晶體管的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及一種晶體管的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多個(gè)MOS晶體管之間相互連接時(shí)，通常通過在單個(gè)MOS晶體管的源極、漏極以及柵極上生長(zhǎng)一層絕緣的層間介質(zhì)層，并在所述層間介質(zhì)層與所述源極、漏極以及柵極對(duì)應(yīng)的位置上開設(shè)接觸孔(Contact Hole)，使所述源極、漏極的一部分露出，然后在所述接觸孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電插塞，所述導(dǎo)電插塞與其他MOS晶體管的源極、漏極連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多個(gè)MOS晶體管之間的互連。
[0003]但是，所述導(dǎo)電插塞與所述源極、漏極之間的導(dǎo)電性能并不理想。而所述導(dǎo)電性能與所述金屬導(dǎo)電插塞的接觸電阻直接相關(guān)，為了減小所述接觸電阻，進(jìn)而改善導(dǎo)電性能，通常需要在形成所述金屬導(dǎo)電插塞之前，在所述接觸孔內(nèi)的源極、漏極以及柵極的露出部分的表面上預(yù)先形成一層接觸層。
[0004]現(xiàn)有的形成所述接觸層的方法為，通過沉積的方式，在所述接觸孔中形成一層金屬，并通過退火處理，使所述金屬層與源極、漏極露出部分的表面反應(yīng)，以形成硅化物(Silicide)。所述硅化物為接觸層，能夠有效降低源極、漏極與所述金屬導(dǎo)電插塞之間的接觸電阻。
[0005]在目前的比較常用的高K介質(zhì)層/金屬柵極工藝中，金屬柵極上方不形成接觸層，由于半導(dǎo)體特征尺寸不斷減小，一般需要進(jìn)行多次接觸孔的刻蝕，通常是先進(jìn)行第一次光刻形成源漏接觸孔，再形成源漏接觸孔底部的接觸層，再進(jìn)行第二次光刻，形成柵極接觸孔。
[0006]然而現(xiàn)有技術(shù)形成接觸孔的方法容易造成硅化物的損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決的問題提供一種晶體管的形成方法，減少接觸孔內(nèi)硅化物受到損傷的問題，提聞晶體管的性能。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種晶體管的形成方法，包括:
[0009]提供襯底；
[0010]形成位于所述襯底中的源極、漏極以及位于所述襯底上的柵極；
[0011]在所述襯底以及所述源極、漏極和柵極上覆蓋介質(zhì)層；
[0012]在所述介質(zhì)層中形成第一接觸孔，使所述第一接觸孔露出源極、漏極；
[0013]在所述第一接觸孔底部形成接觸層；
[0014]在所述第一接觸孔內(nèi)壁及所述接觸層表面覆蓋保護(hù)層；
[0015]在所述介質(zhì)層中形成第二接觸孔，使所述第二接觸孔露出柵極；
[0016]去除第一接觸孔底部的保護(hù)層；
[0017]在所述第一接觸孔、第二接觸孔內(nèi)形成導(dǎo)電插塞。
[0018]可選的，所述襯底為硅襯底，形成所述源極、漏極的步驟包括:
[0019]在所述硅襯底中源極、漏極的對(duì)應(yīng)位置處形成凹槽；
[0020]在所述凹槽中填充鍺硅材料，以形成所述源極、漏極。
[0021]可選的，形成所述接觸層的步驟包括:形成的接觸層為硅化物接觸層。
[0022]可選的，形成所述保護(hù)層的步驟包括:采用原子層沉積法形成所述保護(hù)層。
[0023]可選的，形成所述保護(hù)層的步驟包括:所述保護(hù)層的材料為為氧化硅或氮化硅中的一種或多種。
[0024]可選的，形成所述保護(hù)層的步驟包括:所述保護(hù)層的結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu)或堆疊結(jié)構(gòu)。
[0025]可選的，形成所述保護(hù)層的步驟包括:所述保護(hù)層的厚度為2納米至8納米。
[0026]可選的，形成第二接觸孔之前還需要在所述第一接觸孔內(nèi)及所述介質(zhì)層表面形成有機(jī)抗蝕劑層。
[0027]可選的，形成所述有機(jī)抗蝕劑層的具體工藝包括:采用化學(xué)氣相沉積法形成所述有機(jī)抗蝕劑層。
[0028]可選的，形成第二接觸孔之后還需要去除所述第一接觸孔內(nèi)及所述介質(zhì)層表面的有機(jī)抗蝕劑層。
[0029]可選的，去除第一接觸孔底部的保護(hù)層的步驟包括:對(duì)所述第一接觸孔、第二接觸孔進(jìn)行氬離子轟擊，以去除第一接觸孔底部的保護(hù)層
[0030]可選的，形成所述導(dǎo)電插塞的步驟包括:在所述第一接觸孔、第二接觸孔的內(nèi)壁及底部形成鈦和氮化鈦構(gòu)成的擴(kuò)散阻擋層，再在所述第一接觸孔、第二接觸孔中形成導(dǎo)電層并對(duì)所述導(dǎo)電層表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨。
[0031]可選的，所述導(dǎo)電層的材料為金屬。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0033]在形成源、漏極上的第一接觸孔與形成柵極上的第二接觸孔之間增加了一道形成保護(hù)層的工序，所述保護(hù)層能夠起到在后續(xù)工藝中保護(hù)第一接觸孔底部接觸層不受到刻蝕、清洗、灰化等工藝影響的作用，保證導(dǎo)電插塞與源、漏極之間良好的電連接。
[0034]進(jìn)一步，所述保護(hù)層為采用原子層沉積法形成的氮化物或氧化物或是氮化物與氧化物的堆疊結(jié)構(gòu)，采用原子層沉積法可以使形成得保護(hù)層具有好的保形性，可以完好的覆蓋于較深的第一接觸孔的側(cè)壁，并且不形成針孔，并且采用原子層沉積法可以在納米尺度下精確的控制形成的保護(hù)層的厚度。
【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明晶體管的形成方法一實(shí)施例的流程圖；
[0036]圖2?圖9是圖1中形成方法的各個(gè)步驟晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]針對(duì)【背景技術(shù)】提到的接觸孔內(nèi)硅化物接觸層容易受到損傷的問題，對(duì)晶體管中接觸孔的形成方法進(jìn)行了分析，在形成柵極接觸孔之前，需要在源漏極接觸孔內(nèi)填充有機(jī)抗蝕劑層，為柵極接觸孔的光刻提供平整的表面，在之后去除源漏極接觸孔內(nèi)的有機(jī)抗蝕劑層的過程中，容易對(duì)源漏極接觸孔底部的接觸層造成損傷。此外，向柵極接觸孔、源漏極接觸孔內(nèi)填充導(dǎo)電層之前，需要對(duì)柵極接觸孔、源漏極接觸孔內(nèi)部進(jìn)行清洗，清洗所使用的清洗劑也會(huì)損傷所述硅化物接觸層。
[0038]在形成柵極接觸孔與形成源漏極接觸孔之間增加一道形成保護(hù)層的工序，所述保護(hù)層能夠起到在后續(xù)工藝中保護(hù)第一接觸孔底部接觸層不受到刻蝕、清洗、灰化等工藝影響的作用，保證導(dǎo)電插塞與源、漏極之間良好的電連接。
[0039]為此，本發(fā)明提供一種晶體管的形成方法，參考圖1，包括如下步驟:
[0040]步驟SI，提供襯底；
[0041]步驟S2，形成位于所述襯底中的源極、漏極以及位于所述襯底上的柵極；
[0042]步驟S3，在所述襯底以及所述源極、漏極和柵極上覆蓋介質(zhì)層；
[0043]步驟S4，在所述介質(zhì)層中形成接觸孔，使所述接觸孔露出源極、漏極；
[0044]步驟S5，在所述第一接觸孔底部形成接觸層；
[0045]步驟S6，在所述第一接觸孔內(nèi)壁及所述接觸層表面覆蓋保護(hù)層；
[0046]步驟S7，在所述介質(zhì)層中形成第二接觸孔，使所述第二接觸孔露出柵極；
[0047]步驟S8，去除第一接觸孔底部的保護(hù)層；
[0048]步驟S9，在所述第一接觸孔、第二接觸孔內(nèi)形成導(dǎo)電插塞。
[0049]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0050]參見圖2?圖9，示意了本發(fā)明晶體管的形成方法一實(shí)施例各個(gè)步驟晶體管的結(jié)構(gòu)。
[0051]參考圖2，執(zhí)行步驟SI，提供襯底100。本實(shí)施例中，所述襯底100是硅襯底，但本發(fā)明對(duì)此不做限制，還可以采用其它現(xiàn)有技術(shù)中所采用的襯底材料來形成所述襯底100。
[0052]繼續(xù)參考圖2，執(zhí)行步驟S2，在所述襯底100中形成源極110、漏極120，以及位于所述襯底100上的柵極130。
[0053]本實(shí)施例以PMOS型的晶體管為例，在襯底100上形成柵極130，之后以柵極130對(duì)襯底100進(jìn)行P型摻雜，以在所述襯底100中形成P型的源極110、漏極120。
[0054]在本實(shí)施例中，所述源極110、漏極120采用應(yīng)力鍺硅形成。具體地，形成源極110、漏極120的步驟包括:在所述硅襯底中源極、漏極的對(duì)應(yīng)位置處形成凹槽；在所述凹槽中填充鍺硅材料，對(duì)所述鍺硅材料進(jìn)行P型摻雜，以形成所述源極、漏極。但本發(fā)明對(duì)是否采用應(yīng)力材料形成源極110、漏極12并不作限制。
[0055]在本實(shí)施例中，所述柵極130為金屬柵極。具體地，所述金屬柵極130兩側(cè)設(shè)置有側(cè)墻131，所述金屬柵極130與所述襯底100之間設(shè)置有高K材料形成的絕緣層132。但本發(fā)明對(duì)柵極130、絕緣層132的材料不做限制。
[0056]在本實(shí)施例中，襯底100中還可以設(shè)有隔離結(jié)構(gòu)101，在本實(shí)施例中，所述隔離結(jié)構(gòu)101為淺槽隔離結(jié)構(gòu)。但是，本發(fā)明對(duì)是否形成隔離結(jié)構(gòu)101或者是隔離結(jié)構(gòu)101的類型不作限制，所述隔離結(jié)構(gòu)101還可以是其它隔離結(jié)構(gòu)類型例如局部場(chǎng)氧化隔離。
[0057]參考圖3，執(zhí)行步驟S3，在所述襯底100以及所述源極110、漏極120和柵極130上覆蓋介質(zhì)層30。
[0058]在本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層30包括:
[0059]氧化物隔離層90，覆蓋于所述隔離結(jié)構(gòu)101、源極110、漏極120和柵極130上；依次設(shè)于所述氧化物隔離層90上的停止層80、氧化物隔離層70。
[0060]結(jié)合參考圖3和圖4，執(zhí)行步驟S4，在所述介質(zhì)層80中形成第一接觸孔140，使所述第一接觸孔140露出源極110、漏極120。
[0061 ] 在本實(shí)施例中，在所述介質(zhì)層30上形成硬掩模層50，還在所述硬掩模層50上形成圖案化的光刻膠層40。
[0062]之后，刻蝕將圖案化的光刻膠層40的圖案轉(zhuǎn)移到硬掩模層50中，形成圖案化的硬掩模層50 ;之后以圖案化的硬掩模層50為掩模，通過刻蝕的方去除部分的介質(zhì)層30材料，直到露出源極110以及漏極120為止，以形成第一接觸孔140。
[0063]進(jìn)一步的，去除所述硬掩模層50以及光刻膠層40，使所述介質(zhì)層30的表面露出。
[0064]參考圖5，執(zhí)行步驟S5，在所述第一接觸孔140底