[发明专利]MOS晶体管的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种MOS晶体管的形成方法。

背景技术

随着半导体制造工艺的不断发展，集成电路中半导体器件的特征尺寸（CD：Critical Dimension）越来越小，单位面积上集成的器件单元越来越多，器件之间的尺寸不断减小，加大了半导体器件制造的难度。例如在45nm及其以下的技术节点，存储单元中相邻栅极之间的间隙变得很小，在相邻栅极之间的间隙中制造用以连接源极、漏极和上层金属线的接触体的工艺变得更为困难。

请参考图1，图1示出了现有技术的一种MOS晶体管的剖面结构示意图。所述MOS晶体管包括：半导体衬底100；位于所述半导体衬底100上的栅介质层（未图示）和位于所述栅介质层上的栅电极102；位于所述栅介质层和栅电极102侧壁表面的侧墙103；位于所述栅电极102两侧的半导体衬底100内的掺杂区101，所述掺杂区101为待形成MOS晶体管的源区或漏区；位于所述半导体衬底100表面且覆盖所述侧墙103侧壁的第一介质层104，所述第一介质层104的顶表面与所述栅电极102的顶表面齐平；位于所述第一介质层104上的第二介质层105，所述第二介质层105覆盖所述栅电极102；穿通所述第二介质层105和第一介质层104的接触通孔（未示出），所述接触通孔暴露出所述掺杂区101表面；位于所述接触通孔内的接触体106，所述接触体106与所述掺杂区101电学连接。所述接触体106用于将MOS晶体管的源区或漏区与上层金属布线连接，实现逻辑功能。

但是，由于MOS晶体管的相邻栅电极102之间的间隙变得越来越小，准确地将所述接触体106形成于相邻栅电极102之间的掺杂区101上的工艺变得越来越困难。请参考图2，当形成接触通孔的光刻工艺发生偏差时，所形成的接触体106不仅形成于所述掺杂区101上，还形成于所述栅电极102上，造成接触体到栅极（CTG：contact-to-gate）的短路。

因此，现有技术的MOS晶体管中存在接触体到栅极短路的问题。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术的MOS晶体管中存在接触体到栅极的短路。

为解决上述问题，本发明提供了一种MOS晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有若干栅极结构，位于所述栅极结构两侧的半导体衬底内的掺杂区，位于所述半导体衬底表面且覆盖所述栅极结构侧壁的第一介质层；形成覆盖所述栅极结构顶表面的金属盖帽层；形成覆盖所述第一介质层的第二介质层，所述第二介质层的顶表面与所述金属盖帽层的顶表面齐平；对所述金属盖帽层进行离子注入；刻蚀所述金属盖帽层，形成暴露出所述栅极结构顶表面的开口；在所述开口内形成绝缘盖帽层。

可选的，对所述金属盖帽层进行离子注入适于提高所述金属盖帽层的刻蚀速率。

可选的，对所述金属盖帽层进行离子注入的注入离子为氟离子、氯离子和溴离子中的一种或几种。

可选的，所述金属盖帽层的材料为钴、镍、铂、硅、钨、钯、银和金中的一种或几种。

可选的，形成所述金属盖帽层的工艺为选择性沉积工艺。

可选的，所述选择性沉积工艺为无电极电镀或者化学气相沉积。

可选的，刻蚀所述金属盖帽层采用湿法刻蚀工艺。

可选的，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀溶液为氨水、双氧水和水的混合溶液，所述刻蚀溶液的温度为60摄氏度～80摄氏度。

可选的，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀溶液包括质量百分比为10%～40%的双氧水、质量百分比为0.1%～15%的有机酸盐、质量百分比为0.1%～0.5%的氨、和水，所述刻蚀溶液的温度为30摄氏度～60摄氏度。

可选的，所述有机酸盐为羧酸盐或者柠檬酸盐。

可选的，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀溶液包括质量百分比为2%～20%的硝酸、质量百分比为2%～20%的羧酸、和水，所述刻蚀溶液的温度为10摄氏度～60摄氏度。

可选的，所述羧酸为柠檬酸、酒石酸、苹果酸、草酸和草酸铵中的一种或几种。

可选的，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀溶液为双氧水、硝酸铁、丙二酸和水的混合溶液，所述刻蚀溶液的温度为10摄氏度～100摄氏度。

可选的，刻蚀所述金属盖帽层采用干法刻蚀工艺。

可选的，所述绝缘盖帽层的材料为氮化硅或者氮氧化硅。

可选的，还包括：在形成绝缘盖帽层后，形成覆盖所述绝缘盖帽层和第二介质层的第三介质层；刻蚀所述第三介质层、第二介质层和第一介质层，形成暴露出所述掺杂区的通孔；在所述通孔内形成接触体。