[发明专利]MOS晶体管的形成方法

权利要求书

1.一种MOS晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体基底，所述半导体基底上形成有介质层，所述介质层中形成有开口，所述开口两侧的半导体基底内形成有源区和漏区；

形成自组装单分子层，覆盖所述开口的底部和侧壁，所述自组装单分子层为疏水的；

去除所述开口底部的自组装单分子层，暴露出所述半导体基底；

形成栅介质层，覆盖所述开口底部的半导体基底；

去除所述开口侧壁的自组装单分子层；

在所述开口中形成栅电极，所述栅电极填满所述开口。

2.根据权利要求1所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述自组装单分子层的材料为CH₃(CH₂)_xCH₂SiCl₃，其中，x的值为6至10。

3.根据权利要求2所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述形成自组装单分子层包括：使用n癸基三氯硅烷和乙醇的混合溶液对所述半导体基底进行湿法处理，持续时间为30分钟至24小时。

4.根据权利要求3所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，在形成所述自组装单分子层之前还包括：对所述开口的侧壁和底部的材料表面进行第一预处理，使所述开口的底部和侧壁表面键合有羟基。

5.根据权利要求4所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一预处理包括使用硫酸和双氧水的混合溶液对所述开口的侧壁和底部的材料表面进行湿法处理。

6.根据权利要求3所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，在形成所述自组装单分子层之后还包括：对所述自组装单分子层进行退火。

7.根据权利要求6所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述退火的温度为100℃至120℃，退火时间小于1分钟。

8.根据权利要求1所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述开口侧壁的介质层中还形成有侧墙，所述侧墙的材料为氮化硅。

9.根据权利要求8所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述去除所述开口底部的自组装单分子层包括：对所述开口底部进行去氧化层处理。

10.根据权利要求9所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述去氧化层处理使用的反应溶液为浓度为0.5％至3％氢氟酸溶液，处理时间小于3分钟。

11.根据权利要求1所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，在形成所述栅介质层之前，还包括：对所述开口底部的半导体基底表面进行第二预处理，使其表面为亲水的。

12.根据权利要求11所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二预处理包括：使用双氧水溶液对所述开口底部的半导体基底表面进行湿法处理。

13.根据权利要求1所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述去除所述开口侧壁的自组装单分子层包括：对所述开口侧壁的自组装单分子层进行快速高温氧化处理。

14.根据权利要求1所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为高介电常数材料，所述栅电极的材料为金属。

15.根据权利要求14所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的形成方法为原子层沉积。

16.根据权利要求15所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为HfO，其形成过程中的反应物为HfCl₄和H₂O。

17.根据权利要求15所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为HfO，其形成过程中的反应物为Hf(Obu)₄和O₂。

18.根据权利要求14所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述在所述开口中形成栅电极包括：形成金属材料层，填满所述开口并覆盖所述介质层；对所述金属材料层进行平坦化，至暴露出所述介质层的表面。