[发明专利]CMOS晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底上顺次形成有栅极介电层及牺牲多晶硅栅极；

移除所述牺牲多晶硅层；

形成金属层，所述金属层覆盖所述栅极介电层；

对所述金属层进行注氮处理；

对所述金属层进行热处理，形成氮化物层及栅极金属层。

2.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述注氮处理的工艺条件为：注入剂量为5×10¹³～5×10¹⁴，能量为2～10KeV。

3.如权利要求2所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，在离子注入腔室内进行注氮处理。

4.如权利要求3所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述热处理的工艺条件为：温度300～500℃，处理时间为2～100s。

5.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述衬底包括N阱和P阱，所述N阱和P阱上皆形成有栅极介电层和牺牲多晶硅栅极。

6.如权利要求5所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述形成金属层包括如下工艺步骤：

去除所述N阱上的牺牲多晶硅栅极；

形成第一金属层，所述第一金属层覆盖N阱上的栅极介电层；

去除部分第一金属层，露出P阱上的牺牲多晶硅栅极；

去除所述P阱上的牺牲多晶硅栅极；

形成金属层，所述金属层覆盖所述N阱和P阱上的栅极介电层。

7.如权利要求6所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述金属层的材料为铝。

8.如权利要求1～7中任一项所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述衬底还包括多个栅极侧墙，所述栅极侧墙顶端所在平面与所述牺牲多晶硅栅极齐平。

9.如权利要求8所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，对所述金属层进行热处理，形成氮化物层及栅极金属层的工艺包括如下步骤：

对所述金属层进行热处理形成氮化物材料层；

对所述氮化物材料层采用化学机械研磨工艺去除位于所述栅极侧墙顶端所在平面上的氮化物材料层，保留位于所述栅极侧墙之间的氮化物材料层，形成氮化物层。

10.如权利要求9所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述氮化物层的材料为氮化铝。

11.如权利要求10所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，在所述金属层进行热处理，形成氮化物层及栅极金属层后，还包括如下工艺步骤：

形成一掩膜层，所述掩膜层覆盖包括所述栅极侧墙和氮化物层；

在所述掩膜层上形成氧化层；

刻蚀包括所述氧化层和掩膜层形成连线孔。

12.一种如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法所形成的CMOS晶体管，其特征在于，包括：

衬底，形成于所述衬底上的栅极介电层，形成于所述栅极介电层上的栅极金属层，及形成于所述栅极金属层上的氮化物层。

13.如权利要求12所述的CMOS晶体管，其特征在于，所述氮化物层的厚度为50～2000埃。

14.如权利要求12所述的CMOS晶体管，其特征在于，所述衬底包括N阱、P阱及浅沟道隔离，所述N阱和P阱分列于所述浅沟道隔离两侧，所述N阱和P阱上分别形成有栅极介电层。

15.如权利要求14所述的CMOS晶体管，其特征在于，所述N阱和P阱内皆形成有源极和漏极。

16.如权利要求12所述的CMOS晶体管，其特征在于，还包括金属连线，所述金属连线与所述源极、漏极和栅极金属层相连接。

17.如权利要求16所述的CMOS晶体管，其特征在于，所述金属连线外围形成有一保护层。

18.如权利要求12～17中任一项所述的CMOS晶体管，其特征在于，所述N阱和P阱上均形成有栅极侧墙，所述栅极侧墙紧靠所述栅极介电层、栅极金属层及氮化物层。