半导体结构及其制造方法技术

本发明专利技术揭示了一种半导体结构及其制造方法。在本发明专利技术提供的半导体结构的制造方法中，包括提供一衬底；在所述衬底上形成鳍式结构；在所述衬底上暴露的所述鳍式结构的两侧形成硅锗层；在所述硅锗层背离所述鳍式结构的一侧形成侧墙；在所述侧墙背离所述硅锗层的一侧形成第一栅极金属层；在所述第一栅极金属层背离所述侧墙的一侧形成铁电层；以及在所述铁电层背离所述第一栅极金属层的一侧形成第二栅极金属层。由此获得的半导体结构，能够改善现有技术中短沟道的掺杂物浓度大，对半导体结构的短沟道产生短沟道损伤(SCE)的状况，并且可以降低接触电阻，从而获得更低的电源电压(Vdd)，显著提高了半导体结构的性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制造方法
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种半导体结构及其制造方法。
技术介绍
在先进互补金属氧化物半导体(CMOS)产业中，随着22nm及更小尺寸的到来，为了改善短沟道效应并提高器件的性能，鳍式场效应晶体管(FinField-effecttransistor，FinFET)由其独特的结构被广泛的采用。FinFET是一种特殊的金属氧化物半导体场效应管，其结构通常是在绝缘体上硅基片上形成，包括狭窄而独立的硅条，作为垂直的沟道结构，也称为鳍片，在鳍片的两侧设置有栅极结构。具体如图1所示，现有技术中的一种FinFET的结构包括：衬底10、源极11、漏极12、鳍片13及围绕在鳍片13两侧及上方的栅极结构14。但是，FinFET依旧存在着需要被改善之处，例如，接触电阻较高，在制造过程中会造成短沟道损伤等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体结构及其制造方法，改善短沟道损伤，降低接触电阻。为解决所述技术问题，本专利技术提供一种半导体结构的制造方法，包括：提供一衬底；在所述衬底上形成鳍式结构；在所述衬底上暴露的所述鳍式结构的两侧形成硅锗层；在所述硅锗层背离所述鳍式结构的一侧形成侧墙；在所述侧墙背离所述硅锗层的一侧形成第一栅极金属层；在所述第一栅极金属层背离所述侧墙的一侧形成铁电层；以及在所述铁电层背离所述第一栅极金属层的一侧形成第二栅极金属层。可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述硅锗层的宽度为5nm-50nm。可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述衬底上具有第一氧化层，所述鳍式结构贯穿所述第一氧化层，所述鳍式结构的上表面高于所述第一氧化层的上表面。可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，在所述硅锗层背离所述鳍式结构的一侧形成侧墙的步骤包括：在所述鳍式结构上形成掩膜层；形成侧墙材料层，所述侧墙材料层覆盖所述掩膜层、硅锗层及所述第一氧化层；形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述侧墙材料层；去除位于所述第一氧化层上的牺牲层和侧墙材料层，并去除位于掩膜层上方的牺牲层，剩余的侧墙材料层覆盖所述掩膜层和硅锗层，剩余的牺牲层位于所述侧墙材料层背离所述硅锗层的一侧；在所述第一氧化层上形成第二氧化层；去除所述牺牲层高于所述鳍式结构的部分和侧墙材料层高于所述鳍式结构的部分，暴露出所述掩膜层，剩余的所述侧墙材料层形成侧墙。可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，在所述侧墙背离所述硅锗层的一侧形成第一栅极金属层的步骤包括：去除所述牺牲层以形成开口；在所述开口中形成第一栅极金属层。可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述第一栅极金属层的宽度为可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，在所述第一栅极金属层背离所述侧墙的一侧形成铁电层的步骤包括：减薄所述第二氧化层的部分厚度；采用原子层沉积工艺在所述第二氧化层上形成铁电材料层；刻蚀所述铁电材料层形成所述铁电层。可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述铁电层的材料为铁酸铋或钽酸锂。可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述铁电层的宽度为1nm-20nm。可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述第二栅极金属层的宽度为本专利技术还提供一种半导体结构，包括：一衬底，位于所述衬底上的鳍式结构；位于所述衬底上暴露的所述鳍式结构两侧的硅锗层；位于所述硅锗层背离所述鳍式结构的一侧的侧墙；位于所述侧墙背离所述硅锗层的一侧的第一栅极金属层；位于所述第一栅极金属层背离所述侧墙的一侧的铁电层；位于所述铁电层背离所述第一栅极金属层的一侧的第二栅极金属层。可选的，对于所述的半导体结构，所述硅锗层的宽度为5nm-50nm。可选的，对于所述的半导体结构，所述衬底上具有第一氧化层，所述鳍式结构贯穿所述第一氧化层，所述鳍式结构的上表面高于所述第一氧化层的上表面。可选的，对于所述的半导体结构，所述第一栅极金属层的宽度为可选的，对于所述的半导体结构，所述铁电层的材料为铁酸铋或钽酸锂。可选的，对于所述的半导体结构，所述铁电层的宽度为1nm-20nm。可选的，对于所述的半导体结构，所述第二栅极金属层的宽度为本专利技术提供的半导体结构的制造方法中，包括提供一衬底；在所述衬底上形成鳍式结构；在所述衬底上暴露的所述鳍式结构的两侧形成硅锗层；在所述硅锗层背离所述鳍式结构的一侧形成侧墙；在所述侧墙背离所述硅锗层的一侧形成第一栅极金属层；在所述第一栅极金属层背离所述侧墙的一侧形成铁电层；以及在所述铁电层背离所述第一栅极金属层的一侧形成第二栅极金属层。由此获得的半导体结构，能够改善现有技术中短沟道的掺杂物浓度大，对半导体结构的短沟道产生短沟道损伤(SCE)的状况，并且可以降低接触电阻，从而获得更低的电源电压(Vdd)，显著提高了半导体结构的性能。附图说明图1为现有技术中FinFET器件结构的示意图；图2为本专利技术中半导体结构的制造方法的流程图；图3为本专利技术中一实施例中提供的衬底的示意图；图4为本专利技术中一实施例中形成鳍式结构的示意图；图5为本专利技术中一实施例中在鳍式结构两侧形成硅锗层的示意图；图6-图8为本专利技术中一实施例中形成侧墙的示意图；图9为本专利技术中一实施例中形成第一栅极金属层的示意图；图10为本专利技术一实施例中形成铁电层的示意图；图11为本专利技术一实施例中形成第二栅极金属层的示意图。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的半导体结构及其制造方法进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的核心思想是，提供一种半导体结构的制造方法，以提高半导体结构(例如CMOS结构)的性能。所述半导体结构的制造方法包括：步骤S11，提供一衬底；步骤S12，在所述衬底上形成鳍式结构；步骤S13，在所述衬底上暴露的所述鳍式结构的两侧形成硅锗层；步骤S14，在所述硅锗层背离所述鳍式结构的一侧形成侧墙；步骤S15，在所述侧墙背离所述硅锗层的一侧形成第一栅极金属层；步骤S16，在所述第一栅极金属层背离所述侧墙的一侧形成铁电层；以及步骤S17，在所述铁电层背离所述第一栅极金属层的一侧形成第二栅极金属层。下面结合图2-图11对本专利技术的半导体结构及其制造方法进行详细说明。其中图2为本专利技术一实施例中的半导体结构的制造方法的流程图；图3-图11为本专利技术一实施例中半导体结构的制造方法在制造过程中的结构示意图。请参考图2和图3，在本专利技术的半导体结构的制造方法中，具体的，对于步骤S11，所述衬底100的构成材料可以采用未掺杂的单晶硅、掺杂有杂质的单晶硅、绝缘体上硅(SOI)等。作为示例，在本实施例中，衬底100选用单晶硅材料构成。在所述衬底100中还可以形成有埋层(图中未示出)等。此外，对于PMOS而言，所述衬底100中还可以形成有N阱(图中未示出)，并且在形成栅极结构之前，可以对整个N阱进行一次或多次小剂量硼注入，用于调整PMOS的阈值电压Vth。如图4所示，所述步骤S12为在所述衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构的制造方法，包括：提供一衬底；在所述衬底上形成鳍式结构；在所述衬底上暴露的所述鳍式结构的两侧形成硅锗层；在所述硅锗层背离所述鳍式结构的一侧形成侧墙；在所述侧墙背离所述硅锗层的一侧形成第一栅极金属层；在所述第一栅极金属层背离所述侧墙的一侧形成铁电层；以及在所述铁电层背离所述第一栅极金属层的一侧形成第二栅极金属层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的制造方法，包括：提供一衬底；在所述衬底上形成鳍式结构；在所述衬底上暴露的所述鳍式结构的两侧形成硅锗层；在所述硅锗层背离所述鳍式结构的一侧形成侧墙；在所述侧墙背离所述硅锗层的一侧形成第一栅极金属层；在所述第一栅极金属层背离所述侧墙的一侧形成铁电层；以及在所述铁电层背离所述第一栅极金属层的一侧形成第二栅极金属层。2.如权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述硅锗层的宽度为5nm-50nm。3.如权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述衬底上具有第一氧化层，所述鳍式结构贯穿所述第一氧化层，所述鳍式结构的上表面高于所述第一氧化层的上表面。4.如权利要求3所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，在所述硅锗层背离所述鳍式结构的一侧形成侧墙的步骤包括：在所述鳍式结构上形成掩膜层；形成侧墙材料层，所述侧墙材料层覆盖所述掩膜层、硅锗层及所述第一氧化层；形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述侧墙材料层；去除位于所述第一氧化层上的牺牲层和侧墙材料层，并去除位于掩膜层上方的牺牲层，剩余的侧墙材料层覆盖所述掩膜层和硅锗层，剩余的牺牲层位于所述侧墙材料层背离所述硅锗层的一侧；在所述第一氧化层上形成第二氧化层；去除所述牺牲层高于所述鳍式结构的部分和侧墙材料层高于所述鳍式结构的部分，暴露出所述掩膜层，剩余的所述侧墙材料层形成侧墙。5.如权利要求4所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，在所述侧墙背离所述硅锗层的一侧形成第一栅极金属层的步骤包括：去除所述牺牲层以形成开口；在所述开口中形成第一栅极金属层。6.如权利要求1或5所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，刘盼盼，
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