晶体管的形成方法技术

一种晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，包括PMOS区域和NMOS区域；在PMOS区域和NMOS区域上形成顶部具有掩膜层的栅极结构；在栅极结构侧壁表面形成第一侧墙；在半导体衬底表面、第一侧墙和掩膜层表面形成第二侧墙材料层和第三侧墙材料层；刻蚀第三侧墙材料层和第二侧墙材料层，形成位于第一侧墙表面的第二侧墙、第三侧墙；形成第四侧墙材料层；刻蚀所述PMOS区域上的第四侧墙材料层，在PMOS区域上的第三侧墙表面形成第四侧墙；在栅极结构两侧的PMOS区域内形成第一源漏极；去除所述第四侧墙、位于NMOS区域上的第四侧墙材料层、第三侧墙、第二侧墙和掩膜层。所述方法可以提高形成的晶体管的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种晶体管的形成方法。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，集成电路的集成度越来越高，晶体管的尺寸也随之减小。晶体管尺寸下降，导致晶体管的短沟道效应越发显著。对于PMOS晶体管，载流子为空穴，与NMOS晶体管的载流子电子相比，空穴在硅衬底内的迁移率小于电子的迁移率，现有通常采用SiGe应力材料作为PMOS晶体管的源漏极材料，以对PMOS晶体管的沟道区域施加压应力，从而提高空穴的迁移率。现有技术中，通常在形成PMOS晶体管的源漏极之后，再形成NMOS晶体管。具体的，请参考图1至图5，为现有的晶体管的形成过程。请参考图1，提供半导体衬底10，所述半导体衬底10包括PMOS区域和NMOS区域，所述PMOS区域和NMOS区域之间具有浅沟槽隔离结构11；在PMOS区域和NMOS区域上分别形成栅极结构20，所述栅极结构20顶部具有掩膜层21，所述栅极结构20侧壁表面具有第一侧墙22；在所述半导体衬底10表面、第一侧墙22、掩膜层21表面依次形成氧化硅层23和氮化硅层24。请参考图2，刻蚀所述PMOS区域上的氮化硅层24和氧化硅层23，在PMOS区域上的第一侧墙22表面形成氧化硅侧墙23a、位于氧化硅侧墙表面的氮化硅侧墙24a，暴露出PMOS区域上的相邻栅极结构20之间的部分半导体衬底10表面；然后在PMOS区域上的栅极结构20两侧的半导体衬底100内形成SiGe源漏>极41，所述SiGe源漏极41内具有P型掺杂离子，并且在所述SiGe源漏极41表面形成硅帽层42。上述过程中，NMOS区域上的氮化硅层24和氧化硅层23未被刻蚀，用于保护NMOS区域的半导体衬底10。在形成SiGe源漏极41过程中，SiGe的沉积温度较高，且需要进行退火处理，激活SiGe源漏极41内的掺杂离子。在退火过程中，导致NMOS区域上的氧化硅层23与氮化硅层24、掩膜层21和第一侧墙20的界面上容易形成氮氧化硅层25，请参考图5，图5为图4中虚线圈出部分的放大示意图。这是由于氧化硅层23内的氧原子扩散到氧化硅层23与氮化硅层24、掩膜层21和第一侧墙20内形成的。请参考图4，刻蚀NMOS区域上的氧化硅层23(请参考图2)和氮化硅层24(请参考图2)，形成氧化硅侧墙23a和氮化硅侧墙24a。具体的，先采用干法刻蚀工艺刻蚀所述氮化硅层24形成氮化硅侧墙24a之后，采用氢氟酸溶液刻蚀暴露出的氧化硅层23，形成氧化硅层23a。由于所述氮氧化硅层25(请参考图3)的存在，氮氧化硅层25的刻蚀速率小于氧化硅层23a的刻蚀速率，在去除位于半导体衬底10表面的氧化硅层之后，掩膜层21顶部的氧化硅层23a还未被完全去除，残留有部分氮氧化硅和氧化硅。请参考图5，采用湿法刻蚀工艺去除所述NMOS区域和PMOS区域上的氮化硅层24a(请参考图4)、氧化硅层23a(请参考图4)和掩膜层21(请参考图4)。采用磷酸溶液进行上述湿法刻蚀，由于NMOS区域的掩膜层21顶部具有部分残留的氮氧化硅和氧化硅，导致最终NMOS区域上的掩膜层21不能被完全去除，容易在NMOS区域的栅极结构20顶部造成残留。所述NMOS区域的栅极结构20顶部的残留物会影响后续在NMOS区域上的栅极结构20顶部形成金属硅化物层，导致所述栅极结构20顶部的连接电阻提高，影响形成的晶体管的性能。现有技术形成的晶体管的性能有待进一步的提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种晶体管的形成方法，提高形成的晶体管的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括PMOS区域和NMOS区域；在所述PMOS区域和NMOS区域上形成栅极结构，所述栅极结构顶部具有掩膜层；在所述栅极结构侧壁表面形成第一侧墙；在所述半导体衬底表面、第一侧墙和掩膜层表面依次形成第二侧墙材料层和覆盖所述第二侧墙材料层的第三侧墙材料层；刻蚀所述第三侧墙材料层和第二侧墙材料层，形成位于第一侧墙表面的第二侧墙、位于第二侧墙表面的第三侧墙；在所述半导体衬底表面、第三侧墙和掩膜层表面形成第四侧墙材料层；刻蚀所述PMOS区域上的第四侧墙材料层，在PMOS区域上的第三侧墙表面形成第四侧墙；在栅极结构两侧的PMOS区域内形成第一源漏极；去除所述第四侧墙、位于NMOS区域上的第四侧墙材料层、第三侧墙、第二侧墙和掩膜层。可选的，形成第二侧墙和第三侧墙的方法包括：采用干法刻蚀工艺刻蚀所述第三侧墙材料层至第二侧墙材料层，形成第三侧墙，暴露出位于半导体衬底表面以及掩膜层表面的部分第二侧墙材料层；采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除所述位于半导体衬底表面以及掩膜层表面的暴露的第二侧墙材料层，形成位于第一侧墙表面的第二侧墙。可选的，所述掩膜层、第一侧墙、第三侧墙材料层以及第四侧墙材料层的材料为氮化硅。可选的，所述第二侧墙材料层的材料为氧化硅。可选的，去除所述位于半导体衬底表面以及掩膜层表面的暴露的第二侧墙材料层所采用的湿法刻蚀工艺的刻蚀溶液为氢氟酸溶液，所述氢氟酸溶液的质量分数为0.01％～1％。可选的，采用炉管工艺、化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述第二侧墙材料层，沉积温度为100℃～600℃。可选的，所述第二侧墙材料层的厚度为可选的，采用炉管工艺、化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述第三侧墙材料层，沉积温度为100℃～600℃。可选的，所述第三侧墙材料层的厚度为可选的，采用炉管工艺、化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述第四侧墙材料层，沉积温度为100℃～600℃。可选的，所述第四侧墙材料层的厚度为可选的，采用湿法刻蚀工艺去除所述第四侧墙、位于NMOS区域上的第四侧墙材料层、第三侧墙、第二侧墙和掩膜层。可选的，采用磷酸溶液去除所述第四侧墙、位于NMOS区域上的第四侧墙材料层、第三侧墙和掩膜层。可选的，所述磷酸溶液的质量分数为80％～90％，温度为100℃～200℃。可选的，采用氢氟酸溶液去除所述第二侧墙。可选的，所述氢氟酸溶液的质量分数为0.01％～1％。可选的，形成所述PMOS区域上的第四侧墙的方法包括：采用干法刻蚀工艺对位于PMOS区域上的第四侧墙材料层进行刻蚀，去除位于PMOS区域的半导体衬底表面以及掩膜层表面的部分第四侧墙材料层，形成位于PMOS区域上的第三侧墙表面的第四侧墙。可选的，所述第一源漏极的形成方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括PMOS区域和NMOS区域；在所述PMOS区域和NMOS区域上形成栅极结构，所述栅极结构顶部具有掩膜层；在所述栅极结构侧壁表面形成第一侧墙；在所述半导体衬底表面、第一侧墙和掩膜层表面依次形成第二侧墙材料层和覆盖所述第二侧墙材料层的第三侧墙材料层；刻蚀所述第三侧墙材料层和第二侧墙材料层，形成位于第一侧墙表面的第二侧墙、位于第二侧墙表面的第三侧墙；在所述半导体衬底表面、第三侧墙和掩膜层表面形成第四侧墙材料层；刻蚀所述PMOS区域上的第四侧墙材料层，在PMOS区域上的第三侧墙表面形成第四侧墙；在栅极结构两侧的PMOS区域内形成第一源漏极；去除所述第四侧墙、位于NMOS区域上的第四侧墙材料层、第三侧墙、第二侧墙和掩膜层。

【技术特征摘要】
1.一种晶体管的形成方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底，所述半导体衬底包括PMOS区域和NMOS区域；
在所述PMOS区域和NMOS区域上形成栅极结构，所述栅极结构顶部具
有掩膜层；
在所述栅极结构侧壁表面形成第一侧墙；
在所述半导体衬底表面、第一侧墙和掩膜层表面依次形成第二侧墙材料
层和覆盖所述第二侧墙材料层的第三侧墙材料层；
刻蚀所述第三侧墙材料层和第二侧墙材料层，形成位于第一侧墙表面的
第二侧墙、位于第二侧墙表面的第三侧墙；
在所述半导体衬底表面、第三侧墙和掩膜层表面形成第四侧墙材料层；
刻蚀所述PMOS区域上的第四侧墙材料层，在PMOS区域上的第三侧墙
表面形成第四侧墙；
在栅极结构两侧的PMOS区域内形成第一源漏极；
去除所述第四侧墙、位于NMOS区域上的第四侧墙材料层、第三侧墙、
第二侧墙和掩膜层。
2.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，形成第二侧墙和
第三侧墙的方法包括：采用干法刻蚀工艺刻蚀所述第三侧墙材料层至第二
侧墙材料层，形成第三侧墙，暴露出位于半导体衬底表面以及掩膜层表面
的部分第二侧墙材料层；采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除所述位于半导体衬底
表面以及掩膜层表面的暴露的第二侧墙材料层，形成位于第一侧墙表面的
第二侧墙。
3.根据权利要求2所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述掩膜层、第
一侧墙、第三侧墙材料层以及第四侧墙材料层的材料为氮化硅。
4.根据权利要求2所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二侧墙材
料层的材料为氧化硅。
5.根据权利要求4所述的晶体管的形成方法，其特征在于，去除所述位于半

\t导体衬底表面以及掩膜层表面的暴露的第二侧墙材料层所采用的湿法刻蚀
工艺的刻蚀溶液为氢氟酸溶液，所述氢氟酸溶液的质量分数为0.01％～1％。
6.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，采用炉管工艺、
化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述第二侧
墙材料层，沉积温度为100℃～600℃。
7.根据权利要求6所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二侧墙材
料层的厚度为8.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，采用炉管工艺、
化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述第三侧
墙材料层，沉积温度为100℃～600℃。
9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳磊，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31