[发明专利]晶体管的形成方法

说明书

本发明提供一种晶体管的形成方法，提供衬底并形成NMOS栅极结构、PMOS栅极结构，先通过对衬底干法刻蚀形成U形凹槽，再对所述U形凹槽进行湿法刻蚀，形成Σ形凹槽，接着在Σ形凹槽进行外延生长锗硅层以形成源区或漏区。在干法刻蚀形成U形凹槽时，将干法刻蚀分成两步，先对所述衬底进行第一干法刻蚀，再对所述衬底进行第二干法刻蚀，第二干法刻蚀采用还原性气体作为刻蚀气体，能够将第一干法刻蚀产生的刻蚀附加产物去除，并且第二干法刻蚀产生的刻蚀附加产物非常少，为后续的湿法刻蚀提供了洁净的表面，使得形成的Σ形凹槽形貌标准且表面平整，后续形成的源区或漏区形貌更佳。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种晶体管的形成方法。

背景技术

在现有的半导体器件中，采用应力技术的方法可以提升半导体器件中沟槽载流子迁移率，这种方法通过物理方法拉伸或是压缩硅晶格来达到提高CMOS器件载流子迁移率以提高晶体管性能。

例如：在PMOS晶体管源区和漏区对应的衬底中形成Σ形凹槽，再在所述Σ形凹槽中外延生长锗硅层，对所述锗硅层进行离子注入形成源区和漏区，所述锗硅层能对PMOS晶体管的沟道施加压应力。对于NMOS晶体管而言，则是在源区和漏区对应的衬底中形成U形凹槽，再在所述U形凹槽中外延生长碳化硅，对所述碳化硅进行离子注入形成源区和漏区，所述碳化硅能对NMOS晶体管的沟道施加张应力。

参考图1和图2，示出了现有技术一种晶体管形成方法的示意图。所述晶体管包括：衬底10，在衬底10中设置隔离结构11，所述隔离结构11将衬底10分成PMOS区和NMOS区，在PMOS区上设置有第一栅极12A、第一栅极12A侧壁的侧墙19A、第一栅极12A顶部的第一硬掩模层13A，在NMOS区上设置有第二栅极12B、第二栅极12B顶部的第二硬掩模层13B。所述晶体管还包括覆盖于第二栅极12B顶部和侧壁以及NMOS区表面的介质层14B，覆盖于介质层14B表面的光刻胶层15，以光刻胶层15以及第一栅极12A、侧墙14A为掩模对PMOS区的衬底10进行干法刻蚀，形成U形凹槽16。

参考图2，去掉光刻胶层15，对U形凹槽16进行湿法刻蚀，以形成Σ形凹槽17。

之后在，在所述Σ形凹槽17外延生长硅锗层用作应力层。

然而现有技术中硅锗层表面平整度较差，从而影响了应力层的质量，进而影响了晶体管的性能。

发明内容

本发明解决的问题是在形成用于外延生长锗硅层的Σ形凹槽的过程中，使Σ形凹槽形貌更标准，能够优化最终形成的具有应力层源区和漏区的晶体管的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种晶体管的形成方法，包括：

提供衬底，包括PMOS区衬底和NMOS区衬底；

在所述衬底的NMOS区衬底上形成NMOS栅极结构，在所述PMOS区衬底上形成PMOS栅极结构；

在所述PMOS栅极结构露出的所述PMOS区衬底中形成Σ形凹槽；

形成Σ形凹槽的步骤包括：

对所述PMOS栅极结构露出的所述PMOS区衬底进行干法蚀刻形成U形凹槽，所述干法蚀刻包括依次进行的第一干法刻蚀以及采用还原性气体的第二干法刻蚀；

对所述U形凹槽进行湿法刻蚀，以形成Σ形凹槽；

在所述Σ形凹槽中形成应力层，以形成源区或漏区。

可选的，所述衬底采用硅衬底，所述第一干法刻蚀的步骤包括：采用包括溴化氢与氯气的混合气体对所述PMOS区衬底进行等离子体刻蚀。