具有防漏电结构的MOS器件及其制造方法

本发明涉及半导体制造，尤其涉及一种具有防漏电结构的mos器件及其制造方法。 背景技术： 随着cmos器件尺寸持续微缩，栅致漏极漏电（gidl）已成为制约器件关态功耗的关键瓶颈。为提升导通性能，业界普遍采用接触刻蚀停止层（cesl）应力工程，在nmos器件上施加张应力以增强沟道载流子迁移率。然而，全局接触刻蚀停止层应力在强化沟道迁移率的同时，不可避免地传递至漏侧gidl热点区域，增大局部机械应力，加剧带间隧穿，使得导通性能提升与关态漏电抑制之间存在难以调和的矛盾。现有技术主要通过调整掺杂区结构或栅氧厚度来降低gidl，未从应力角度进行主动解耦，难以突破上述性能与漏电之间的固有折衷关系。如何在保持应力工程对沟道迁移率增益的前提下，有效抑制漏侧gidl，已成为低功耗cmos技术发展面临的重要课题。

背景技术

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有防漏电结构的mos器件及其制造方法，在漏区与栅极结构相重叠的区域进行局部开窗，以释放机械应力，能够不影响器件导通能力的基础上，有效抑制gidl漏电。

2、本申请的第一方面提供了一种具有防漏电结构的mos器件，包括，

3、半导体衬底；

4、栅极结构，所述栅极结构设于所述半导体衬底上；

5、有源区，所述有源区包括源区和漏区，所述源区设于所述栅极结构一侧的所述半导体衬底内，所述漏区设于所述栅极结构另一侧的所述半导体衬底内；

6、接触刻蚀停止层，所述接触刻蚀停止层具有不对称式结构：在所述源区，所述接触刻蚀停止层连续且完整地覆盖所述源区和所述栅极结构；在所述漏区，所述接触刻蚀停止层于所述漏区与所述栅极结构相重叠的区域上设有局部开窗，所述局部开窗贯穿所述接触刻蚀停止层。

7、进一步地，在其中一个优选实施例中，所述局部开窗向所述栅极结构的中心方向延伸的距离满足如下等式关系：

8、s(l)=s0×exp(-l/ls)；

9、其中，“s(l)”代表距离应力源l处的应力值；“s0”代表应力源的本征应力值；“ls”代表应力衰减长度，是一个常数系数。

10、进一步地，在其中一个优选实施例中，所述接触刻蚀停止层采用所述不对称结构，以使所述源区维持高应力状态以确保沟道迁移率增强，并使所述漏区与所述栅极结构相重叠的区域通过所述局部开窗将机械应力局部释放，以抑制带间隧穿、降低gidl电流，从而克服gidl抑制与迁移率增强。

11、进一步地，在其中一个优选实施例中，所述栅极结构，包括：

12、栅介质层，设于所述半导体衬底上；

13、栅电极层，设于所述栅介质层上；

14、侧墙，设于所述栅电极层的侧表面。

15、进一步地，在其中一个优选实施例中，所述局部开窗以靠近所述漏区的所述侧墙为起始边界，向所述栅电极层的中心方向延伸，但不越过所述栅电极层的中心线。

16、进一步地，在其中一个优选实施例中，所述侧墙为非对称侧墙结构，所述靠近所述源区的所述侧墙为高杨氏模量侧墙，靠近所述漏区的所述侧墙为低杨氏模量侧墙。

17、进一步地，在其中一个优选实施例中，靠近所述源区的所述侧墙的碳含量大于氧含量，并且沉积温度与射频功率被配置为高于靠近所述漏区的所述侧墙的沉积温度与射频功率，以使得靠近所述源区的所述侧墙的密度和杨氏模量大于靠近所述漏区的所述侧墙的密度和杨氏模量。

18、进一步地，在其中一个优选实施例中，所述侧墙开设有空腔，所述空腔为“凹”字型结构。

19、进一步地，在其中一个优选实施例中，所述空腔于开口位置处设有封口。

20、本申请的第二方面提供了一种具有防漏电结构的mos器件的制备方法，包括：

21、提供半导体衬底，所述半导体衬底形成有栅极结构；

22、在一侧的所述半导体衬底内的形成源区，在另一侧的所述半导体衬底内形成漏区；

23、在所述半导体衬底及所述栅极结构上方淀积接触刻蚀停止层，所述接触刻蚀停止层覆盖所述源区、所述漏区及所述栅极结构；

24、通过光刻和刻蚀工艺，去除所述漏区与所述栅极结构相重叠的区域上方的所述接触刻蚀停止层，形成局部开窗，所述局部开窗贯穿所述接触刻蚀停止层，而所述源区上方的所述接触刻蚀停止层被保留且连续完整地覆盖所述源区和所述栅极结构。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、本申请源区对应的接触刻蚀停止层连续完整覆盖，使得源区沟道能够充分接收来自接触刻蚀停止层的机械应力，从而维持沟道载流子迁移率的增强效果，保证器件的导通能力不下降。而在漏侧，局部开窗位置限定在“漏区与栅极结构相重叠的区域”，即gidl最容易发生的区域，确保了应力释放的精准性，通过局部开窗将漏区与栅极结构相重叠的接触刻蚀停止层去除，使得该区域的机械应力得以释放，原本通过该薄膜传递至下方硅衬底的应力路径被切断，漏区与栅极结构相重叠区域不再承受高机械应力，从而恢复了硅材料在该区域的本征带隙宽度和约化有效质量，btbt隧穿几率随之降低，gidl电流得到有效抑制

1.一种具有防漏电结构的mos器件，其特征在于，包括，

2.根据权利要求1所述的具有防漏电结构的mos器件，其特征在于，所述局部开窗向所述栅极结构的中心方向延伸的距离满足如下等式关系：

3.根据权利要求1所述的具有防漏电结构的mos器件，其特征在于，所述接触刻蚀停止层采用所述不对称结构，以使所述源区维持高应力状态以确保沟道迁移率增强，并使所述漏区与所述栅极结构相重叠的区域通过所述局部开窗将机械应力局部释放，以抑制带间隧穿、降低gidl电流，从而克服gidl抑制与迁移率增强。

4.根据权利要求1所述的具有防漏电结构的mos器件，其特征在于，所述栅极结构，包括：

5.根据权利要求4所述的具有防漏电结构的mos器件，其特征在于，所述局部开窗以靠近所述漏区的所述侧墙为起始边界，向所述栅电极层的中心方向延伸，但不越过所述栅电极层的中心线。

6.根据权利要求4所述的具有防漏电结构的mos器件，其特征在于，所述侧墙为非对称侧墙结构，所述靠近所述源区的所述侧墙为高杨氏模量侧墙，靠近所述漏区的所述侧墙为低杨氏模量侧墙。

7.根据权利要求6所述的具有防漏电结构的mos器件，其特征在于，靠近所述源区的所述侧墙的碳含量大于氧含量，并且沉积温度与射频功率被配置为高于靠近所述漏区的所述侧墙的沉积温度与射频功率，以使得靠近所述源区的所述侧墙的密度和杨氏模量大于靠近所述漏区的所述侧墙的密度和杨氏模量。

8.根据权利要求4所述的具有防漏电结构的mos器件，其特征在于，所述侧墙开设有空腔，所述空腔为“凹”字型结构。

9.根据权利要求8所述的具有防漏电结构的mos器件，其特征在于，所述空腔于开口位置处设有封口。

10.一种具有防漏电结构的mos器件的制备方法，其特征在于，包括：