[发明专利]晶体管的形成方法

权利要求书

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，所述半导体衬底表面具有栅极结构，所述栅极结构包括栅介质层、栅介质层表面的栅极层，所述栅极层的材料为金属，所述半导体衬底表面还具有覆盖所述栅极结构侧壁的介质层；

在所述介质层和栅极层表面形成牺牲层，所述牺牲层内含有金属原子，且所述牺牲层的金属原子与所述栅极层的金属材料不同；

采用热退火工艺使牺牲层内的金属原子扩散入栅极层内，在所述栅极层表面形成覆盖层；

去除位于覆盖层和介质层表面的剩余牺牲层。

2.如权利要求1所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述牺牲层内还包括硅原子。

3.如权利要求2所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料包括钛、钴、锰、钽、镍、钌或铝硅。

4.如权利要求1所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述热退火工艺的温度为400摄氏度-700摄氏度。

5.如权利要求1所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述去除覆盖层表面深夜的牺牲层的工艺为湿法刻蚀工艺，刻蚀液包括盐酸和氢氟酸中的一种或两种。

6.如权利要求5所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述刻蚀液还包括双氧水。

7.如权利要求1所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅极层的材料为铜、铝、钨或银。

8.如权利要求1所述晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：形成于所述栅介质层和栅极层之间的功函数层，所述功函数层的材料为氮化钽、钽、钛、氮化钛、钌、铜锰、钛铝碳、钛铝、钴或镧。

9.如权利要求1所述晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：形成于栅介质层表面的保护层，所述保护层的材料为氮化钛或氮化钽。

10.如权利要求1所述晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：形成与栅介质层和半导体衬底之间的氧化硅层。

11.如权利要求1所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为高K材料。

12.如权利要求1所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅极结构的形成方法为：在半导体衬底表面形成伪栅极层；形成覆盖所述伪栅极层侧壁的介质层，所述介质层的顶部与所述伪栅极层的顶部齐平；去除所述伪栅极层，在所述介质层内形成开口；在所述开口内沉积栅介质层，并在所述栅介质层表面形成填充满所述开口的栅极层；采用化学机械抛光工艺去除高于所述介质层的栅介质层和栅极层。

13.如权利要求12所述晶体管的形成方法，其特征在于，在形成介质层之前，在所述伪栅极层两侧的半导体层表面形成侧墙，所述侧墙的材料为氧化硅、氮化硅和低K介质材料中的一种或多种组合。

14.如权利要求12所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述介质层的形成方法为：在所述半导体衬底和伪栅极层表面形成介质薄膜；采用化学机械抛光工艺去除高于所述伪栅极层的介质薄膜。

15.如权利要求14所述晶体管的形成方法，其特征在于，在形成所述介质薄膜之前，在所述半导体衬底和伪栅极层表面形成抛光停止层。

16.如权利要求15所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述介质层和抛光停止层的材料为氧化硅或低K介质材料，且所述介质层和抛光停止层的材料不同。

17.如权利要求1所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述介质层的顶部表面等于或高于所述栅极层的顶部表面。

18.如权利要求17所述晶体管的形成方法，其特征在于，在去除覆盖层和介质层表面剩余的牺牲层之后，在所述覆盖层表面形成绝缘层，所述绝缘层的表面等于或高于所述介质层表面。