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，形成位于所述半导体衬底表面的栅极结构，以所述栅极结构为掩膜在所述半导体衬底内形成第一开口；形成覆盖所述栅极结构两侧和第一开口的侧壁的牺牲侧墙；以所述牺牲侧墙为掩膜氧化所述第一开口底部的半导体衬底形成保护层；去除所述牺牲侧墙；刻蚀所述第一开口的侧壁的半导体衬底形成第二开口；去除所述保护层。本发明专利技术实施例的晶体管的形成工艺简单，并且晶体管的稳定性增强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种。
技术介绍
在超大规模集成电路中，通常采用应力衬垫技术在NMOS晶体管上形成张应力衬垫层(tensile stress liner),在PMOS晶体管上形成压应力衬垫层(compressive stressliner)，从而增大NMOS晶体管和PMOS晶体管的载流子迁移率，增大了驱动电流，提高了电路的响应速度。据研究，使用双应力衬垫技术的集成电路能够带来24%的速度提升。现有技术中，为请参考图1，提供半导体衬底100，形成位于所述半导体衬底100表面栅绝缘层 103，形成覆盖所述栅绝缘层103的栅电极层105，在所述半导体衬底100表面形成与位于所述栅绝缘层103、栅电极层105两侧且与其接触的侧墙107 ；请参考图2，以所述侧墙107为掩膜在所述半导体衬底100内形成第一开口 111 ；请参考图3，采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述第一开口底部和侧壁的半导体衬底100形成第二开口 112;请参考图4，在所述第二开口 112内填充满硅锗，形成应力层113。现有技术中，对于不同特征尺寸的第一开口，在采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述第一开口底部和侧壁的半导体衬底形成第二开口后形成的晶体管的性能不稳定。更多关于晶体管及其形成方法见公开号为“CN101789447A”的申请文件。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种增强晶体管的稳定性的。为解决上述问题，本专利技术提供了一种，包括提供半导体衬底，形成位于所述半导体衬底表面的栅极结构，以所述栅极结构为掩膜在所述半导体衬底内形成第一开口 ；形成覆盖所述栅极结构两侧和第一开口的侧壁的牺牲侧墙；以所述牺牲侧墙为掩膜氧化所述第一开口底部的半导体衬底形成保护层；去除所述牺牲侧墙；刻蚀所述第一开口的侧壁的半导体衬底形成第二开口 ；去除所述保护层。可选地，所述牺牲侧墙的材料与保护层的材料不同，所述牺牲侧墙的材料为HfO2或 ZrO2。可选地，所述牺牲侧墙的形成工艺为物理沉积、化学气相沉积或原子气相沉积中的一种。可选地，去除所述牺牲侧墙的工艺为湿法刻蚀，所述湿法刻蚀采用的化学试剂对牺牲侧墙和保护层的刻蚀选择比大于2. 5。 可选地，所述湿法刻蚀采用的化学试剂包括溶剂、卤素酸和表面活性剂。可选地，所述溶剂的含量为大于50% ;所述卤素酸的含量为0. 0001% 10% ;所述表面活性剂的含量为0. I % 10%。可选地，所述溶剂至少为水、高氯酸、酒精、四氢呋喃、硫酸、二甲基亚砜中的一种；所述卤素酸至少为HF、HBr、HI、H3ClO4中的一种。可选地，去除所述牺牲侧墙的工艺为等离子体轰击去除。可选地，所述保护层的材料为氧化硅，所述保护层的厚度为50 200人。可选地，所述保护层的形成工艺为等离子体氧化工艺或热氧化工艺，所述热氧化工艺的形成步骤为在温度大于855K的条件下，通入氧气对所述半导体衬底的硅表面进行氧化。 可选地，去除所述保护层的方法为湿法刻蚀，所述湿法刻蚀采用的化学试剂为氢氟酸。可选地，所述第二开口的形状为“ E ”，所述第二开口的形成工艺为湿法刻蚀，所述湿法刻蚀采用的化学试剂为四甲基氢氧化氨。可选地，所述栅极结构包括位于所述半导体衬底表面的栅介质层、位于所述栅介质层表面的栅电极层及位于所述栅介质层和栅电极层两侧的半导体衬底表面的侧墙。可选地，所述栅电极层的材料为多晶硅或金属材料。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术实施例在形成第二开口之前，氧化所述第一开口底部的半导体衬底生成保护层，所述保护层可以作为湿法刻蚀形成第二开口时的刻蚀阻挡层，由于有保护层对所述保护层以下的半导体衬底进行保护，因此即使第一开口的特征尺寸不同，形成的第二开口的深度仍然保持一致，使得晶体管的稳定性增强。进一步的，本专利技术的实施例在形成所述保护层之前，还在栅极结构两侧和第一开口的侧壁形成牺牲侧墙，所述牺牲侧墙在后续形成保护层时，保护所述第一开口侧壁的半导体衬底没有被氧化，利于后续形成“ E ”形状的第二开口，增加晶体管的沟道区的应力，提高载流子迁移率，从而加快晶体管的响应速度。由于本专利技术实施例只需形成一道牺牲侧墙，形成工艺简单。附图说明图I 图4是现有技术的的剖面结构的过程示意图；图5是本专利技术实施例的的流程示意图；图6 图11是本专利技术实施例的的剖面结构的过程示意图。具体实施例方式由
技术介绍
可知，现有的在形成第一开口后，直接采用湿法刻蚀形成第二开口，由于所述第一开口的特征尺寸不同，造成后续形成的第二开口的深浅不一，影响晶体管的稳定性。本专利技术实施例的专利技术人发现，现有技术的造成晶体管的性能不稳定的原因是，特征尺寸大的第一开口的底部刻蚀的速度较快，因此与特征尺寸大的第一开口对应的第二开口的深度大于与特征尺寸小的第一开口对应的第二开口的深度，形成的第二开口的深浅不一，导致了晶体管的性能不稳定。本专利技术实施例的专利技术人经过研究后发现，在第一开口的底部形成一层保护层，所述保护层作为后续形成第二开口时的刻蚀阻挡层，使得保护层底部的半导体衬底不被刻蚀，从而使得形成的第二开口具有相同的深度，增强晶体管的稳定性。本专利技术实施例的专利技术人经过进一步研究后发现，为保护第一开口侧壁的半导体衬底在后续不被氧化，以利于后续形成第二开口，需要在第一开口的侧壁形成牺牲侧墙，而为了使所述牺牲侧墙在后续更加容易去除，而不影响保护层和栅极结构的侧墙，所述牺牲侧墙的材料与保护层和栅极结构的侧墙不同。本专利技术实施例的专利技术人考虑可以通过在栅极结构两侧和第一开口的侧壁形成第一牺牲侧墙和第二牺牲侧墙来解决上述问题，然而工艺过程复杂，不利于节省工艺。本专利技术实施例的专利技术人经过进一步研究后发现，可以只在栅极结构两侧和第一开口的侧壁形成一层牺牲侧墙，同样可以起到保护第一开口侧壁的半导体衬底的作用，且在后续容易去除，并且成型工艺简单。为了使本领域技术人员更好的理解本专利技术，下面结合附图以及具体实施例对本专利技术进行详细说明。 需要说明的是，本专利技术所提供的晶体管形成方法既可以用于形成PMOS晶体管，也可以用于形成NMOS晶体管，在形成PMOS晶体管和形成NMOS晶体管的工艺中，不同之处在于应力层的材料不一样。本专利技术实施例的专利技术人提供了一种，请参考图5，包括步骤S201，提供半导体衬底，形成位于所述半导体衬底表面的栅极结构，以所述栅极结构为掩膜在所述半导体衬底内形成第一开口；步骤S203，形成覆盖所述栅极结构两侧和第一开口的侧壁的牺牲侧墙；步骤S205，以所述牺牲侧墙为掩膜氧化所述第一开口底部的半导体衬底形成保护层；步骤S207，去除所述牺牲侧墙；步骤S209，刻蚀所述第一开口的侧壁的半导体衬底形成第二开口 ；步骤S211，去除所述保护层，填充满所述第二开口形成应力层。执行步骤S201，请参考图6，提供半导体衬底300，形成位于所述半导体衬底300表面的栅极结构(未标示)，以所述栅极结构为掩膜在所述半导体衬底300内形成第一开口311。所述半导体衬底300为单晶硅。在本专利技术的实施例中，所述半导体衬底300的晶向为〈100〉或〈110〉。所述栅极结构包括位于所述半导体衬底300表面的栅介质层303、位于所述栅介质层303表面的栅电极层305及位于所述栅介质层303和栅电极层305两侧的半导体衬底300表面的侧墙307。其中，所述栅介质层30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，形成位于所述半导体衬底表面的栅极结构，以所述栅极结构为掩膜在所述半导体衬底内形成第一开口；其特征在于，还包括：形成覆盖所述栅极结构两侧和第一开口的侧壁的牺牲侧墙；以所述牺牲侧墙为掩膜氧化所述第一开口底部的半导体衬底形成保护层；去除所述牺牲侧墙；刻蚀所述第一开口的侧壁的半导体衬底形成第二开口；去除所述保护层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张翼英，何其旸，
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：