[发明专利]PMOS晶体管的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造领域，特别是涉及一种PMOS晶体管的制作方法。

背景技术

现有半导体器件制作工艺中，由于应力可以改变硅材料的能隙和载流子迁移率，因此通过应力来提高MOS晶体管的性能成为越来越常用的手段。具体地，通过适当控制应力，可以提高载流子（NMOS晶体管中的电子，PMOS晶体管中的空穴）迁移率，进而提高驱动电流，以此极大地提高MOS晶体管的性能。对于PMOS晶体管而言，可以采用嵌入式硅锗技术（Embedded SiGe Technology）以在晶体管的沟道区域产生压应力，进而提高载流子迁移率。所谓嵌入式硅锗技术是指在衬底的需要形成源极及漏极的区域中埋置硅锗材料，利用硅与硅锗（SiGe）之间的晶格失配对沟道区域产生压应力。

图1至图5是现有的嵌入式硅锗技术PMOS晶体管的形成方法的剖面结构示意图，具体如下：参考图1，提供衬底100，在所述衬底100上形成栅极101，在栅极101的周围形成单层牺牲侧墙102，以牺牲侧墙102为掩膜干法刻蚀牺牲侧墙102两侧的衬底100，形成碗状凹槽103。

结合参考图1和图2，继续湿法腐蚀碗状凹槽103，在碗状凹槽103处形成sigma形凹槽104，在sigma形凹槽104内填充满锗硅材料。

参考图3，在锗硅材料的表面形成硅层106（Si Cap）。

参考图4，形成硅层106后，采用磷酸溶液去除牺牲侧墙102。

参考图5，去除牺牲侧墙102后，在栅极101的周围形成侧墙108，以侧墙108为掩膜对硅层106和硅层106下面的半导体材料进行离子注入，形成源极和漏极。

但是，利用现有技术形成的PMOS晶体管性能不好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是利用现有技术形成的PMOS晶体管性能不好。

为解决上述问题，本发明提供了一种PMOS晶体管的形成方法，所述方法包括：

提供衬底，在所述衬底上形成栅极，在所述栅极周围形成单层牺牲侧墙，所述牺牲侧墙底部的衬底被氧化形成氧化物；

以所述牺牲侧墙为掩膜刻蚀牺牲侧墙两侧的衬底，形成第一凹槽，所述第一凹槽表面暴露在空气中形成氧化物；

湿法腐蚀去除所述第一凹槽表面的氧化物，之后，刻蚀第一凹槽形成第二凹槽，所述第二凹槽的部分开口在所述牺牲侧墙的底部；

去除部分厚度牺牲侧墙至所述第二凹槽的开口边界，使所述第二凹槽的开口完全露出；

在所述第二凹槽内形成第一半导体材料；

在剩余牺牲侧墙之间的衬底上形成第二半导体材料；

去除剩余牺牲侧墙，在所述栅极周围形成侧墙，以所述侧墙为掩膜对第一半导体材料和第二半导体材料进行离子注入，形成源极和漏极。

可选的，先去除部分厚度牺牲侧墙至所述第二凹槽的开口边界，之后，在所述第二凹槽内形成第一半导体材料；或者，

先在所述第二凹槽内形成第一半导体材料，之后，去除部分厚度牺牲侧墙至所述第二凹槽的开口边界。

可选的，先在所述第二凹槽内形成第一半导体材料，之后，去除部分厚度牺牲侧墙至所述第二凹槽的开口边界；

在所述去除部分厚度牺牲侧墙的步骤之后，在剩余牺牲侧墙之间的衬底上形成第二半导体材料的步骤之前，还包括：

继续去除部分厚度的牺牲侧墙，使第二凹槽的开口边界与所述牺牲侧墙剩余部分之间具有预定距离。

可选的，所述预定距离为小于等于10nm。

可选的，所述去除部分厚度牺牲侧墙的方法为干法刻蚀或湿法腐蚀。

可选的，所述牺牲侧墙的材料为氮化硅。

可选的，当去除部分厚度牺牲侧墙的方法为干法刻蚀时，所述干法刻蚀的工艺参数为：刻蚀气体是CH₃F和CF₄的混合气体，其中，CH₃F的流量为10sccm～100sccm，CF₄的流量为50sccm～1000sccm，刻蚀功率为50W～1000W。

可选的，当去除部分厚度牺牲侧墙的方法为湿法腐蚀时，湿法腐蚀剂为质量百分比为70%～85%的磷酸溶液，温度为120℃～180℃。

可选的，所述湿法腐蚀的溶液为氢氟酸溶液，所述氢氟酸溶液中水和氢氟酸的体积比为50～100：1。

可选的，所述第一半导体材料与所述衬底顶部相平。

可选的，所述第一凹槽为矩形凹槽或碗状凹槽，所述第二凹槽为sigma形凹槽。