[發明專利]晶體管及其形成方法

有效

• 申請號: 201310190300.6
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN104183489B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 鄧浩
• 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;H01L21/8238;H01L29/78;H01L29/06;H01L27/092
• 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：

提供襯底，所述襯底具有第一區域，在第一區域表面形成第一柵極結構；

在所述第一區域的襯底表面形成半導體層，所述半導體層覆蓋部分第一柵極結構的側壁，且所述半導體層表面低于第一柵極結構的頂部表面；

在所述第一柵極結構兩側的半導體層內形成第一開口，所述第一開口的底部等于或高于第一柵極結構的底部；

在所述第一開口內形成第一應力層。

2.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，在形成第一柵極結構之前，所述第一區域襯底表面低于第一區域以外的襯底表面。

3.如權利要求2所述晶體管的形成方法，其特征在于，還包括：在形成第一柵極結構之前，回刻蝕所述第一區域的襯底，使第一區域的襯底表面低于第一區域以外的襯底表面。

4.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一開口的側壁與半導體層表面構成“Σ”形，且所述第一開口側壁的頂角向第一柵極結構延伸。

5.如權利要求4所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一開口的形成工藝為：在襯底、半導體層和第一柵極結構表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層暴露出第一柵極結構兩側部分半導體層表面；以所述第一掩膜層為掩膜，采用各向異性干法刻蝕工藝刻蝕所述半導體層，形成第一開口，所述第一開口的側壁與半導體層表面垂直；采用各向異性的濕法刻蝕工藝刻蝕所述第一開口的側壁和底部表面，使第一開口的側壁與半導體層表面呈“Σ”形，且所述第一開口側壁的頂角向第一柵極結構延伸；之后去除所述第一掩膜層。

6.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一柵極結構包括：位于襯底表面的第一柵介質層、位于第一柵介質層表面的第一柵電極層、以及位于第一柵介質層和第一柵電極層兩側的第一側墻。

7.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一區域用于形成NMOS晶體管，所述第一應力層的材料為硅鍺。

8.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一區域用于形成PMOS晶體管，所述第一應力層的材料為碳化硅。

9.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，還包括：

所述襯底還具有第二區域，在第二區域表面形成第二柵極結構；

在形成第一開口時，在所述第二柵極結構兩側的第二區域襯底內形成第二開口；

在形成第一應力層時，在所述第二開口內形成第二應力層，所述第二應力層的材料與第一應力層的材料相同。

10.如權利要求9所述晶體管的形成方法，其特征在于，在形成第一柵極結構和第二柵極結構之前，所述第一區域襯底表面低于第二區域襯底表面。

11.如權利要求10所述晶體管的形成方法，其特征在于，還包括：在形成第一柵極結構之前，回刻蝕所述第一區域的襯底，使第一區域的襯底表面低于第二區域襯底表面。

12.如權利要求9所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二開口的側壁與襯底表面構成“Σ”形，且所述第二開口側壁的頂角向第二柵極結構延伸。

13.如權利要求12所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一開口和第二開口的形成工藝為：在襯底、半導體層、第一柵極結構和第二柵極結構表面形成第二掩膜層，所述第二掩膜層暴露出需要形成第一開口和第二開口的對應位置；以所述第二掩膜層為掩膜，采用各向異性干法刻蝕工藝刻蝕所述襯底，在第一柵極結構兩側形成第一開口，在第二柵極結構兩側形成第二開口，所述第一開口和第二開口的側壁與襯底表面垂直；采用各向異性的濕法刻蝕工藝刻蝕所述第一開口和第二開口的側壁和底部表面，使第一開口和第二開口的側壁與襯底表面呈“Σ”形，且所述第一開口側壁的頂角向第一柵極結構延伸，所述第二開口側壁的頂角向第二柵極結構延伸；之后去除所述第二掩膜層。