[发明专利]晶体管及晶体管的形成方法

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；

在所述半导体衬底表面依次形成栅介质层、位于栅介质层表面的第一阻挡层和位于第一阻挡层表面的牺牲层；

在所述半导体衬底表面形成层间介质层，所述层间介质层表面与所述牺牲层顶部平齐；

去除所述牺牲层，形成凹槽，去除牺牲层形成所述凹槽的工艺为干法刻蚀工艺，去除牺牲层工艺完成后，第一阻挡层被部分刻蚀，第一阻挡层的剖面形貌为中间薄两边厚；

在所述凹槽内形成覆盖第一阻挡层的第二阻挡层，所述凹槽为窄沟槽结构，所述第二阻挡层的形成工艺为物理气相沉积，形成的第二阻挡层在凹槽中间位置具有最大的厚度，而靠近凹槽侧壁的第二阻挡层厚度最薄，形成的第二阻挡层的剖面形貌为中间厚两边薄，所述第二阻挡层的形貌与去除所述牺牲层后的第一阻挡层形貌互补；

在所述第二阻挡层表面形成填充满凹槽的金属层，所述金属层表面与层间介质层顶部平齐。

2.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一阻挡层或第二阻挡层的材料为金属氮化物、金属硅氮化物或金属铝氮化物。

3.根据权利要求2所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一阻挡层或第二阻挡层的材料为WN、HfN、TiN、TaN、MoN、TiSiN、TaSiN、MoSiN、RuSiN、TaAlN、TiAlN、WAlN或MoAlN中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二阻挡层的厚度为5埃至20埃。

5.根据权利要求3所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二阻挡层的材料为TiN时，所述第二阻挡层的形成工艺参数为：沉积靶材为Ti靶材，沉积功率500瓦至3000瓦，沉积腔室压强5毫托至80毫托，沉积气体N₂的流量为20sccm至100sccm。

6.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层为单层结构或多层结构。

7.根据权利要求6所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层为单层结构时，栅介质层包括位于半导体衬底表面的栅氧化层；所述栅介质层为多层结构时，栅介质层包括：位于半导体衬底表面的界面层和位于界面层表面的栅氧化层。

8.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为氧化硅、氮氧化硅或高k介质材料。

9.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述金属层为单层结构或多层堆叠结构。

10.根据权利要求9所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述金属层为单层结构时，所述金属层包括位于第二阻挡层表面的金属体层；所述金属层为多层堆叠结构时，所述金属层包括：位于第二阻挡层表面的扩散阻挡层、位于扩散阻挡层表面的功函数层和位于功函数层表面的金属体层。

11.根据权利要求10所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述金属体层的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt、Ni、Ti、TiN、TaN、Ta、TaC、TaSiN、W、WN或WSi中的一种或多种。

12.一种晶体管，其特征在于，采用如权利要求1至11中任一项所述的晶体管的形成方法来形成，所述晶体管包括：

半导体衬底；

位于半导体衬底表面的栅介质层；

位于栅介质层表面的第一阻挡层；

位于第一阻挡层表面的第二阻挡层，且所述第二阻挡层的形貌与第一阻挡层形貌互补；

位于第二阻挡层表面的金属层；

位于半导体衬底表面且位于栅介质层、第一阻挡层、第二阻挡层和金属层两侧的层间介质层，且所述层间介质层表面与所述金属层顶部齐平。

13.根据权利要求12所述的晶体管，其特征在于，所述金属层为单层结构或多层堆叠结构。

14.根据权利要求13所述的晶体管，其特征在于，所述金属层为多层结构时，所述金属层包括：位于第二阻挡层表面的扩散阻挡层、位于扩散阻挡层表面的功函数层和位于功函数层表面的金属体层。