[發明專利]PMOS晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201210165882.8
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN103426767A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 何永根;陳勇
• 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: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 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

1.一種PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供形成有柵介質層的襯底；

形成覆蓋所述柵介質層的功函數金屬層，所述功函數金屬層的材料為金屬氮化物；

在所述襯底所在的反應腔內通入NH₃氣體，并對所述功函數金屬層進行熱處理，以增加功函數金屬層的含氮量；

進行熱處理后，在所述功函數金屬層上形成柵電極。

2.如權利要求1所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述反應腔壓強在1torr至30torr之間，所述熱處理的溫度在500℃至800℃之間，所述熱處理的時間在1秒至100秒之間，所述NH3氣體流量在1sccm至60slm之間。

3.如權利要求1所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述功函數金屬層的材料是TiN或TaN。

4.如權利要求1所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，利用原子層沉積工藝形成所述功函數金屬層。

5.如權利要求1所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵介質層的材料為高k介質材料。

6.如權利要求5所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述高k介質材料包括HfO₂、HfSiON、ZrO₂、Al₂O₃中的任意一種或其任意組合。

7.如權利要求1所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述提供形成有柵介質層的襯底包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成偽柵結構，所述偽柵結構包括偽柵電極、位于所述偽柵電極和所述襯底之間的柵介質層；

在所述襯底上形成層間介質層，所述層間介質層的上表面與偽柵結構的上表面齊平；

去除所述偽柵電極。

8.如權利要求7所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，在形成偽柵結構之后，形成層間介質層之前，在所述襯底內形成源極和漏極。

9.如權利要求7所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述偽柵結構進一步包括位于柵介質層和偽柵電極之間的刻蝕停止層。

10.如權利要求9所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述形成偽柵結構的步驟包括：

提供襯底；

在所述襯底上依次形成介質層和刻蝕停止層；

在所述刻蝕停止層上形成多晶硅層，圖形化所述多晶硅層，形成偽柵電極；

以所述偽柵電極為掩膜，刻蝕所述介質層和刻蝕停止層，形成偽柵結構，所述刻蝕后的介質層構成柵介質層。

11.如權利要求10所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述刻蝕停止層的材料為TiN或TaN。

12.如權利要求10所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，利用原子層沉積工藝形成所述刻蝕停止層。

13.如權利要求10所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，在形成所述刻蝕停止層之后，形成多晶硅層之前，還包括：在所述反應腔內通入NH₃氣體，并對所述刻蝕停止層進行熱處理，以增加所述刻蝕停止層的含氮量。

14.如權利要求13所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，對所述刻蝕停止層進行熱處理的步驟中，所述反應腔壓強在1torr至30torr之間，所述熱處理溫度在500℃至800℃之間，所述熱處理時間在1秒至100秒之間，所述NH₃氣體流量在1sccm至60slm之間。

15.如權利要求1所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述提供形成有柵介質層的襯底包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成偽柵電極；

形成覆蓋所述襯底的層間介質層，所述層間介質層的上表面與偽柵電極的上表面齊平；

去除所述偽柵電極，形成偽柵凹槽；

在所述偽柵凹槽內形成柵介質層。

16.如權利要求15所述的PMOS晶體管的形成方法，其特征在于，形成偽柵電極之后，形成層間介質層之前，還包括：在所述襯底內、偽柵電極兩側形成源極和漏極。