[發明專利]晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201210496331.X
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103855004A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 王冬江;張海洋
• 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

1.一種晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供具有有源區的半導體襯底，在所述有源區內進行離子注入形成摻雜層，所注入的離子p型或n型，所述摻雜層的表面與半導體襯底表面齊平；

采用熱退火工藝激活所述摻雜層；

在所述熱退火工藝之后，在所述摻雜層的表面形成介質層和偽柵極層，所述介質層覆蓋所述偽柵極層的側壁，且所述介質層的頂部表面與所述偽柵極層的頂部表面齊平；

以所述介質層為掩膜，刻蝕所述偽柵極層和摻雜層，直至貫穿所述摻雜層的厚度，并暴露出半導體襯底的有源區為止，形成開口；

在所述開口底部形成半導體層，所述半導體層的表面不高于半導體襯底的表面；

在形成所述半導體層之后，在所述開口內形成高K金屬柵極結構。

2.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述半導體層的表面低于所述半導體襯底的表面。

3.如權利要求2所述晶體管的形成方法，其特征在于，在形成所述半導體層之后，形成所述高K金屬柵極結構之前，在所述開口的側壁表面形成側墻，使所述側墻的材料為氮化硅和氧化硅中的一種或兩種組合。

4.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述半導體層的材料為硅、鍺或硅鍺，所述半導體層的形成工藝為選擇性外延沉積工藝。

5.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述高K金屬柵極結構包括：位于所述開口底部的半導體層表面的過渡層；位于所述開口側壁和過渡層表面的高K柵介質層；位于所述高K柵介質層表面，且填充滿所述開口的金屬柵電極層。

6.如權利要求5所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述過渡層的材料為氧化硅。

7.如權利要求5所述晶體管的形成方法，其特征在于，在形成所述過渡層之后，形成所述高K柵介質層之前，進行熱退火工藝。

8.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，在刻蝕所述偽柵極層和摻雜層形成開口之后，形成所述半導體層之前，進行熱退火工藝。

9.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，在形成半導體層之后，形成高K金屬柵極結構之前，進行熱退火工藝。

10.如權利要求7、8或9所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述熱退火工藝為：氣體為氫氣，溫度大于300攝氏度，氣壓為1毫托~1托。

11.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述介質層和偽柵極層的形成工藝為：在采用熱退火工藝激活所述摻雜層之后，在所述摻雜層表面形成偽柵極層；在形成所述偽柵極層之后，在所述摻雜層表面形成覆蓋所述偽柵極層側壁的介質層，所述介質層的頂部與所述偽柵極層頂部齊平。

12.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，在所述有源區內進行離子注入形成摻雜層之前，在所述半導體襯底表面形成絕緣層，所述絕緣層為氧化硅層和氮化硅層中的一層或多層重疊。

13.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，在形成所述高K金屬柵極結構之前，對所述半導體層進行離子注入，所注入的離子與摻雜層內所注入的離子的導電類型相同或相反。

14.如權利要求13所述晶體管的形成方法，其特征在于，當所注入的離子與摻雜層內所注入的離子導電類型相同時，所述離子注入工藝的方向向所述半導體層兩側的摻雜層傾斜。

15.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，在形成半導體層之后，形成高K金屬柵極結構之前，采用濕法刻蝕工藝使所述半導體層表面光滑，所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液為氫氟酸。

16.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述介質層的材料為氮化硅或氧化硅，所述偽柵極層的材料為多晶硅。