[發(fā)明專利]晶體管的形成方法，CMOS的形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210064086.5
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN103311184A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 李鳳蓮;倪景華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種晶體管的形成方法，一種CMOS的形成方法。

背景技術

隨著半導體制造技術的飛速發(fā)展，半導體器件為了達到更高的運算速度、更大的數(shù)據(jù)存儲量、以及更多的功能，半導體器件朝向更高的元件密度、更高的集成度方向發(fā)展。因此，互補金屬氧化物半導體(Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor，CMOS)晶體管的柵極變得越來越細且長度變得比以往更短。然而，柵極的尺寸變化會影響半導體器件的電學性能，目前，主要通過控制載流子遷移率來提高半導體器件性能。該技術的一個關鍵要素是控制晶體管溝道中的應力。比如適當控制應力，提高了載流子(n-溝道晶體管中的電子，p-溝道晶體管中的空穴)遷移率，就能提高驅動電流。因而應力可以極大地提高晶體管的性能。

因為硅、鍺具有相同的晶格結構，即“金剛石”結構，在室溫下，鍺的晶格常數(shù)大于硅的晶格常數(shù)，所以在PMOS晶體管的源/漏區(qū)形成硅鍺(SiGe)，可以引入硅和鍺硅之間晶格失配形成的壓應力，進一步提高壓應力，提高PMOS晶體管的性能。相應地，在NMOS晶體管的源/漏區(qū)形成硅碳(SiC)可以引入硅和硅碳之間晶格失配形成的拉應力，進一步提高拉應力，提高NMOS晶體管的性能。而由于NMOS晶體管的載流子是電子，電子本身的遷移率相對PMOS晶體管的空穴而言要高，因此現(xiàn)有技術通常只在PMOS晶體管內的源/漏區(qū)形成西格瑪形的硅鍺的應力襯墊層，以提高應力，提高空穴的遷移率。

現(xiàn)有技術中，具有應力襯墊層的PMOS晶體管的形成方法為：

請參考圖1，提供半導體襯底100，所述半導體襯底100表面形成有柵極結構。

所述柵極結構包括：形成于半導體襯底100表面的柵介質層110，形成于柵介質層110表面的柵電極層111，以及形成于所述柵介質層110、柵電極層111兩側的側墻112。

請參考圖2，采用干法刻蝕緊鄰所述柵極結構兩側的半導體襯底100，并形成開口102。

請參考圖3，采用濕法刻蝕所述開口102，使所述開口102靠近溝道區(qū)的頂角向溝道區(qū)延伸，變成西格瑪(sigma，∑)形。

請參考圖4，在所述開口102(請參考圖3)內形成應力襯墊層103。

所述應力襯墊層103的材料為硅鍺，所述形成應力襯墊層103的工藝為選擇外延沉積工藝。

然而，以現(xiàn)有技術形成的具有應力襯墊層的晶體管提供至溝道區(qū)的應力有限，對于溝道區(qū)的載流子遷移率的提高較小，導致所形成的晶體管的性能提高有限。

更多關于具有應力襯墊層的晶體管的形成方法請參考公開號為US2007/0072380A1的美國專利文件。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的問題是，提高所形成的晶體管提供至溝道區(qū)的應力，提高載流子的遷移率，從而提高所形成的晶體管的性能以及可靠性。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種晶體管的形成方法，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底表面形成有柵介質層，所述柵介質層表面形成有柵電極層，所述柵電極層表面形成有硬掩膜層，所述柵介質層、柵電極層和硬掩膜層兩側形成有第一側墻，所述第一側墻外側表面形成有偽側墻；

在緊鄰所述偽側墻兩側的半導體襯底內形成應力襯墊層；

在形成應力襯墊層后，去除所述偽側墻；

在去除所述偽側墻后，在所述第一側墻外側表面形成第二側墻；

在形成第二側墻后，對所述應力襯墊層進行離子注入；

對所述應力襯墊層進行離子注入后，在所述應力襯墊層內形成自對準硅化物層，所述自對準硅化物層的表面與應力襯墊層表面齊平；

在形成自對準硅化物層后，去除所述硬掩膜層。

可選的，所述應力襯墊層的形成方法包括：以硬掩膜層為掩膜，對緊鄰偽側墻兩側的半導體襯底進行干法刻蝕，形成開口；對所述開口進行濕法刻蝕，使?jié)穹涛g后的開口具有頂角，所述頂角靠近柵介質層邊界的延長線，且所述頂角向柵介質層下方的半導體襯底內延伸；在所述開口中填充滿硅鍺或摻雜硼的硅鍺。

可選的，所述應力襯墊層的形狀為西格瑪形。

可選的，所述硬掩膜層包括位于柵電極層表面的第一硬掩膜層，和位于第一硬掩膜層表面的第二硬掩膜層。

可選的，所述第二硬掩膜層在去除所述偽側墻的同時被去除。

可選的，所述第一硬掩膜層的材料為氮化鈦、氮化鉈、氮化鎢或氧化鋁。

可選的，所述第二硬掩膜層的材料為氮化硅。

可選的，所述偽側墻的材料為氮化硅。