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，其中方法包括：提供衬底，所述衬底包括第一区；在所述第一区上形成第一栅极；在所述第一栅极上形成两个以上的第二栅极结构，所述第二栅极结构包括第二栅极，所述第二栅极和第一栅极的材料不同，所述第二栅极结构位于所述第一栅极上部，用于保护所述第一栅极，在机械化学研磨的过程中，不容易产生“凹陷”缺陷，达到改善所述第一栅极结构完整性的目的，从而得到性能更优化的栅极结构。结构。结构。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路制造技术的不断发展，为了达到更快的运算速度、更大的数据存储量以及更多的功能，集成电路芯片朝向更高的器件密度、更高的集成度方向发展。通常一套完整的集成电路包含集成在同一半导体衬底上的第一区器件和第二区器件，所述第一区器件至少为一个，所述第一区器件为至少一个输入/输出器件，所述第二区器件形成第二区内，用于实现集成电路主要的功能，所述输入/输出器件用于为第二区器件提供相应的输入信号或者将第二区器件的相应信号输出，所述输入/输出器件的工作电压高于所述第二区器件的工作电压。由于第一区器件和第二区器件工作电压的不同，相应的器件的结构也不同。
[0003]随着集成电路技术不断发展到纳米级以下，集成电路设计需求与现有的器件工艺可能产生不兼容的问题，如现有器件性能无法满足电路设计需求，因此需要不断引入新的先进工艺，来不断改善器件的性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，能够改善半导体结构的性能。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底包括第一区；位于第一区上的第一栅极；位于部分所述第一栅极上的两个以上的第二栅极结构，所述第二栅极结构包括第二栅极，所述第二栅极和第一栅极的材料不同。
[0006]可选的，所述第二栅极的材料的电阻率低于所述第一栅极的材料的电阻率。/>[0007]可选的，所述第二栅极的材料包括金属；所述金属包括铜、铝或者钨；所述第一栅极的材料包括多晶硅。
[0008]可选的，所述第一栅极内具有第一掺杂离子；所述第一掺杂离子为N型离子或P型离子。
[0009]可选的，还包括：位于所述第一栅极表面的改性层，所述改性层位于所述第二栅极结构之间。
[0010]可选的，所述改性层的材料包括金属硅化物。
[0011]可选的，还包括：位于所述第一栅极两侧的所述第一区内的第一源漏区；所述第一源漏区内具有第二掺杂离子。
[0012]可选的，所述衬底还包括第二区。
[0013]可选的，还包括：位于所述第二区上的第三栅极结构；所述第三栅极结构包括第三栅极，所述第三栅极的材料包括金属。
[0014]可选的，所述第三栅极结构还包括：位于所述第三栅极和所述第二区之间的第三
栅介质层。
[0015]可选的，所述第三栅介质层的材料包括高K介质材料。
[0016]可选的，所述第三栅极结构还包括：位于所述第二区与所述第三栅介质层之间的氧化层；位于所述第三栅介质层和所述第三栅极之间的金属化合物层。
[0017]可选的，还包括：分别位于所述第三栅极结构两侧的所述第二区内的第二源漏区；所述第二源漏区内具有第三掺杂离子。
[0018]可选的，所述第二栅极结构沿栅极宽度方向的尺寸小于或等于2微米。
[0019]可选的，还包括：位于所述第一栅极和所述第一区之间的第一栅介质层。
[0020]可选的，所述第一栅介质层的材料包括氧化硅。
[0021]可选的，还包括：位于所述第二栅极和所述第一栅极之间的第二栅介质层。
[0022]可选的，所述第二栅介质层的材料包括高K介质材料。
[0023]可选的，还包括：位于所述第一栅极与第二栅介质层之间的氧化层；位于所述第二栅介质层和所述第二栅极之间的金属化合物层。
[0024]相应的，本专利技术的技术方案还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括第一区；在所述第一区上形成第一栅极；在所述第一栅极上形成两个以上的第二栅极结构，所述第二栅极结构包括第二栅极，所述第二栅极和第一栅极的材料不同。
[0025]可选的，所述第一栅极的材料包括多晶硅。
[0026]可选的，还包括：在所述第一栅极和所述第一区之间形成第一栅介质层。
[0027]可选的，所述第一栅介质层的材料包括氧化硅。
[0028]可选的，所述第一栅极的形成方法包括：在所述第一区上形成第一栅极层；图形化所述第一栅极层以形成第一栅极。
[0029]可选的，所述第一栅极的形成方法还包括：在所述第一栅极层内掺杂第一掺杂离子；所述第一掺杂离子为N型或P型。
[0030]可选的，所述第二栅极的材料包括金属。
[0031]可选的，所述第二栅极结构还包括位于所述第二栅极和所述第一栅极之间的第二栅介质层。
[0032]可选的，所述第二栅介质层的材料包括高K介质材料。
[0033]可选的，所述第二栅极结构还包括：位于所述第一栅极与第二栅介质层之间的氧化层；位于所述第二栅介质层和所述第二栅极之间的金属化合物层。
[0034]可选的，所述第二栅极结构的形成方法包括：在第一栅极上形成两个以上第一伪栅极结构，所述第一伪栅极结构包括第一伪栅极；以所述第二栅极替代所述第一伪栅极。
[0035]可选的，所述第二栅极结构的形成方法还包括：在所述衬底表面形成层间介质层，所述层间介质层还位于所述第一栅极侧壁和表面、以及所述第一伪栅极的侧壁，且所述层间介质层暴露出所述第一伪栅极；刻蚀去除所述第一伪栅极，在所述层间介质层内形成多个第一沟槽；在所述第一沟槽内填充形成第二栅极。
[0036]可选的，形成第一栅极的同时形成第一伪栅极结构；形成所述第一栅极和第一伪栅极结构的方法包括：在所述第一区上形成第一栅极层；刻蚀部分所述第一栅极层，以形成所述第一栅极和所述第一栅极上两个以上的所述第一伪栅极。
[0037]可选的，形成所述第一伪栅极结构的方法包括：在所述第一区上形成第一栅极层，
在所述第一栅极层表面形成第一伪栅极层；图形化所述第一伪栅极层和所述第一栅极层，以形成第一栅极和所述第一栅极上的两个以上所述第一伪栅极。
[0038]可选的，所述第一伪栅极结构还包括：位于所述第一伪栅极上的第一硬掩膜层；所述第一伪栅极结构和第一栅极的形成方法还包括：在所述第一伪栅极层上形成所述第一硬掩膜层；以所述第一硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一伪栅极层，直到露出所述第一栅极层表面，形成所述第一伪栅极；以第一硬掩模层为掩膜，刻蚀被第一伪栅极层暴露出的所述第一栅极层，直到露出所述第一区表面，形成第一栅极。
[0039]可选的，所述第一硬掩膜层的形成方法包括：在所述第一伪栅极层表面形成初始第一硬掩膜层，刻蚀所述初始第一硬掩膜层，直到露出部分所述第一伪栅极层表面。
[0040]可选的，形成第一栅极后，形成所述第二栅极结构前，还包括：在所述第一栅极两侧的所述第一区内形成第一源漏区，所述第一源漏区内具有第二掺杂离子。
[0041]可选的，形成所述第一伪栅极结构后，形成所述第二栅极结构前，还包括：在所述第一栅极表面形成改性层，所述改性层位于所述第一伪栅极结构之间。
[0042]可选的，所述改性层的材料包括金属硅化物；所述改性层的形成工艺包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括第一区；位于所述第一区上的第一栅极；位于部分所述第一栅极上的两个以上的第二栅极结构，所述第二栅极结构包括第二栅极，所述第二栅极和第一栅极的材料不同。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第二栅极的材料的电阻率低于所述第一栅极的材料的电阻率。3.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第二栅极的材料包括金属；所述金属包括铜、铝或者钨；所述第一栅极的材料包括多晶硅。4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅极内具有第一掺杂离子；所述第一掺杂离子为N型离子或P型离子。5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第一栅极表面的改性层，所述改性层位于所述第二栅极结构之间。6.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述改性层的材料包括金属硅化物。7.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第一栅极两侧的所述第一区内的第一源漏区；所述第一源漏区内具有第二掺杂离子。8.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述衬底还包括第二区。9.如权利要求8所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第二区上的第三栅极结构；所述第三栅极结构包括第三栅极，所述第三栅极的材料包括金属。10.如权利要求9所述的半导体结构，其特征在于，所述第三栅极结构还包括：位于所述第三栅极和所述第二区之间的第三栅介质层。11.如权利要求10所述的半导体结构，其特征在于，所述第三栅介质层的材料包括高K介质材料。12.如权利要求11所述的半导体结构，其特征在于，所述第三栅极结构还包括：位于所述第二区与所述第三栅介质层之间的氧化层；位于所述第三栅介质层和所述第三栅极之间的金属化合物层。13.如权利要求9所述的半导体结构，其特征在于，还包括：分别位于所述第三栅极结构两侧的所述第二区内的第二源漏区；所述第二源漏区内具有第三掺杂离子。14.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第二栅极结构沿栅极宽度方向的尺寸小于或等于2微米。15.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第一栅极和所述第一区之间的第一栅介质层。16.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅介质层的材料包括氧化硅。17.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第二栅极和所述第一栅极之间的第二栅介质层。18.如权利要求17所述的半导体结构，其特征在于，所述第二栅介质层的材料包括高K介质材料。19.如权利要求19所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第一栅极与第二
栅介质层之间的氧化层；位于所述第二栅介质层和所述第二栅极之间的金属化合物层。20.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括第一区；在所述第一区上形成第一栅极；在所述第一栅极上形成两个以上的第二栅极结构，所述第二栅极结构包括第二栅极，所述第二栅极和第一栅极的材料不同。21.如权利要求20所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一栅极的材料包括多晶硅。22.如权利要求20所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：在所述第一栅极和所述第一区之间形成第一栅介质层。23.如权利要求22所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一栅介质层的材料包括氧化硅。24.如权利要求20所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一栅极的形成方法包括：在所述第一区上形成第一栅极层；图形化所述第一栅极层以形成第一栅极。25.如权利要求24所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一栅极的形成方法还包括：在所述第一栅极层内掺杂第一掺杂离子；所述第一掺杂离子为N型或P型。26.如权利要求20所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二栅极的材料包括金属。27.如权利要求20所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二栅极结构还包括位于所述第二栅极和所述第一栅极之间的第二栅介质层。28.如权利要求27所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二栅介质层的材料包括高K介质材料。29.如权利要求28所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二栅极结构还包括：位于所述第一栅极与第二栅介质层之间的氧化层；位于所述第二栅介质层和所述第二栅极之间的金属化合物层。30.如权利要求20所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二栅极结构的形成方法包括：在第一栅极上形成两个以上第一伪栅极结构，所述第一伪栅极结构包括第一伪栅极；以所述第二栅极替代所述第一伪栅极。31.如权利要求30所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二栅极结构的形成方法还包括：在所述衬底表面形成层间介质层，所述层间介质层还位于所述第一栅极侧壁和表面、以及所述第一伪栅极的侧壁，且所述层间介质层暴露出所述第一伪栅极；刻蚀去除所述第一伪...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡巧明，
申请(专利权)人：中芯北方集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：