A semiconductor structure and its forming method include: forming a gate dielectric layer on the substrate of the first N region, the second N region, the first P region and the second P region, and forming a first power function layer on the gate dielectric layer; reducing a gate dielectric layer below the first power function layer of the first P region to increase the first P region Oxygen vacancy content in the gate dielectric layer; after the reduction process, a second power function layer is formed on the first power function layer of the first P region and the second P region; a third power function layer is formed on the first power function layer of the second N region, on the second power function layer of the first P region and the second power function layer of the second P region; and a third power function layer is formed on the first N region. The N function function layer is formed on the first function function layer and the third function function layer. The invention reduces the complexity of the semiconductor structure forming process, saves the process steps, and reduces the number of work function layers required for the semiconductor structure.
【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造
,特别涉及一种半导体结构及其形成方法。
技术介绍
集成电路尤其超大规模集成电路的主要半导体器件是金属-氧化物-半导体场效应管(MOS晶体管)。随着集成电路制作技术的不断发展,半导体器件技术节点不断减小,半导体结构的几何尺寸遵循摩尔定律不断缩小。当半导体结构尺寸减小到一定程度时,各种因为半导体结构的物理极限所带来的二级效应相继出现,半导体结构的特征尺寸按比例缩小变得越来越困难。其中,在半导体制作领域,最具挑战性的是如何解决半导体结构漏电流大的问题。半导体结构的漏电流大,主要是由传统栅介质层厚度不断减小所引起的。当前提出的解决方法是,采用高k栅介质材料代替传统的二氧化硅栅介质材料,并使用金属作为栅电极,以避免高k材料与传统栅电极材料发生费米能级钉扎效应以及硼渗透效应。高k金属栅的引入,减小了半导体结构的漏电流。尽管高k金属栅极的引入能够在一定程度上改善半导体结构的电学性能,但是现有技术形成的半导体结构工艺复杂,半导体结构所需的功函数层的层数多,不利于提高形成的半导体结构的性能。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法,减少功函数层的层数,从而改善半导体结构的性能。为解决上述问题,本专利技术提供一种半导体结构的形成方法,包括:提供基底,所述基底包括用于形成第一N型器件的第一N区、用于形成第二N型器件的第二N区、用于形成第一P型器件的第一P区以及用于形成第二P型器件的第二P区,且所述第一N型器件的阈值电压小于第二N型器件的阈值电压,第一P型器件的阈值电压大于第二P型器件的阈值电压;在所 ...
【技术保护点】
1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:提供基底,所述基底包括用于形成第一N型器件的第一N区、用于形成第二N型器件的第二N区、用于形成第一P型器件的第一P区以及用于形成第二P型器件的第二P区,且所述第一N型器件的阈值电压小于第二N型器件的阈值电压,第一P型器件的阈值电压大于第二P型器件的阈值电压;在所述第一N区、第二N区、第一P区以及第二P区的基底上形成栅介质层以及位于所述栅介质层上的第一功函数层;对所述第一P区的第一功函数层下方的栅介质层进行还原处理,增加所述第一P区栅介质层内的氧空位含量;在进行所述还原处理之后,在所述第一P区和第二P区的第一功函数层上形成第二功函数层;在所述第二N区的第一功函数层上、第一P区和第二P区的第二功函数层上形成第三功函数层;在所述第一N区的第一功函数层上、以及所述第三功函数层上形成N型功函数层。
【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:提供基底,所述基底包括用于形成第一N型器件的第一N区、用于形成第二N型器件的第二N区、用于形成第一P型器件的第一P区以及用于形成第二P型器件的第二P区,且所述第一N型器件的阈值电压小于第二N型器件的阈值电压,第一P型器件的阈值电压大于第二P型器件的阈值电压;在所述第一N区、第二N区、第一P区以及第二P区的基底上形成栅介质层以及位于所述栅介质层上的第一功函数层;对所述第一P区的第一功函数层下方的栅介质层进行还原处理,增加所述第一P区栅介质层内的氧空位含量;在进行所述还原处理之后,在所述第一P区和第二P区的第一功函数层上形成第二功函数层;在所述第二N区的第一功函数层上、第一P区和第二P区的第二功函数层上形成第三功函数层;在所述第一N区的第一功函数层上、以及所述第三功函数层上形成N型功函数层。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述还原处理的方法包括:在还原性气体氛围下进行退火工艺。3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述还原性气体包括H2、N2、CO或者H2S中的一种或多种。4.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述还原处理的处理温度在200℃~700℃范围内。5.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述还原处理的方法包括:采用氢等离子体对所述第一P区的栅介质层进行等离子体处理。6.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述等离子体处理的工艺参数包括:采用的功率在10W~100W范围内。7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,在进行所述还原处理之前,还包括,在所述第一N区、第二N区和第二P区的第一功函数层上形成掩膜层;在进行所述还原处理之后,去除所述掩膜层。8.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述掩膜层的材料为非晶硅。9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成所述掩膜层的工艺步骤包括:在所述第一N区、第二N区、第一P区和第二P区的第一功函数层上形成非晶硅膜;在形成所述非晶硅膜之后,对所述第一功函数层进行退火处理;在进行所述退火处理之后,刻蚀去除位于所述第一P区的非晶硅膜,剩余的非晶硅膜...
【专利技术属性】
技术研发人员:贺鑫,
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司,中芯国际集成电路制造北京有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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