得含硫或硒的第一氧化层311中的硫或硒离子均匀的扩散到第一刻蚀孔310底部的第一源区和第一漏区306中，相比于离子注入工艺，防止阴影效应(shadow effect)对第一刻蚀孔310底部的第一源区和第一漏区306中掺杂的硫或硒离子的均匀性，并且由于含硫或硒的第一氧化层311不仅覆盖第一刻蚀孔310的底部表面而且覆盖第一刻蚀孔310的侧壁表面，使得第一刻蚀孔310底部边缘处和中间处的第一源区和第一漏区306都会均匀的掺杂硫或硒离子，第 一刻蚀孔310底部暴露第一源区和第一漏区306中均匀的掺杂硫或硒离子，从而降低了第一源区和第一漏区306的肖特基势垒高度，后续在第一源区和第一漏区306表面形成第一金属硅化物层时，进一步降低了第一源区和第一漏区306的肖特基势垒高度。

本实施例中，形成所述含硫或硒的第一氧化层311采用自掺杂的原子层沉积工艺，其过程包括：向沉积腔室中通入硅源气体的步骤；向沉积腔室通入氧源气体的步骤；向腔室中通入硫或硒源气体的步骤；施加射频功率，将硅源气体、氧源气体和硫或硒源气体解离为等离子体的步骤；等离子体沉积形成含硫或硒的氧化薄膜层的步骤；重复进行前述步骤，若干含硫或硒的氧化薄膜层构成含硫或硒的第一氧化层。

在一实施例中，所述自掺杂的原子层沉积工艺形成所述含硫或硒的第一氧化层311时，所述硅源气体为甲基一乙氧基硅烷((CH₃CH₃O)₃HCH₃Si，DEMS)、八甲基环四硅氧烷(C₈H₃₄O₄Si₄)或正硅酸乙酯(C₈H₃₀O₄Si，TEOS)，硅源气体的流量为60sccm至500sccm，氧源气体为O₃或O₃，氧源气体的流量为30～300sccm，硫或硒源气体为H₂S或H₂Se，硫或硒源气体的流量为30～300sccm，沉积腔室压强为0.1托至8托，沉积腔室射频功率为300瓦至3000瓦，沉积腔室温度为350～700摄氏度，提高形成含硫或硒的第一氧化层311厚度均匀性以及硫或硒离子分布的均匀性。

采用自掺杂的原子层沉积工艺形成含硫或硒的第一氧化层311时，形成一层含硫或硒的氧化薄膜层相应的自掺杂硫或硒离子，硫或硒离子在每一层含硫或硒的氧化薄膜层中均匀分布，若干层含硫或硒的氧化薄膜层堆叠形成含硫或硒的第一氧化层311，因而含硫或硒的第一氧化层311厚度均匀性较高，并且含硫或硒的第一氧化层311中硫或硒离子均匀分布，使得含硫或硒的第一氧化层311中不同位置的硫或硒离子浓度分布均匀，并且硫或硒离子是游离在硅氧的空隙之间，后续退火时，使得含硫或硒的第一氧化层311中硫或硒离子可以很容易并且均匀扩散至第一刻蚀孔310底部的第一源区和第一漏区306中。

上述方法形成的含硫或硒的第一氧化层311厚度为5～15埃，含硫或硒的第一氧化层311中硫或硒离子的浓度为1E13atom/cm³～1E16atom/cm³。

本实施例中，自掺杂的原子层沉积工艺形成含硫或硒的第一氧化层311不仅覆盖NMOS区域31，而且覆盖PMOS区域21，由于PMOS区域21的第二刻蚀孔侧壁和底部已经被含铝的第二氧化层211覆盖，PMOS区域21上形成的含硫或硒的第一氧化层位于含铝的第二氧化层表面上，在退火时含铝的第二氧化层211会阻挡PMOS区域21上的含硫或硒的第一氧化层中的硫离子或硒离子向第二源区和第二漏区206的扩散，为简化工艺，PMOS区域21上的含硫或硒的第一氧化层在退火工艺前可以暴露。

在本发明的其他实施例中，可以去除PMOS区域21的含硫或硒的第一氧化层，仅保留NMOS区域31区域的含硫或硒的第一氧化层。

在另一实施例中，仅保留第一刻蚀孔210侧壁和底部表面的含硫或硒的第一氧化层，去除第一刻蚀孔210之外的所有含硫或硒的第一氧化层。

参考图5，进行退火，使得含硫或硒第一氧化层311中的硫离子或硒离子扩散到第一刻蚀孔310底部的第一源区和第一漏区306中，含铝的第二氧化层211中的铝扩散到第二刻蚀孔210底部的第二源区和第二漏区206中。

在进行退火时，由于含硫或硒第一氧化层311的硫离子或硒离子是均匀分布的，因而含硫或硒第一氧化层311中的硫离子或硒离子从各个位置均匀的扩散到第一刻蚀孔310底部的第一源区和第一漏区306中，因而第一刻蚀孔310底部的第一源区和第一漏区306中的不同位置(中间区域和边缘区域)硫离子或硒离子分布会比较均匀。同理，进行退火时，由于含铝的第二氧化层211的铝离子是均匀分布的，因而含铝的第二氧化层211中的铝离子从各个位置均匀的扩散到第二刻蚀孔210底部的第二源区和第二漏区206中，因而第二刻蚀孔210底部的第二源区和第二漏区206中的不同位置(中间区域和边缘区域)铝离子分布会比较均匀

在一实施例中，所述退火工艺的温度为600～1200摄氏度，退火时间为30秒～60分钟，以使得含硫或硒第一氧化层311中的硫离子或硒离子扩散到第一刻蚀孔310底部的第一源区和第一漏区306中，含铝的第二氧化层211中的铝扩散到第二刻蚀孔210底部的第二源区和第二漏区206中。

参考图6，进行退火后，去除第一氧化层和第二氧化层，在第一源区和第 一漏区306表面形成第一金属硅化物层312，在第二源区和第二漏区206表面形成第二金属硅化物层212。

去除第一氧化层和第二氧化层为湿法刻蚀工艺，湿法刻蚀工艺可以为氢氟酸。

所述第一金属硅化物层312和第二金属硅化物层212的形成过程为：形成覆盖第一刻蚀孔310侧壁和底部表面、第二刻蚀孔212底部和侧壁表面、介质层表面以及第一栅极和第二栅极表面的金属层；对金属层进行退火，金属层中的金属与第一源区和第一漏区中的硅反应形成第一金属硅化物层312，金属层中的金属与第二源区和第二漏区中的硅反应形成第二金属硅化物层212。

所述金属层的材料为镍或钴，形成工艺为溅射，对金属层进行退火的工艺包括第一退火工艺和第二退火工艺，所述第一退火工艺的退火温度为220～300摄氏度，时间为20～90秒，所述第二退火工艺的退火温度为400～1000摄氏度，时间为20～90秒。

参考图7，在第一金属硅化物312上形成填充满第一刻蚀孔的第一金属插塞313；在第二金属硅化物212上形成填充满第二刻蚀孔的第二金属插塞213。

第一金属插塞313和第二金属插塞213的材料可以为W、Al或Cu。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。