述氮化硅材料的应力层220能够施加拉应力。所述应力层220的厚度为20埃?200埃；当所述应力层220的厚度过厚时，会导致后续形成的开口顶部过大，从而影响所形成的栅极层的尺寸、以及栅极层的性能；当所述应力层220过薄时，则所述开口的顶部所扩大的尺寸不足，依旧容易引起所形成的栅极层内形成空洞的问题；当所述应力层220的厚度在20埃?200埃范围内时，即能够使开口顶部扩大足够尺寸，由能够保证所形成的栅极层尺寸标准、性能稳定。
[0115]所述应力220的形成工艺包括:在所述第一介质层202表面、伪栅极结构201的侧壁和顶部表面形成应力膜；回刻蚀所述应力膜直至暴露出第一介质层202表面以及伪栅极结构201的顶部表面为止，形成所述应力层220。其中，所述应力膜的形成工艺为化学气相沉积工艺；所述回刻蚀工艺为干法刻蚀工艺。
[0116]在形成所述应力层之后，在第一介质层202表面形成第二介质层，所述第二介质层的表面与所述伪栅极结构201的顶部表面齐平；在形成所述第二介质层之后，去除所述伪栅极层210，在第一介质层202和第二介质层内形成开口 ；在所述开口内形成栅极层。所述第二介质层和栅极层的材料以及形成工艺，与前述图9至图11的有关说明相同，在此不作赘述。
[0117]综上，本实施例中，所述伪栅极结构还包括位于所述伪栅极层侧壁表面的侧墙；在减薄所述第一介质层的厚度之后，形成所述应力层之前，去除高于第一介质层表面的侧墙，并在所述伪栅极层暴露出的侧壁表面形成所述应力层。由于所述应力层直接形成于所述栅极层侧壁表面，所述应力层和栅极层之间不具有侧墙进行隔离，从而能够在去除所述栅极层之后，使所述应力层的应力完全得到释放，而不会使所述应力层的应力因保留的侧墙而被削弱，能够使所形成的开口顶部尺寸进一步扩大，则更有利于保证所形成的栅极层内部致密均匀，所形成的栅极层内部不易产生空洞。
[0118]相应的，本发明实施例还提供一种采用上述方法所形成的晶体管，所述晶体管的结构相对于前述实施例的晶体管结构(如图9所示)来说，区别在于:所述侧墙211的顶部与所述第一介质层202的表面齐平，所述应力层220位于高于第一介质层202表面的栅极层的侧壁表面。
[0119]综上，本实施例中，所述侧墙顶部低于所述栅极结构的顶部表面，所述应力层位于所述栅极层侧壁表面，所述应力层和栅极层之间不具有侧墙进行隔离，所述应力层能够使所形成的开口顶部尺寸进一步扩大，则所述栅极层内部更为致密均匀，所述栅极层内部不易产生空洞。
[0120]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种晶体管的形成方法，其特征在于，包括: 提供衬底，所述衬底表面具有伪栅极结构和第一介质层，所述伪栅极结构包括伪栅极层，所述第一介质层覆盖所述伪栅极结构的侧壁，且所述第一介质层的表面与伪栅极结构的表面齐平； 减薄所述第一介质层的厚度，使所述第一介质层的表面低于伪栅极结构的表面，并暴露出伪栅极结构顶部的部分侧壁表面； 在减薄所述第一介质层的厚度之后，在所述伪栅极结构暴露出的侧壁表面形成应力层； 在形成所述应力层之后，在第一介质层表面形成第二介质层，所述第二介质层的表面与所述伪栅极结构的顶部表面齐平； 在形成所述第二介质层之后，去除所述伪栅极层，在第一介质层和第二介质层内形成开口 ； 在所述开口内形成栅极层。2.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述应力层的材料为氮化硅；所述应力层的厚度为20埃?200埃。3.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述应力层的形成工艺包括:在所述第一介质层表面、伪栅极结构暴露出的侧壁和顶部表面形成应力膜；回刻蚀所述应力膜直至暴露出第一介质层表面以及伪栅极结构的顶部表面为止，形成所述应力层。4.如权利要求3所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述应力膜的形成工艺为化学气相沉积工艺；所述回刻蚀工艺为干法刻蚀工艺。5.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述伪栅极结构还包括位于所述伪栅极层侧壁表面的侧墙。6.如权利要求5所述的晶体管的形成方法，其特征在于，还包括:在减薄所述第一介质层的厚度之后，形成所述应力层之前，去除高于第一介质层表面的侧墙，并暴露出高于第一介质层表面的伪栅极层侧壁表面；在所述伪栅极层暴露出的侧壁表面形成所述应力层。7.如权利要求5所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述侧墙的材料为氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、硼氮氧化硅；所述侧墙的形成工艺包括原子层沉积工艺或化学气相沉积工艺；所述侧墙的厚度为10埃?200埃。8.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述伪栅极结构还包括位于衬底表面的伪栅介质层，所述伪栅极层位于所述伪栅介质层表面。9.如权利要求8所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述伪栅介质层的材料为氧化硅；所述伪栅介质层的厚度为5埃?10埃；所述伪栅介质层的形成工艺包括热氧化工艺、原位蒸汽生成工艺或化学气相沉积及工艺。10.如权利要求8所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述伪栅极结构还包括??位于所述伪栅介质层表面的栅介质层，所述伪栅极层位于所述栅介质层表面；在去除所述伪栅极层之后，暴露出所述栅介质层表面。11.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，还包括:在形成所述栅极层之前，在所述开口的侧壁和底部表面形成栅介质层，所述栅极层位于所述栅介质层表面。12.如权利要求10或11所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为高K介质材料，所述高K介质材料包括LaO、A10、BaZrO、HfZrO、HfZrON、HfLaO、HfS1、HfS1N、LaS1、AlS1、HfTaO, HfT1, (Ba, Sr) T13, Al2O3, Si3N4;所述栅介质层的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺；所述栅介质层的厚度为10埃?50埃。13.如权利要求11所述的晶体管的形成方法，其特征在于，在去除所述伪栅极层之后，所形成的开口底部暴露出所述衬底表面；在形成所述栅介质层之前，在所述开口底部的衬底表面形成绝缘层。14.如权利要求13所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述绝缘层的材料为氧化硅或氮氧化硅；所述绝缘层的形成工艺包括热氧化工艺、氮化氧化工艺、化学氧化工艺、化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺、原子层沉积工艺或湿法氧化工艺；所述绝缘层的厚度为5埃?10埃。15.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的形成的工艺包括:在衬底和伪栅极结构表面形成第一介质膜；平坦化所述第一介质膜直至暴露出所述伪栅极结构的顶部表面为止；所述第二介质层的形成的工艺包括:在第一介质层、应力层和伪栅极结构表面形成第二介质膜；平坦化所述第二介质膜直至暴露出所述伪栅极结构的顶部表面为止。16.如权利要求15所述的晶体管的形成方法，其特征在于，还包括:在形成所述介质膜之前，在所述衬底和伪栅极结构表面形成停止层，所述介质膜形成于所述停止层表面；在平坦化所述介质膜之后，去除所述伪栅极结构顶部表面的停止层，并暴露出所述伪栅极结构的顶部表面。17.如权利要求16所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述停止层的材料为氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、硼氮氧化硅；所述停止层的形成工艺为化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺；所述停止层的厚度为10埃?200埃。18.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅极层的材料为金属，所述金属为铝或钨；所述栅极层的形成工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。19.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述衬底为平面基底；或者，所述衬底包括:基底、位于基底表面的鳍部、以及位于基底表面的隔离层，所述隔离层覆盖部分鳍部的侧壁，且所述隔离层的表面低于所述鳍部的顶部表面；所述伪栅极结构横跨于所述鳍部上，且所述伪栅极结构位于部分隔离层表面、以及鳍部的侧壁和顶部表面。20.一种采用如权利要求1至19任一项方法所形成的晶体管，其特征在于，包括: 衬底；位于所述衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括栅极层； 位于所述衬底表面的第一介质层，所述第一介质层覆盖所述栅极结构的部分侧壁，所述第一介质层的表面低于栅极结构的表面，并暴露出栅极结构顶部的部分侧壁表面； 位于所述栅极结构暴露出的侧壁表面的应力层。
【专利摘要】一种晶体管及其形成方法，晶体管的形成方法包括：提供衬底，衬底表面具有伪栅极结构和第一介质层，伪栅极结构包括伪栅极层，第一介质层覆盖伪栅极结构的侧壁，且第一介质层的表面与伪栅极结构的表面齐平；减薄第一介质层的厚度，使第一介质层的表面低于伪栅极结构的表面，并暴露出伪栅极结构顶部的部分侧壁表面；在减薄第一介质层的厚度之后，在伪栅极结构暴露出的侧壁表面形成应力层；在形成应力层之后，在第一介质层表面形成第二介质层，第二介质层的表面与伪栅极结构的顶部表面齐平；在形成第二介质层之后，去除伪栅极层，在第一介质层和第二介质层内形成开口；在开口内形成栅极层。所形成的晶体管的性能提高。
【IPC分类】H01L21/336, H01L21/28, H01L29/423, H01L29/78
【公开号】CN105633135
【申请号】CN201410624231
【发明人】赵杰
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月6日
【公告号】US20160133744