[发明专利]PMOS晶体管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造领域，特别是涉及一种PMOS晶体管及其制作方法。

背景技术

随着集成电路集成度的提高，半导体器件的尺寸逐步按比例缩小，在半导体器件尺寸按比例缩小的过程中，漏极电压并不随之减小，这就导致源极与漏极之间的沟道区电场增大，在强电场作用下，电子在两次碰撞之间会加速到比热运动速度高许多倍的速度，由于电子的动能很大该电子被称为热电子，从而引起热电子效应（hot electron effect）。热电子效应会导致热电子向栅介质层注入，形成栅电极电流和衬底电流，以致影响半导体器件和电路的可靠性。为了克服热电子效应，有多种对MOS晶体管结构的改进方法，例如双注入结构、埋沟结构、分立栅结构、埋漏结构等等，其中研究较多且实用价值较大的一种是轻掺杂漏（Lightly Doped Drain，简称LDD）结构。轻掺杂漏结构可以降低电场，并可以显著改善热电子效应。

除了改进热电子效应以提高MOS晶体管的性能外，由于应力可以改变硅材质的能隙和载流子迁移率，因此通过应力来提高MOS晶体管的性能成为越来越常用的手段。具体地，通过适当控制应力，可以提高载流子（NMOS晶体管中的电子，PMOS晶体管中的空穴）迁移率，进而提高驱动电流，以此极大地提高MOS晶体管的性能。

以PMOS晶体管为例，可以采用嵌入式硅锗技术（Embedded SiGe Technology）以在晶体管的沟道区域产生压应力，进而提高载流子迁移率。所谓嵌入式硅锗技术是指在半导体衬底的需要形成源极及漏极的区域中埋置硅锗材质，利用硅与硅锗（SiGe）之间的晶格失配对沟道区域产生压应力。

更多关于嵌入式硅锗技术的文献请参照公开号为US7446350B2的美国专利。

然而，本发明人在实际使用上述嵌入式技术的PMOS晶体管过程中，发现仍存在载流子的迁移速率过慢的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是改善PMOS晶体管的载流子迁移速率过慢的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种PMOS晶体管的制作方法，包括：

提供硅衬底，在所述硅衬底上形成栅极结构及侧墙，所述栅极结构至少包括形成在硅衬底上的栅介质层及所述栅介质层上的栅电极层；

在硅衬底中预形成源极及漏极的区域形成sigma形凹槽；

在所述sigma形凹槽内填充硅锗材质，所述硅锗材质的上表面高于所述硅衬底表面；

去除所述侧墙，后至少在所述硅锗材质侧边覆盖保护层，光刻胶残留物去除溶液对所述保护层的去除速率低于对硅锗材质的去除速率；

采用光刻胶覆盖所述硅衬底的其它区域，以在所述侧墙暴露的硅衬底区域形成轻掺杂区；

采用光刻胶残留物去除溶液清洗所述硅衬底以形成PMOS晶体管，所述清洗过程中，高于所述硅衬底表面的硅锗材质被所述保护层保护。

可选地，至少在所述硅锗材质侧边覆盖保护层包括：

在栅极结构、硅衬底表面及硅锗材质上覆盖一保护层；

回蚀所述保护层以暴露出硅衬底表面，保留所述栅极结构及硅锗材质侧边的保护层。

可选地，光刻胶残留物去除溶液包括氨水，双氧水及水。

可选地，所述保护层至少包括氮化硅层、氧化硅层、掺碳氮化硅层或掺氧氮化硅层。

可选地，所述保护层的厚度为

可选地，所述保护层的形成方法包括：炉管工艺、物理气相沉积法、化学气相沉积法或原子层沉积法。

可选地，所述侧墙至少包括氮化硅层，所述氮化硅层的去除溶液为热磷酸。

可选地，所述侧墙至少包括氧化硅层，所述氧化硅层的去除溶液为氢氟酸。

可选地，在所述sigma形凹槽内填充硅锗材质步骤包括：在所述硅锗材质表面形成帽层，所述帽层的材质为硅。

可选地，在所述sigma形凹槽内填充硅锗材质步骤包括：先形成第一硅锗材质层，后形成第二硅锗材质层，所述第二硅锗材质层的锗含量高于所述第一硅锗材质层的锗含量。

可选地，所述硅衬底的其它区域具有半导体器件。

可选地，所述栅极结构还包括覆盖所述栅介质层及所述栅电极层的覆盖层。

此外，本发明还提供上述制作方法形成的PMOS晶体管。