半导体结构的形成方法技术

一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，基底包括第一区；在第一区上形成第一栅介质结构；在第一栅介质结构上形成第一阻挡层；对第一阻挡层进行改性处理，形成改性层；在改性层上形成第一扩散层，第一扩散层内具有极化原子；对第一扩散层和第二扩散层进行退火处理，驱动位于第一扩散层内的极化原子扩散至第一栅介质结构内，形成第一极化层。通过对第一阻挡层进行改性处理，形成改性层，形成的改性层能够增强或减弱对极化原子的阻挡作用，从而避免了利用对第一阻挡层的堆叠层数来调节对极化原子的阻挡效果，简化了制程步骤，同时也避免了第一阻挡层的堆叠层数过多而较难填入到相邻的鳍部结构之间的问题，有效提升最终形成的半导体结构的性能。成的半导体结构的性能。成的半导体结构的性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体结构的形成方法。

技术介绍

[0002]MOS(金属-氧化物-半导体)晶体管，是现代集成电路中最重要的元件之一，MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括：位于半导体衬底表面的栅介质层以及位于栅介质层表面的栅电极层；位于栅极结构两侧半导体衬底中的源漏掺杂区。MOS包括PMOS晶体管和NMOS晶体管。
[0003]为了适应集成电路设计中不同晶体管的开关速度的需要，需要形成多个不同阈值电压的晶体管。
[0004]为了减小调节PMOS晶体管和NMOS晶体管的阈值电压，会在PMOS晶体管和NMOS晶体管的栅介质层表面形成对应的功函数层。其中，PMOS晶体管的功函数层需要具有较高的功函数，而NMOS晶体管的功函数层需要具有较低的功函数。在PMOS晶体管和NMOS晶体管中，功函数层的材料不同，以满足各自功函数调节的需要。
[0005]而且PMOS晶体管也可能需要多种不同的阈值电压，现在业界的通常做法是调节PMOS晶体管功函数的厚度，比如PMOS低阈值电压的晶体管的功函数层的厚度比PMOS标准阈值电压晶体管的功函数层的厚度更厚。
[0006]然而，现有技术中Dipole的运用，以及现有技术dipole依旧运用buffer厚度或者本身厚度来调节dipole的量的方法，这些方法在FinFET技术下调节金属功函数时，由于鳍部节距(Fin Pitch)越来越小，鳍部与鳍部的间距也越来越小(如图1所示)，在某些情况下，总功函数层的厚度超过了鳍部之间的间距，则该功函数层的功函数调节能力被鳍部间距所限制。

技术实现思路

[0007]本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构的形成方法，提升形成的多阈值电压鳍式场效应晶体管性能。
[0008]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，所述基底包括第一区和第二区；在所述第一区上形成第一栅介质结构；在所述第二区上形成第二栅介质结构；在所述第一栅介质结构上形成第一阻挡层；在所述第二栅介质结构上形成第二阻挡层；对所述第一阻挡层进行改性处理，形成改性层；在所述改性层上形成第一扩散层，所述第一扩散层内具有极化原子；在所述第二阻挡层上形成第二扩散层，所述第二扩散层内具有所述极化原子；对所述第一扩散层和所述第二扩散层进行退火处理，驱动位于所述第一扩散层内的所述极化原子扩散至所述第一栅介质结构内，形成第一极化层，驱动位于所述第二扩散层内的所述极化原子扩散至所述第二栅介质结构内，形成第二极化层；在形成第一极化层之后，在所述第一区上形成第一栅极结构，所述第一栅极结构两侧的基底内具有第一源漏掺杂层，在所述第一区上形成第一晶体管结构；在形成第二极化层之后，在
所述第二区上形成第二栅极结构，所述第二栅极结构两侧的基底内具有第二源漏掺杂层，在所述第二区上形成第二晶体管结构。
[0009]可选的，所述基底还包括：第三区。
[0010]可选的，在形成所述第一栅介质结构和所述第二栅介质结构之前，还包括：在所述基底上形成介质层，所述介质层内具有第一开口、第二开口和第三开口，所述第一开口位于所述第一区上，所述第二开口位于所述第二区上，所述第三开口位于所述第三区上。
[0011]可选的，在形成所述第一栅介质结构和所述第二栅介质结构的过程中，还包括：在所述第三区上形成第三栅介质结构。
[0012]可选的，所述第一阻挡层和所述第二阻挡层的形成方法包括：在所述第一栅介质结构、第二栅介质结构和第三栅介质结构上形成初始阻挡层；去除位于所述第三栅介质结构上的所述初始阻挡层，在所述第一栅介质结构上形成所述第一阻挡层，在所述第二栅介质结构上形成第二阻挡层。
[0013]可选的，在形成第一扩散层和所述第二扩散层的过程中，还包括：在所述第三栅介质结构上形成第三扩散层，所述第三扩散层内具有所述极化原子。
[0014]可选的，所述第一扩散层、第二扩散层和第三扩散层同时形成。
[0015]可选的，在对所述第一扩散层和所述第二扩散层进行退火处理的过程中，还包括：对所述第三扩散层进行所述退火处理，驱动位于所述第三扩散层内的所述极化原子扩散至所述第三栅介质结构内，形成第三极化层。
[0016]可选的，在形成所述第一极化层、第二极化层和第三极化层之后，还包括：去除所述第一扩散层、第二扩散层、第三扩散层、改性层以及第二阻挡层。
[0017]可选的，所述极化原子包括：La、Ce、Nb、Mg、Sc或Al。
[0018]可选的，所述第一栅介质结构包括：第一栅氧层以及位于所述第一栅氧层上的第一栅介质层；所述第二栅介质结构包括：第二栅氧层以及位于所述第二栅氧层上的第二栅介质层；所述第三栅介质结构包括：第三栅氧层以及位于所述第三栅氧层上的第三栅介质层。
[0019]可选的，所述第一栅介质结构包括第一栅氧层；所述第二栅介质结构包括第二栅氧层；所述第三栅介质结构包括第三栅氧层。
[0020]可选的，在形成第一极化层、第二极化层和第三极化层之后，还包括：在所述第一极化层上形成第一栅介质层；在所述第二极化层上形成第二栅介质层；在所述第三极化层上形成第三栅介质层。
[0021]可选的，所述第一栅氧层、第二栅氧层和第三栅氧层的材料相同，所述第一栅氧层、第二栅氧层和第三栅氧层的材料包括氧化硅。
[0022]可选的，所述第一栅介质层、第二栅介质层和第三栅介质层的材料相同，所述第一栅介质层、第二栅介质层和第三栅介质层的材料包括高K介质材料，所述高K介质材料包括：氧化镧、氧化铈或氧化铪。
[0023]可选的，所述第一阻挡层和所述第二阻挡层的材料相同；所述第一阻挡层和所述第二阻挡层的材料包括：氮化钛或氮氧化钛。
[0024]可选的，当所述第一阻挡层的材料为氮氧化钛时，所述改性处理的方法包括：对位于所述第一阻挡层进行氮离子注入处理，形成所述改性层。
[0025]可选的，所述第一极化层内的所述极化原子的含量为3％～8％；所述第二极化层内的所述极化原子的含量为0.3％～3％；所述第三极化层内的所述极化原子的含量为8％～15％。
[0026]可选的，当所述第一阻挡层的材料为氮化钛时，所述改性处理的方法包括：对位于所述第一阻挡层进行氧化处理，形成所述改性层。
[0027]可选的，所述第一极化层内的所述极化原子的含量为0.1％～3％；所述第二极化层内的所述极化原子的含量为3％～8％；所述第三极化层内的所述极化原子的含量为8％～15％。
[0028]可选的，在形成第三极化层之后，还包括：在所述第三区上形成第三栅极结构，所述第三栅极结构两侧的基底内具有第三源漏掺杂层，在所述第三区上形成第三晶体管结构。
[0029]可选的，第一栅极结构包括：第一功函数层以及位于所述第一功函数层上的第一栅极层。
[0030]可选的，所述第二栅极结构包括：第二功函数层以及位于所述第二功函数层上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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，所述基底包括第一区和第二区；在所述第一区上形成第一栅介质结构；在所述第二区上形成第二栅介质结构；在所述第一栅介质结构上形成第一阻挡层；在所述第二栅介质结构上形成第二阻挡层；对所述第一阻挡层进行改性处理，形成改性层；在所述改性层上形成第一扩散层，所述第一扩散层内具有极化原子；在所述第二阻挡层上形成第二扩散层，所述第二扩散层内具有所述极化原子；对所述第一扩散层和所述第二扩散层进行退火处理，驱动位于所述第一扩散层内的所述极化原子扩散至所述第一栅介质结构内，形成第一极化层，驱动位于所述第二扩散层内的所述极化原子扩散至所述第二栅介质结构内，形成第二极化层；在形成第一极化层之后，在所述第一区上形成第一栅极结构，所述第一栅极结构两侧的基底内具有第一源漏掺杂层，在所述第一区上形成第一晶体管结构；在形成第二极化层之后，在所述第二区上形成第二栅极结构，所述第二栅极结构两侧的基底内具有第二源漏掺杂层，在所述第二区上形成第二晶体管结构。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，所述基底还包括：第三区。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，在形成所述第一栅介质结构和所述第二栅介质结构之前，还包括：在所述基底上形成介质层，所述介质层内具有第一开口、第二开口和第三开口，所述第一开口位于所述第一区上，所述第二开口位于所述第二区上，所述第三开口位于所述第三区上。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，在形成所述第一栅介质结构和所述第二栅介质结构的过程中，还包括：在所述第三区上形成第三栅介质结构。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，所述第一阻挡层和所述第二阻挡层的形成方法包括：在所述第一栅介质结构、第二栅介质结构和第三栅介质结构上形成初始阻挡层；去除位于所述第三栅介质结构上的所述初始阻挡层，在所述第一栅介质结构上形成所述第一阻挡层，在所述第二栅介质结构上形成第二阻挡层。6.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成第一扩散层和所述第二扩散层的过程中，还包括：在所述第三栅介质结构上形成第三扩散层，所述第三扩散层内具有所述极化原子。7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一扩散层、第二扩散层和第三扩散层同时形成。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，在对所述第一扩散层和所述第二扩散层进行退火处理的过程中，还包括：对所述第三扩散层进行所述退火处理，驱动位于所述第三扩散层内的所述极化原子扩散至所述第三栅介质结构内，形成第三极化层。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，在形成所述第一极化层、第二极化层和第三极化层之后，还包括：去除所述第一扩散层、第二扩散层、第三扩散层、改性层以及第二阻挡层。10.如权利要求1或6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述极化原子包括：
La、Ce、Nb、Mg、Sc或Al。11.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金吉松，亚伯拉罕，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：