匀，而且等效电学厚度较低，复合高K金属栅晶体管的技术需求。
[0069]所述栅极膜206的材料为金属，所述金属包括铜、钨或铝，所述栅极膜206的形成工艺为化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或电镀工艺。在一实施例中，为了调节所形成的晶体管的阈值电压，在形成所述栅极膜206之前，会在所述栅介质膜205表面形成功函数层。所述功函数层的材料为导电材料，用于调节晶体管的阈值电压，且所述功函数层的材料根据所需形成的晶体管的类型选择，使功函数值更适用于形成PMOS晶体管或NMOS晶体管。
[0070]在其他实施例中，为了防止栅极膜206的金属材料向高K介质材料的栅介质膜205内扩散，在形成功函数层好栅极膜206之前，会在栅介质膜205表面形成阻挡层，所述阻挡层的材料为钛、氮化钛、钽、氮化钽中的一种或多种组合，所述阻挡层的形成工艺为化学气相沉积工艺。
[0071]请参考图11，采用化学机械抛光工艺平坦化所述栅极膜206 (如图9所示)和栅介质膜205 (如图9所示)，直至暴露出介质层203表面为止，在所述开口 204 (如图9所示)内形成栅介质层205a和栅极层206a，所述栅介质层205a位于开口 204的侧壁和底部表面，所述栅极层206a位于栅介质层205a表面且形成填充满所述开口 204。
[0072]本实施例中，由于栅介质膜205和衬底200之间还具有衬垫氧化膜207(如图9所示)，因此在栅介质层205a和开口 204侧壁和底部表面之间形成衬底氧化层207a。
[0073]所述化学机械抛光工艺用于去除介质层203表面的衬垫氧化膜207、栅介质膜205和栅极膜206,使所形成的栅介质层205a和栅极层206a仅形成于开口 204内。由于所述介质层203和停止层202的表面能够保持齐平，因此所述介质层203和停止层202的表面平坦，在所述化学机械抛光工艺中，栅介质膜205和栅极膜206的材料不会残留于介质层203表面或停止层202顶部，能够避免了在栅极层206a顶部因金属材料残留而产生漏电流，从而保证了所形成的晶体管的性能稳定。
[0074]本实施例中，在所述衬底和伪栅极结构表面形成停止层，所述停止层内具有掺杂离子，后续形成的介质层表面与位于伪栅极层顶部的停止层表面齐平。为了去除伪栅极层和伪栅介质层，需要首先去除伪栅极层顶部的停止层，则位于伪栅极结构侧壁表面的停止层顶部与伪栅极层表面齐平，且所述介质层表面高于停止层顶部和伪栅极层表面。在去除伪栅极层后，去除伪栅介质层的过程中，由于所述停止层内具有掺杂离子，使停止层的刻蚀速率降低，所述停止层的顶部表面不会受到削减；同时，所述介质层的表面在去除伪栅介质层的过程中相应降低，直至与所述停止层的顶部表面齐平。因此，在去除所述伪栅介质层之后，所述停止层和介质层表面能够保持平坦，后续形成的栅极层和栅介质层的材料不易残留于停止层和介质层表面，保证了所形成的晶体管性能稳定；而且，无需对晶体管的形成过程进行过多改变即能够达到改善晶体管性能的效果。
[0075]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，所述伪栅极结构包括:位于衬底表面的伪栅介质层、以及位于伪栅介质层表面的伪栅极层； 在所述衬底和伪栅极结构表面形成停止层，所述停止层内具有掺杂离子； 在所述停止层表面形成介质层，所述介质层表面与位于伪栅极层顶部的停止层表面齐平； 去除伪栅极层顶部的停止层、伪栅极层和伪栅介质层，在所述介质层内形成开口； 在所述开口内形成栅介质层和栅极层，所述栅介质层位于开口的侧壁和底部表面，所述栅极层位于栅介质层表面且形成填充满所述开口。
2.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述停止层的材料为氮化硅，所述掺杂离子为碳离子。
3.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述停止层内的掺杂离子的浓度为0.5E15原子/平方厘米?12E15原子/平方厘米。
4.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，在停止层内掺杂所述掺杂离子的工艺为离子注入工艺或原位掺杂工艺。
5.如权利要求4所述的晶体管的形成方法，其特征在于，当在停止层内掺杂所述掺杂离子的工艺为离子注入工艺时，注入能量为200电子伏特?50千电子伏特。
6.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，去除伪栅极层顶部的停止层、伪栅极层和伪栅介质层的工艺包括:刻蚀伪栅极层顶部的停止层，直至暴露出伪栅极层顶部表面为止；在刻蚀伪栅极层顶部的停止层之后，刻蚀所述伪栅极层和伪栅介质层，直至暴露出衬底表面为止。
7.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述伪栅介质层的材料为氧化硅，所述伪栅极层的材料为多晶硅。
8.如权利要求7所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述伪栅介质层的形成工艺包括热氧化工艺。
9.如权利要求7所述的晶体管的形成方法，其特征在于，去除伪栅介质层的工艺为湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺。
10.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:形成栅介质层之前，在所述开口的侧壁和底部表面形成衬垫氧化层，所述栅介质层形成于所述衬垫氧化层表面。
11.如权利要求10所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述衬垫氧化硅层的材料为氧化硅，所述衬垫氧化层的形成工艺为化学气相沉积工艺。
12.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层和栅电极层的形成工艺包括:在介质层表面、以及开口的侧壁和底部表面沉积栅介质膜；在栅介质膜表面沉积填充满开口的栅极膜；采用化学机械抛光工艺平坦化所述栅极膜和栅介质膜，直至暴露出介质层表面为止，所述栅极膜形成栅极层，所述栅介质膜形成栅介质层。
13.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为高K介质材料，所述栅极层的材料为金属。
14.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:位于所述伪栅极层和伪栅介质层两侧的侧壁表面和衬底表面的侧墙。
15.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述介质层的材料为氧化硅，所述介质层的形成工艺包括:在停止层表面沉积介质膜；采用化学机械抛光工艺平坦化所述介质膜，直至暴露出伪栅极层顶部表面的停止层，形成介质层。
16.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:在形成停止层之前，所述伪栅极结构两侧的衬底内形成源区和漏区。
【专利摘要】一种晶体管的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底表面具有伪栅极结构，所述伪栅极结构包括：位于衬底表面的伪栅介质层、以及位于伪栅介质层表面的伪栅极层；在所述衬底和伪栅极结构表面形成停止层，所述停止层内具有掺杂离子；在所述停止层表面形成介质层，所述介质层表面与位于伪栅极层顶部的停止层表面齐平；去除伪栅极层顶部的停止层、伪栅极层和伪栅介质层，在所述介质层内形成开口；在所述开口内形成栅介质层和栅极层，所述栅介质层位于开口的侧壁和底部表面，所述栅极层位于栅介质层表面且形成填充满所述开口。所形成的晶体管的性能稳定、形貌良好。
【IPC分类】H01L21-336, H01L21-28
【公开号】CN104752215
【申请号】CN201310745735
【发明人】禹国宾
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月30日