[发明专利]CMOS晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括NMOS区域和PMOS区域，所述NMOS区域和PMOS区域内具有伪栅极，位于所述伪栅极两侧的侧墙，位于所述伪栅极两侧的半导体衬底内的源区和漏区，覆盖所述侧墙以及所述源区和漏区的第一介质层，所述第一介质层的表面与所述伪栅极表面齐平；

去除所述NMOS区域和PMOS区域内的伪栅极，形成第一开口；

在所述第一开口内形成功函数层和位于所述功函数层上的金属栅极；

去除部分所述金属栅极和部分所述功函数层，形成第二开口；

在所述第二开口内形成盖帽金属层；

在所述盖帽金属层上形成第二介质层，所述第二介质层的表面与所述第一介质层的表面齐平；

所述在第一开口内形成功函数层和位于所述功函数层上的金属栅极的工艺包括：

在所述第一开口内形成通用功函数层和位于所述通用功函数层上的PMOS功函数层；

去除所述NMOS区域的PMOS功函数层，去除所述PMOS区域的部分PMOS功函数层和部分通用功函数层；

在所述PMOS区域和NMOS区域形成NMOS功函数层；

在所述NMOS功函数层上形成金属栅极。

2.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，还包括在所述通用功函数层上形成PMOS功函数层后，对所述PMOS功函数层进行离子注入，在所述PMOS功函数层内引入压缩应力。

3.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述通用功函数层为TiN层和TaAl层的堆叠结构，所述TaAl层位于所述TiN层上，所述TiN层具有压缩应力。

4.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述PMOS功函数层为TiN层，所述TiN层具有压缩应力。

5.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述NMOS功函数层为TiC层，所述TiC层具有拉伸应力。

6.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述金属栅极为钨层，所述钨层具有拉伸应力。

7.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：在所述NMOS功函数层上形成金属栅极前，在所述NMOS功函数层上形成阻挡层，所述阻挡层为TiN层。

8.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述去除NMOS区域的PMOS功函数层，去除PMOS区域的部分PMOS功函数层和部分通用功函数层的工艺包括：

在所述PMOS区域的第一开口内形成覆盖所述PMOS功函数层的第一掩膜层，所述第一掩膜层的厚度小于所述第一开口的深度；

以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述PMOS区域和NMOS区域的PMOS功函数层，暴露出所述通用功函数层；

在所述NMOS区域的第一开口内形成覆盖所述通用功函数层的第二掩膜层，所述第二掩膜层的厚度与所述第一开口的深度相同；

以所述第二掩膜层为掩膜，刻蚀所述PMOS区域和NMOS区域的通用功函数层；

去除所述第一掩膜层和第二掩膜层。

9.如权利要求8所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一掩膜层的厚度为所述第一开口深度的50％～70％。

10.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述盖帽金属层的材料为Ti、TiW或TiN。

11.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：在所述第二开口内形成盖帽金属层后，回刻蚀所述盖帽金属层，去除所述侧墙表面的盖帽金属层。

12.如权利要求1所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，还包括位于所述伪栅极下的栅介质层。

13.如权利要求12所述的CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为HfO₂，HfSiO，HfSiON，HfTaO，HfZrO，Al₂O₃和ZrO₂中的一种或几种。