半导体结构及其形成方法技术

技术编号:20286000 阅读:21 留言:0更新日期:2019-02-10 18:13
一种半导体结构及其形成方法,方法包括:提供衬底,所述衬底包括第一区域和第二区域;在所述第一区域和第二区域衬底上形成第一初始功函数层;对所述第二区域第一初始功函数层进行保护处理,形成第一功函数层;去除所述第一区域的第一初始功函数层,去除所述第一区域的第一初始功函数层的过程中,所述第一功函数层的去除速率小于所述第一初始功函数层的去除速率。对第二区域第一初始功函数层进行保护处理,形成第一功函数层。所述第一功函数层的去除速率小于所述第一初始功函数层的去除速率,使去除所述第一区域的第一初始功函数层的过程对第一功函数层的损耗较小,从而能够改善所形成半导体结构的性能。

Semiconductor Structure and Its Formation Method

A semiconductor structure and its forming method include: providing a substrate comprising a first region and a second region; forming a first initial work function layer on the first region and a second region substrate; protecting the first initial work function layer in the second region to form a first work function layer; removing the first initial work function layer in the first region, and removing the first work function layer in the first region. In addition to the first initial work function layer in the first region, the removal rate of the first work function layer is lower than that of the first initial work function layer. The first initial work function layer of the second region is protected to form the first work function layer. The removal rate of the first power function layer is less than that of the first initial power function layer, which makes the removal process of the first initial power function layer in the first region have less loss to the first power function layer, thus improving the performance of the formed 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
,尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。
技术介绍
随着半导体技术的不断进步,半导体器件的集成度不断提高,这就要求在一块芯片上能够形成更多的晶体管。阈值电压是晶体管的重要参数,对晶体管的性能具有重要影响。不同功能的晶体管往往对阈值电压具有不同的要求,在形成不同晶体管的过程中,需要对不同晶体管的阈值电压进行调节。为了对不同晶体管的阈值电压进行调节,往往在晶体管的栅介质层上形成功函数层。通过对功函数层的厚度和材料的选择能够使晶体管具有不同的阈值电压。然而,现有的半导体结构的形成方法形成的半导体结构的功函数层的形貌不良,半导体结构性能较差。
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,以改善半导体结构性能。为解决上述问题,本专利技术技术方案提供一种半导体结构的形成方法,包括:提供衬底,所述衬底包括相邻的第一区域和第二区域;在所述第一区域和第二区域衬底上形成介质层,所述介质层中具有从第一区域贯穿至所述第二区域的开口,所述开口暴露出第一区域和第二区域衬底;在所述第一区域和第二区域开口底部形成第一初始功函数层;对所述第二区域第一初始功函数层进行保护处理,形成第一功函数层;去除所述第一区域的第一初始功函数层,去除所述第一区域的第一初始功函数层的过程中,所述第一功函数层的去除速率小于所述第一初始功函数层的去除速率。可选的,所述保护处理的步骤包括:在所述第二区域的第一初始功函数层上形成牺牲层;形成所述牺牲层之后,进行退火处理,部分所述牺牲层与所述第二区域的第一初始功函数层反应形成第一功函数层;所述退火处理之后,去除剩余的牺牲层。可选的,去除所述第一区域的第一初始功函数层之后,去除剩余的牺牲层;或者,去除所述第一区域的第一初始功函数层之前,去除剩余的牺牲层。可选的,所述牺牲层的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶硅锗、多晶硅、多晶锗或多晶硅锗。可选的,形成所述牺牲层的步骤包括:在所述第一区域和第二区域的第一初始功函数层上形成初始牺牲层;去除所述第一区域的初始牺牲层,形成牺牲层。可选的,形成所述初始牺牲层的工艺包括化学气相沉积工艺;去除所述第一区域的初始牺牲层的工艺包括湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺。可选的,所述牺牲层的厚度为30埃~100埃。可选的,去除剩余的牺牲层的工艺包括湿法刻蚀工艺;去除剩余的牺牲层的工艺参数包括:刻蚀液包括:NH4OH溶液,NH4OH与水的体积比为:1:10~20:1;刻蚀温度为25℃~80℃,刻蚀时间为2min~100min。可选的,所述退火处理的工艺包括尖峰退火,退火温度为800℃~1050℃。可选的,所述保护处理的步骤包括:对所述第二区域第一初始功函数层进行离子注入;所述离子注入之后,对所述第二区域的第一初始功函数层进行退火处理,形成第一功函数层。可选的,所述离子注入注入的离子包括硅离子、锗离子或碳离子中的一种或多种组合。可选的,所述第一功函数层的材料包括氮化钛、氮化钽、氧化钛、氧化钽、氮氧化钛或氮氧化钽。可选的,去除所述第一区域第一初始功函数层的工艺包括湿法刻蚀工艺。可选的,去除所述第一区域的第一初始功函数层的工艺参数包括:刻蚀液为NH4OH与H2O2的混合溶液,NH4OH的体积浓度为0.35%~0.45%,H2O2的体积浓度为14%~18%;刻蚀温度为20℃~80℃;或者,所述刻蚀液为H2O2和HCl的混合溶液,HCl的体积浓度为0.9%~1.1%,H2O2的体积浓度为1.3%~1.6%,刻蚀温度为25℃~90℃。可选的,形成所述第一功函数层之前,还包括:在所述第一区域和第二区域开口底部形成栅介质层;在所述栅介质层上形成覆盖层。可选的,所述栅介质层的材料包括高k介质材料;所述覆盖层的材料为氮化钽或氮化钛。可选的,所述衬底包括:基底,以及分别位于所述第一区域和第二区域基底上的鳍部;所述介质层覆盖所述第一区域和第二区域鳍部顶部和侧壁,所述开口底部暴露出所述第一区域和第二区域鳍部部分顶部和侧壁表面。可选的,形成所述介质层和所述开口的步骤包括:形成横跨所述第一区域和第二区域鳍部的伪栅极结构,所述伪栅极结构覆盖所述第一区域和第二区域鳍部部分侧壁和顶部表面;在所述基底上形成介质层,所述介质层覆盖所述伪栅极结构侧壁;去除所述伪栅极结构,在所述介质层中形成开口。可选的,还包括:在所述第一区域衬底和第一功函数层上形成第二功函数层;在所述第二功函数层上形成栅极。相应的,本专利技术技术方案还提供一种半导体结构,包括:衬底,所述衬底包括第一区域和第二区域;位于所述第一区域和第二区域衬底上的介质层,所述介质层中具有自所述第一区域贯穿至第二区域的开口,所述开口暴露出所述第一区域和第二区域衬底;位于所述第一区域开口底部的第一初始功函数层;位于所述第二区域开口底部的第一功函数层,所述第一功函数层的材料与所述第一初始功函数层的材料不相同。与现有技术相比,本专利技术的技术方案具有以下优点:本专利技术的半导体结构的形成方法中,去除所述第一区域的第一初始功函数层之前,对所述第二区域的第一初始功函层进行保护处理,形成第一功函数层。在去除所述第一区域的第一初始功函数层的过程中,所述第一功函数层的去除速率小于所述第一区域的第一初始功函数层的去除速率,则去除所述第一区域的第一初始功函数层的过程对第一功函数层的损耗较小,从而不容易影响所述第一功函数层的功函数。因此,所述形成方法能够改善所形成半导体结构的性能。进一步,所述保护处理的步骤包括:在所述第二区域的第一初始功函数层上形成牺牲层;形成所述牺牲层之后,进行退火处理。所述退火处理能够使所述牺牲层中的原子扩散至所述第二区域的第一初始功函数层中,并与所述第一初始功函数层原子成键,形成所述第一功函数层;所述保护处理的步骤对第一初始功函数层的损伤小,从而能够保证形成的第一功函数层的性能。进一步,所述保护处理的步骤包括:对所述第二区域第一初始功函数层进行离子注入;所述离子注入之后,对所述第二区域的第一初始功函数层进行退火处理,形成第一功函数层。该保护处理的步骤能够简化工艺流程,能降低工艺成本。进一步,去除所述第一区域的第一初始功函数层的工艺为湿法刻蚀工艺。湿法刻蚀工艺不需要使用等离子体,不容易损伤所述第一区域衬底,进而能够改善所形成半导体结构的性能。附图说明图1至图2是一种半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图;图3至图13是本专利技术半导体结构的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。具体实施方式半导体结构的形成方法存在诸多问题,例如:所述形成的半导体结构的性能较差。现结合一种半导体结构的形成方法,分析所述半导体结构的形成方法形成的半导体结构的性能较差的原因:图1和图2是一种半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图。请参考图1,提供衬底100,所述衬底100包括相邻的第一区域A和第二区域B,所述第一区域A和第二区域B衬底100上分别具有鳍部101,所述第一区域A和第二区域B衬底100上具有介质层(图中未示出),所述介质层覆盖所述鳍部101顶部和侧壁,所述介质层中具有自所述第一区域A贯穿至第二区域B的开口,所述开口在垂直于衬底100表面方向上贯穿所述介质层;在所述第一区域A和第二区域B开口底部形成栅介质层110。继续参考图1,在所述第一区域A和第二区域B本文档来自技高网...

【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:提供衬底,所述衬底包括相邻的第一区域和第二区域;在所述第一区域和第二区域衬底上形成介质层,所述介质层中具有从第一区域贯穿至所述第二区域的开口,所述开口暴露出第一区域和第二区域衬底;在所述第一区域和第二区域开口底部形成第一初始功函数层;对所述第二区域第一初始功函数层进行保护处理,形成第一功函数层;去除所述第一区域的第一初始功函数层,去除所述第一区域的第一初始功函数层的过程中,所述第一功函数层的去除速率小于所述第一初始功函数层的去除速率。

【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:提供衬底,所述衬底包括相邻的第一区域和第二区域;在所述第一区域和第二区域衬底上形成介质层,所述介质层中具有从第一区域贯穿至所述第二区域的开口,所述开口暴露出第一区域和第二区域衬底;在所述第一区域和第二区域开口底部形成第一初始功函数层;对所述第二区域第一初始功函数层进行保护处理,形成第一功函数层;去除所述第一区域的第一初始功函数层,去除所述第一区域的第一初始功函数层的过程中,所述第一功函数层的去除速率小于所述第一初始功函数层的去除速率。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,所述保护处理的步骤包括:在所述第二区域的第一初始功函数层上形成牺牲层;形成所述牺牲层之后,进行退火处理,部分所述牺牲层与所述第二区域的第一初始功函数层反应形成第一功函数层;所述退火处理之后,去除剩余的牺牲层。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,去除所述第一区域的第一初始功函数层之后,去除剩余的牺牲层;或者,去除所述第一区域的第一初始功函数层之前,去除剩余的牺牲层。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,所述牺牲层的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶硅锗、多晶硅、多晶锗或多晶硅锗。5.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成所述牺牲层的步骤包括:在所述第一区域和第二区域的第一初始功函数层上形成初始牺牲层;去除所述第一区域的初始牺牲层,形成牺牲层。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,形成所述初始牺牲层的工艺包括化学气相沉积工艺;去除所述第一区域的初始牺牲层的工艺包括湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺。7.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述牺牲层的厚度为30埃~100埃。8.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,去除剩余的牺牲层的工艺包括湿法刻蚀工艺;去除剩余的牺牲层的工艺参数包括:刻蚀液包括:NH4OH溶液,NH4OH与水的体积比为:1:10~20:1;刻蚀温度为25℃~80℃,刻蚀时间为2min~100min。9.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述退火处理的工艺包括尖峰退火,退火温度为800℃~1050℃。10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述保护处理的步骤包括:对所述第二区域第一初始功函数层进行离子注入;所述离子注入之后,对所述第二区域的第一初始功函数层进行退火处理,形成第一功函数层。11.如权利要求10所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:周飞
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造北京有限公司中芯国际集成电路制造上海有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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