[发明专利]晶体管的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶体管的形成方法。

背景技术

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 stress liner)，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，晶体管的形成方法为：

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。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种增强晶体管的稳定性的晶体管的形成方法。

为解决上述问题，本发明提供了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第一牺牲侧墙、以及覆盖所述第一牺牲侧墙的第二牺牲侧墙；

以所述第一牺牲侧墙、第二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；

去除所述第一牺牲侧墙和第二牺牲侧墙；

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。

可选地，所述第一牺牲侧墙的材料与侧墙的材料不同，且所述第二牺牲侧墙的材料与第一牺牲侧墙、保护层的材料不同。

可选地，所述第一牺牲侧墙的材料为多晶硅，第二牺牲侧墙的材料为氮化硅或所述第一牺牲侧墙的材料为氧化硅，第二牺牲侧墙的材料为氮化硅。所述保护层的材料为氧化硅，所述保护层的厚度为50～200

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，去除所述第一牺牲侧墙和第二牺牲侧墙的方法为湿法刻蚀或等离子体轰击去除工艺。

可选地，所述第一开口的深度为500～700所述第一开口的形成工艺为干法刻蚀。

可选地，所述第二开口的形状为“∑”，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。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

本发明实施例的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，本发明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第一牺牲侧墙和第二牺牲侧墙，所述第一牺牲侧墙和第二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“∑”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。

附图说明

图1～图4是现有技术的晶体管的形成方法的剖面结构的过程示意图；

图5是本发明实施例的晶体管的形成方法的流程示意图；