半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供基底；在N型晶体管区和P型晶体管区的基底上形成栅介质层；在栅介质层上形成第一功函数层，用于调整P型晶体管的阈值电压；使P型晶体管区中的第一功函数层转变成第二功函数层，第二功函数层比第一功函数层更难被刻蚀，且用于调整P型晶体管的阈值电压；去除N型晶体管区中的第一功函数层；去除N型晶体管区中的第一功函数层后，形成覆盖N型晶体管区的第三功函数层，用于调整N型晶体管的阈值电压。因为第二功函数层比第一功函数层更难被刻蚀，在刻蚀去除N型晶体管区中的第一功函数层时，P型晶体管区中的第二功函数层被误刻蚀的概率降低，有利于提高半导体结构的电学性能。

Semiconductor structure and its formation method

【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领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。
技术介绍
在目前的半导体产业中，集成电路产品主要可分为三大类型：逻辑、存储器和模拟电路，其中存储器件在集成电路产品中占了相当大的比例。半导体技术的发展，对存储器件进行更为广泛的应用，需要将所述存储器件与其他器件区同时形成在一个芯片上，以形成嵌入式半导体存储装置。例如将所述存储器件内嵌置于中央处理器，则需要使得所述存储器件与嵌入的中央处理器平台进行兼容，并且保持原有的存储器件的规格及对应的电学性能。一般地，需要将所述存储器件与嵌入的标准逻辑装置进行兼容。对于嵌入式半导体器件来说，其通常分为逻辑区和存储区，逻辑区通常包括逻辑器件，存储区则包括存储器件。随着存储技术的发展，出现了各种类型的半导体存储器，例如静态随机随机存储器(SRAM，StaticRandomAccessMemory)、动态随机存储器(DRAM，DynamicRandomAccessMemory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，ErasableProgrammableRead-OnlyMemory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，ElectricallyErasableProgrammableRead-Only)和闪存(Flash)。静态随机存储器具有低功耗和较快工作速度等优点，因此静态随机存储器及其形成方法受到越来越多的关注。
技术实现思路
本专利技术实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，优化半导体结构的电学性能。为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括相邻的N型晶体管区和P型晶体管区；在所述N型晶体管区和P型晶体管区的基底上形成栅介质层；在所述栅介质层上形成第一功函数层，用于调整P型晶体管的阈值电压；使所述P型晶体管区中的第一功函数层转变成第二功函数层，所述第二功函数层比所述第一功函数层更难被刻蚀，且用于调整P型晶体管的阈值电压；去除N型晶体管区中的第一功函数层；去除所述N型晶体管区中的第一功函数层后，形成覆盖所述N型晶体管区的第三功函数层，用于调整N型晶体管的阈值电压。可选的，形成第二功函数层的步骤包括：形成覆盖N型晶体管区且露出P型晶体管区第一功函数层的掩膜层；所述P型晶体管区中的第一功函数层与改性气体反应，形成第二功函数层。可选的，所述改性气体为SiH4或SiH2Cl2。可选的，形成第二功函数层的步骤包括：形成覆盖N型晶体管区且露出P型晶体管区中第一功函数层的掩膜层；在所述P型晶体管区的第一功函数层中掺杂离子，形成第二功函数层。可选的，通过离子注入的方式在所述第一功函数层中掺杂Si、N或C。可选的，所述第二功函数层中Si的质量百分比高于所述第一功函数层中Si的质量百分比；或者，所述第二功函数层中N的质量百分比高于所述第一功函数层中N的质量百分比；或者，所述第二功函数层中C的质量百分比高于所述第一功函数层中C的质量百分比。可选的，所述第一功函数层的材料为TiN或TaN。可选的，所述第一功函数层的材料为TiN，所述第二功函数层的材料为TiSiN、TiCN和富氮氮化钛中的一种或几种；或者，所述第一功函数层的材料为TaN，所述第二功函数层的材料为TaSiN、TaCN和富氮氮化钽中的一种或几种。可选的，所述第三功函数层的材料为TiAl、TaAlN、TiAlN、TiC、TaCN、AlN和TiAlC中的一种或几种。可选的，所述半导体结构的形成方法包括：在形成栅介质层之后，在形成第一功函数层之前，形成覆盖所述栅介质层的抗刻蚀层；在去除所述N型晶体管区中的所述第一功函数层的步骤中，以所述抗刻蚀层为停止层。可选的，所述抗刻蚀层的材料为TaN。可选的，所述抗刻蚀层的厚度为0.7纳米至1纳米。可选的，采用湿法刻蚀工艺去除所述N型晶体管区中的第一功函数层。可选的，湿法刻蚀工艺参数包括：依次进行的第一清洁步骤和第二清洗步骤；所述第一清洗步骤使用的清洗溶液包括NH4溶液和H2O2溶液；清洗温度为30℃至50℃；所述第二清洁步骤使用的清洗溶液包括HCl溶液和H2O2溶液；清洗温度为40℃至60℃。相应的，本专利技术实施例还提供一种半导体结构，包括：基底，所述基底包括N型晶体管区和P型晶体管区；栅介质层，位于所述N型晶体管区和P型晶体管区的基底上；第二功函数层，位于所述P型晶体管区的所述基底上，用于调整P型晶体管的阈值电压，所述第二功函数层的材料为富Si、富C或富N中的一种或几种；第三功函数层，位于所述N型晶体管区的所述基底上，用于调整N型晶体管的阈值电压。可选的，所述基底包括：衬底以及位于所述衬底上分立的鳍部。可选的，所述第三功函数层的材料为TiAl、TaAlN、TiAlN、TiC、TaCN、AlN和TiAlC中的一种或几种。可选的，所述第三功函数层，还位于所述第二功函数层上。可选的，抗刻蚀层，位于所述基底上，且所述第二功函数层和第三功函数位于所述抗刻蚀层上。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下优点：本专利技术实施例中，将P型晶体管区中的第一功函数层转变成第二功函数层，所述第二功函数层比所述第一功函数层更难被刻蚀，且用于调整P型晶体管的阈值电压；形成覆盖所述N型晶体管区的第三功函数层。在NMOS晶体管区和PMOS晶体管区交界处第一功函数层与第二功函数层之间会具有N/P界面(N/PBoundaryInterface)，因为所述第二功函数层比所述第一功函数层更难被刻蚀，在刻蚀去除所述N型晶体管区中的第一功函数层时，P型晶体管区中的第二功函数层被误刻蚀的概率降低，P型晶体管区中，靠近在所述N/P界面处不易形成凹槽，相应的，后形成的第三功函数层不会误入P型晶体管区中，因此所述P型晶体管区和N型晶体管区的阈值电压不易受到影响，从而P型晶体管区和N型晶体管区之间的电学参数匹配良好，所述半导体结构的电学性能得到提高。附图说明图1至图5是一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图；图6至图14是本专利技术实施例半导体结构的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，目前所形成的器件仍有性能不佳的问题。现结合一种半导体结构的形成方法分析器件性能不佳的原因。参考图1至图5，示出了一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图。以所述半导体结构为SRAM器件为例，如图1和图2所示，图1为所述半导体结构的俯视结构示意图，图2为图1中A—A方向的剖视图。所述SRAM器件包括上拉(PullUp，PU)晶体管、下拉(PullDown，PD)晶体管以及通道栅(PassGate，PG)晶体管，其中，上拉晶体管为PMOS管，下拉晶体管和通道栅晶体管为NMOS管。以SRAM器件为FinFET器件为例，在图中的虚线框区域中包括一个上拉晶体管和一个下拉晶体管，所述上拉晶体管所在区域为P型晶体管本文档来自技高网...

【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：/n提供基底，所述基底包括相邻的N型晶体管区和P型晶体管区；/n在所述N型晶体管区和P型晶体管区的基底上形成栅介质层；/n在所述栅介质层上形成第一功函数层，用于调整P型晶体管的阈值电压；使所述P型晶体管区中的第一功函数层转变成第二功函数层，所述第二功函数层比所述第一功函数层更难被刻蚀，且用于调整P型晶体管的阈值电压；/n去除N型晶体管区中的第一功函数层；/n去除所述N型晶体管区中的第一功函数层后，形成覆盖所述N型晶体管区的第三功函数层，用于调整N型晶体管的阈值电压。/n

【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，所述基底包括相邻的N型晶体管区和P型晶体管区；
在所述N型晶体管区和P型晶体管区的基底上形成栅介质层；
在所述栅介质层上形成第一功函数层，用于调整P型晶体管的阈值电压；使所述P型晶体管区中的第一功函数层转变成第二功函数层，所述第二功函数层比所述第一功函数层更难被刻蚀，且用于调整P型晶体管的阈值电压；
去除N型晶体管区中的第一功函数层；
去除所述N型晶体管区中的第一功函数层后，形成覆盖所述N型晶体管区的第三功函数层，用于调整N型晶体管的阈值电压。


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，形成第二功函数层的步骤包括：形成覆盖N型晶体管区且露出P型晶体管区第一功函数层的掩膜层；
所述P型晶体管区中的第一功函数层与改性气体反应，形成第二功函数层。


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，所述改性气体为SiH4或SiH2Cl2。


4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成第二功函数层的步骤包括：形成覆盖N型晶体管区且露出P型晶体管区中第一功函数层的掩膜层；
在所述P型晶体管区的第一功函数层中掺杂离子，形成第二功函数层。


5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，通过离子注入的方式在所述第一功函数层中掺杂Si、N或C。


6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二功函数层中Si的质量百分比高于所述第一功函数层中Si的质量百分比；或者，所述第二功函数层中N的质量百分比高于所述第一功函数层中N的质量百分比；或者，
所述第二功函数层中C的质量百分比高于所述第一功函数层中C的质量百分比。


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，所述第一功函数层的材料为TiN或TaN。


8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一功函数层的材料为TiN，所述第二功函数层的材料为TiSiN、TiCN和富氮氮化钛中的一种或几种；
或者，所述第一功函数层的材料为TaN，所述第二功函数层的材料为TaSiN、TaCN和富氮氮化钽中的一种或几种。


9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法...

【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