[发明专利]NMOS晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有伪栅，所述伪栅的侧壁上形成有侧墙，所述伪栅和侧墙两侧的半导体衬底内形成碳硅源漏区；

在所述半导体衬底上形成介质层，所述介质层的表面与伪栅的表面平齐，碳硅源漏区对靠近其表面或者与其表面接触的侧墙和介质层会产生拉伸应力的作用，在后续去除伪栅形成凹槽后，在拉伸应力的作用下，侧墙和介质层会向凹槽的方向倾斜，使得凹槽的开口宽度减小；

回刻蚀去除部分厚度的伪栅，暴露出侧墙侧壁的部分表面；

刻蚀去除部分高度的侧墙；

去除剩余的伪栅，形成“T”字型的凹槽，“T”字型的凹槽位于向凹槽的方向倾斜的侧墙和介质层之间；

形成填充满“T”字型的凹槽的金属栅极。

2.如权利要求1所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述侧墙包括：位于伪栅侧壁的第一侧墙、位于第一侧墙侧壁表面的第二侧墙、位于第二侧墙侧壁表面的第三侧墙，所述第一侧墙与第二侧墙以及第三侧墙的材料不相同；回刻蚀部分的伪栅，暴露出第一侧墙的部分侧壁；刻蚀去除部分高度的所述第一侧墙。

3.如权利要求2所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，在形成伪栅之前，在所述半导体衬底上形成高K栅介质层，在所述高K栅介质层上形成功能金属层。

4.如权利要求3所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述伪栅和碳硅源漏区的形成过程为：在半导体衬底上形成高K栅介质材料层；在高K栅介质材料层上形成功能金属材料层；在功能金属材料层上形成多晶硅层；在所述多晶硅层上形成图形化的硬掩膜层；以所述图形化的硬掩膜层为掩膜，依次刻蚀所述多晶硅层、功能金属材料层和高K栅介质材料层，在半导体衬底上形成高K栅介质层、位于高K栅介质层上的功能金属层、和位于功能金属层上的伪栅；在所述伪栅的侧壁表面上形成第一侧墙；以所述伪栅和第一侧墙为掩膜，进行浅掺杂离子注入，在伪栅和第一侧墙两侧的半导体衬底内形成浅掺杂区；在所述第一侧墙侧壁表面上形成第二侧墙，在第二侧墙侧壁表面上形成第三侧墙；以所述第三侧墙和伪栅为掩膜，刻蚀所述伪栅和第三侧墙两侧的半导体衬底，在半导体衬底内形成第二凹槽；形成填充满第二凹槽的碳硅源漏区。

5.如权利要求4所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，介质层的形成过程为：形成覆盖所述伪栅、第一侧墙、第二侧墙、第三侧墙、碳硅源漏区和半导体衬底表面的介质材料层；采用化学机械研磨工艺去除部分介质材料层和图形化的硬掩膜层，暴露出伪栅的顶部表面，形成介质层。

6.如权利要求2所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一侧墙的材料为低介电常数的氮化物，所述第三侧墙材料为高介电常数的氮化物。

7.如权利要求6所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，低介电常数的氮化物的材料为掺碳的氮化硅，所述高介电常数的氮化物为氮化硅，所述第二侧墙的材料为氧化硅。

8.如权利要求7所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，采用等离子刻蚀工艺去除部分高度的第一侧墙。

9.如权利要求8所述的NMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述等离子刻蚀采用刻蚀气体为N₂，N₂的流量为50sccm-1000sccm，腔室温度为0-100℃，源功率为100W-1000W，偏置功率为0-300W。