[發(fā)明專利]晶體管的形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110145405.0
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102810478A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張翼英;何其旸
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/3105;H01L21/28
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種晶體管的形成方法。

背景技術(shù)

在超大規(guī)模集成電路中，通常采用應(yīng)力襯墊技術(shù)在NMOS晶體管上形成張應(yīng)力襯墊層(tensile?stress?liner)，在PMOS晶體管上形成壓應(yīng)力襯墊層(compressive?stress?liner)，從而增大NMOS晶體管和PMOS晶體管的載流子遷移率，增大了驅(qū)動(dòng)電流，提高了電路的響應(yīng)速度。據(jù)研究，使用雙應(yīng)力襯墊技術(shù)的集成電路能夠帶來24％的速度提升。

現(xiàn)有技術(shù)中，晶體管的形成方法為：

請參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底100，形成位于所述半導(dǎo)體襯底100表面柵絕緣層103，形成覆蓋所述柵絕緣層103的柵電極層105，在所述半導(dǎo)體襯底100表面形成與位于所述柵絕緣層103、柵電極層105兩側(cè)且與其接觸的側(cè)墻107；

請參考圖2，以所述側(cè)墻107為掩膜在所述半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成第一開口111；

請參考圖3，采用濕法刻蝕工藝刻蝕所述第一開口底部和側(cè)壁的半導(dǎo)體襯底100形成第二開口112；

請參考圖4，在所述第二開口112內(nèi)填充滿硅鍺，形成應(yīng)力層113。

現(xiàn)有技術(shù)中，對于不同特征尺寸的第一開口，在采用濕法刻蝕工藝刻蝕所述第一開口底部和側(cè)壁的半導(dǎo)體襯底形成第二開口后形成的晶體管的性能不穩(wěn)定。

更多關(guān)于晶體管及其形成方法見公開號為“CN101789447A”的申請文件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種增強(qiáng)晶體管的穩(wěn)定性的晶體管的形成方法。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種晶體管的形成方法，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，形成位于所述半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)，以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第一開口；

形成覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)和第一開口的側(cè)壁的第一犧牲側(cè)墻、以及覆蓋所述第一犧牲側(cè)墻的第二犧牲側(cè)墻；

以所述第一犧牲側(cè)墻、第二犧牲側(cè)墻為掩膜氧化所述第一開口底部的半導(dǎo)體襯底形成保護(hù)層；

去除所述第一犧牲側(cè)墻和第二犧牲側(cè)墻；

刻蝕所述第一開口的側(cè)壁的半導(dǎo)體襯底形成第二開口；

去除所述保護(hù)層。

可選地，所述柵極結(jié)構(gòu)包括：位于所述半導(dǎo)體襯底表面的柵介質(zhì)層、位于所述柵介質(zhì)層表面的柵電極層及位于所述柵介質(zhì)層和柵電極層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底表面的側(cè)墻。

可選地，所述柵電極層的材料為多晶硅或金屬材料。

可選地，所述第一犧牲側(cè)墻的材料與側(cè)墻的材料不同，且所述第二犧牲側(cè)墻的材料與第一犧牲側(cè)墻、保護(hù)層的材料不同。

可選地，所述第一犧牲側(cè)墻的材料為多晶硅，第二犧牲側(cè)墻的材料為氮化硅或所述第一犧牲側(cè)墻的材料為氧化硅，第二犧牲側(cè)墻的材料為氮化硅。所述保護(hù)層的材料為氧化硅，所述保護(hù)層的厚度為50～200

可選地，所述保護(hù)層的形成工藝為等離子體氧化工藝或熱氧化工藝，所述熱氧化工藝的形成步驟為：在溫度大于855K的條件下，通入氧氣對所述半導(dǎo)體襯底的硅表面進(jìn)行氧化。

可選地，去除所述保護(hù)層的方法為濕法刻蝕，所述濕法刻蝕采用的化學(xué)試劑為氫氟酸。

可選地，去除所述第一犧牲側(cè)墻和第二犧牲側(cè)墻的方法為濕法刻蝕或等離子體轟擊去除工藝。

可選地，所述第一開口的深度為500～700所述第一開口的形成工藝為干法刻蝕。

可選地，所述第二開口的形狀為“∑”，所述第二開口的形成工藝為濕法刻蝕，所述濕法刻蝕采用的化學(xué)試劑為四甲基氫氧化氨。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例的在形成第二開口之前，氧化所述第一開口底部的半導(dǎo)體襯底生成保護(hù)層，所述保護(hù)層可以作為濕法刻蝕形成第二開口時(shí)的刻蝕阻擋層，由于有保護(hù)層對所述保護(hù)層以下的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行保護(hù)，因此即使第一開口的特征尺寸不同，形成的第二開口的深度仍然保持一致，使得晶體管的穩(wěn)定性增強(qiáng)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的實(shí)施例在形成所述保護(hù)層之前，還在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)和第一開口的側(cè)壁形成第一犧牲側(cè)墻和第二犧牲側(cè)墻，所述第一犧牲側(cè)墻和第二犧牲側(cè)墻在后續(xù)形成保護(hù)層時(shí)，保護(hù)所述第一開口側(cè)壁的半導(dǎo)體襯底沒有被氧化，利于后續(xù)形成“∑”形狀的第二開口，增加晶體管的溝道區(qū)的應(yīng)力，提高載流子遷移率，從而加快晶體管的響應(yīng)速度。

附圖說明

圖1～圖4是現(xiàn)有技術(shù)的晶體管的形成方法的剖面結(jié)構(gòu)的過程示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的晶體管的形成方法的流程示意圖；