【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例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
1、为了更好的适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐开始从平面 晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如：鳍式场效应晶体管 (finfet)等。其中，鳍式场效应晶体管中，栅极三面包围鳍状(fin)的沟道； 全包围栅极晶体管中，与平面晶体管相比，鳍式场效应晶体管的栅极对沟道的 控制能力更强，能够更好的抑制短沟道效应。
2、并且，栅极结构通常包括功函数层，且通常在不同区域通过调整功函数层 金属的材料类型和厚度，以调整不同区域的栅极结构的功函数值，进而调整不 同器件的阈值电压vt。
3、但是，鳍部顶部在形成栅极结构的过程中受损的几率较高，导致器件的可 靠性降低。
技术实现思路
1、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，提升半导 体结构的性能。
2、为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种半导体结构，包括：基底，所述 基底包括第一区域和第二区域；所述基底包括衬底和分立于衬底上的器件鳍部； 停止层，位于所述器件鳍部的顶部上方且与器件鳍部顶部间隔悬空设置；第一 栅极结构，位于所述第一区域的衬底上且横跨所述第一区域的器件鳍部，且所 述第一栅极结构填充于所述第一区域的器件鳍部与停止层之间；第二栅极结构， 位于所述第二区域的衬底上且横跨所述第二区域的器件鳍部，且所述第二栅极 结构填充于所述第二区域的器件鳍部与停止层之间；其中，所述第一栅极结构
3、相应的，本专利技术实施例还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基 底，基底包括第一区域和第二区域；基底包括衬底和分立于衬底上的器件鳍部； 在衬底上形成横跨器件鳍部的伪栅结构，伪栅结构包括位于器件鳍部顶部上的 牺牲鳍部、位于牺牲鳍部顶部上的阻挡层、以及覆盖阻挡层顶部、牺牲鳍部和 阻挡层的侧壁及器件鳍部部分侧壁的牺牲栅极；在伪栅结构两侧的器件鳍部中 形成源漏掺杂区，源漏掺杂区暴露出牺牲鳍部和阻挡层；去除牺牲栅极和牺牲 鳍部，形成暴露出阻挡层和器件鳍部的栅极开口，阻挡层与器件鳍部之间间隔 悬空设置；在栅极开口露出的器件鳍部顶部和侧壁以及阻挡层的表面形成栅介 质层；在栅介质层上形成位于第一区域的栅极开口内的第一栅极材料层、以及 位于第二区域的栅极开口内的第二栅极材料层，第一栅极材料层和第二栅极材 料层具有不同的叠层类型和/或材料类型。
4、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：
5、本专利技术实施例提供的半导体结构，器件鳍部顶部上方还间隔悬空设置有停 止层，是由于在半导体结构的形成过程中，器件鳍部的顶部上方还悬空设置有 阻挡层，栅介质层还形成在阻挡层的表面，位于阻挡层底面的栅介质层用于作 为停止层；形成第一栅极结构和第二栅极结构的过程包括形成横跨第一区域的 器件鳍部的第一栅极材料层和横跨第二区域的器件鳍部的第二栅极材料层，以 及去除高于停止层顶面的第一栅极材料层和第二栅极材料层、以及阻挡层的步 骤；其中，形成第一栅极材料层和第二栅极材料层通常包括在第一区域或第二 区域上形成掩膜覆盖层，以对掩膜覆盖层暴露出的区域进行刻蚀的步骤，掩膜 覆盖层相应暴露出第二区域或第一区域，以形成具有不同的叠层类型和/或材料类型的第一栅极材料层和第二栅极材料层，且形成掩膜覆盖层的过程中通常包 括采用各向异性的刻蚀工艺，刻蚀去除位于第二区域或第一区域的栅极开口内 的覆盖材料层的步骤，在进行各向异性的刻蚀工艺的过程中，阻挡层间隔悬空 设置于器件鳍部的顶部上方，能够对器件鳍部的顶部起到保护作用，有利于降 低位于器件鳍部顶部的膜层(例如：栅介质层)受损的风险，相应提升了第一 栅极结构和第二栅极结构的性能，进而提升了半导体结构的性能。
6、此外，停止层顶面还能够定义第一栅极材料层和第二栅极材料层的去除的 停止位置，进而定义第一栅极结构和第二栅极结构的高度，相应有利于精确控 制第一栅极结构和第二栅极结构的高度，提高第一栅极结构的高度一致性和第 二栅极结构的高度一致性。
7、本专利技术实施例提供的半导体结构的形成方法中，伪栅结构包括位于器件鳍 部顶部上的牺牲鳍部、位于牺牲鳍部顶部上的阻挡层、以及覆盖阻挡层顶部、 牺牲鳍部和阻挡层的侧壁及器件鳍部部分侧壁的牺牲栅极；形成第一栅极材料 层和第二栅极材料层通常包括在第一区域或第二区域上形成掩膜覆盖层，以对 掩膜覆盖层暴露出的区域进行刻蚀的步骤，掩膜覆盖层相应暴露出第二区域或 第一区域，以形成具有不同的叠层类型和/或材料类型的第一栅极材料层和第二 栅极材料层，形成掩膜覆盖层的过程中通常包括采用各向异性的刻蚀工艺，刻 蚀去除位于第二区域或第一区域的栅极开口内的覆盖材料层的步骤，在进行各 向异性的刻蚀工艺的过程中，阻挡层间隔悬空设置于器件鳍部的顶部上方，能 够对器件鳍部的顶部起到保护作用，有利于降低位于器件鳍部顶部的膜层受损 的风险，相应提升了第一栅极材料层或第二栅极材料层的性能，进而提升了半 导体结构的性能。
8、可选方案中，位于所述阻挡层底面的栅介质层用于作为停止层；半导体结 构的形成方法还包括：在形成第一栅极材料层和第二栅极材料层之后，去除高 于停止层顶面的第一栅极材料层和第二栅极材料层、以及阻挡层，剩余的第一 栅极材料层用于作为第一栅极结构，剩余的第二栅极材料层用于作为第二栅极 结构，从而停止层还能够起到定义第一栅极结构、第二栅极结构的高度的作用， 进而有利于精确控制第一栅极结构、第二栅极结构的高度、以及提高第一栅极 结构的高度一致性和第二栅极结构的高度一致性。
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1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述器件鳍部顶部上方的第一栅极结构和第二栅极结构的顶面具有凹陷；所述栅介质层还位于所述凹陷内，位于所述凹陷内的所述栅介质层用于作为所述停止层。
3.如权利要求1或2所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅极结构和第二栅极结构的顶面、与所述停止层的顶面相齐平。
4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅极结构和第二栅极结构位于相邻所述器件鳍部之间衬底上的部分用于作为第一部分，位于所述器件鳍部顶部上方与停止层之间的部分用于作为第二部分；
5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅极结构包括：第一功函数层，位于所述第一区域的器件鳍部顶部和侧壁的栅介质层上、以及所述停止层的侧壁和底部；第一金属电极，位于所述第一区域的器件鳍部侧壁的第一功函数层上、以及位于所述器件鳍部顶部和所述停止层之间的第一功函数层之间，所述第一金属电极横跨所述第一区域的器件鳍部；
6.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：
7.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
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，在提供基底的步骤中，所述器件鳍部的顶部上形成有初始牺牲鳍部以及位于所述初始牺牲鳍部顶部上的初始阻挡层，所述器件鳍部和初始牺牲鳍部以及初始阻挡层用于构成鳍部叠层；
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，形成源漏掺杂区的步骤包括：在去除所述牺牲栅极暴露出的初始阻挡层和初始牺牲鳍部之后，在所述牺牲栅极露出的器件鳍部中形成源漏凹槽；在源漏凹槽中形成所述源漏掺杂区。
10.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述源漏凹槽之后，且在源漏凹槽中形成所述源漏掺杂区之前；或者，在去除所述牺牲栅极暴露出的初始阻挡层和初始牺牲鳍部之后，且在形成所述源漏凹槽之前，所述半导体结构的形成方法还包括：
11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体结构的形成方法还包括：在形成所述牺牲栅极之后，且在去除所述牺牲栅极暴露出的初始阻挡层和初始牺牲鳍部之前，在所述牺牲栅极的侧壁上形成第一侧墙。
12.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在去除所述牺牲栅极暴露出的初始阻挡层和初始牺牲鳍部之后，且在形成所述源漏凹槽之前，所述半导体结构的形成方法还包括：在所述伪栅结构的侧壁上形成栅极侧墙。
13.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成栅极开口的步骤包括：去除所述牺牲栅极，形成暴露出所述阻挡层和牺牲鳍部的顶部开口；通过所述顶部开口，去除暴露出的所述牺牲鳍部，形成位于所述器件鳍部和阻挡层之间的底部开口，所述底部开口和顶部开口用于构成所述栅极开口。
14.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述第一栅极材料层和第二栅极材料层的步骤包括：在所述栅介质层上形成第一功函数膜；
15.如权利要求14所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除位于所述第一区域的第一功函数膜的步骤包括：形成填充所述第二区域的栅极开口的掩膜覆盖层，暴露出所述第一区域的栅极开口；
16.如权利要求15所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述掩膜覆盖层的步骤包括：形成填充所述栅极开口的覆盖材料层；采用各向异性的刻蚀工艺，去除位于所述第一区域的所述覆盖材料层，暴露出所述第一区域的栅极开口，剩余的所述覆盖材料层用于作为所述掩膜覆盖层。
17.如权利要求15所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述掩膜覆盖层暴露出的所述第一功函数膜的工艺包括各向同性的刻蚀工艺。
18.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述栅介质层的步骤中，位于所述阻挡层底面的栅介质层用于作为停止层；所述半导体结构的形成方法还包括：在形成所述第一栅极材料层和第二栅极材料层之后，去除高于所述停止层顶面的第一栅极材料层和第二栅极材料层、以及所述阻挡层，剩余的所述第一栅极材料层用于作为第一栅极结构，剩余的所述第二栅极材料层用于作为第二栅极结构。
19.如权利要求18所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除高于所述停止层顶面的第一栅极材料层和第二栅极材料层、以及所述阻挡层的步骤包括：以所述阻挡层的顶...
【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述器件鳍部顶部上方的第一栅极结构和第二栅极结构的顶面具有凹陷；所述栅介质层还位于所述凹陷内，位于所述凹陷内的所述栅介质层用于作为所述停止层。
3.如权利要求1或2所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅极结构和第二栅极结构的顶面、与所述停止层的顶面相齐平。
4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅极结构和第二栅极结构位于相邻所述器件鳍部之间衬底上的部分用于作为第一部分，位于所述器件鳍部顶部上方与停止层之间的部分用于作为第二部分；
5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅极结构包括：第一功函数层，位于所述第一区域的器件鳍部顶部和侧壁的栅介质层上、以及所述停止层的侧壁和底部；第一金属电极，位于所述第一区域的器件鳍部侧壁的第一功函数层上、以及位于所述器件鳍部顶部和所述停止层之间的第一功函数层之间，所述第一金属电极横跨所述第一区域的器件鳍部；
6.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：隔离层，位于所述衬底上且围绕所述器件鳍部，所述隔离层的顶部低于所述器件鳍部的顶部；层间介质层，位于所述第一栅极结构和第二栅极结构侧部的隔离层上且覆盖所述源漏掺杂区；
7.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
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，在提供基底的步骤中，所述器件鳍部的顶部上形成有初始牺牲鳍部以及位于所述初始牺牲鳍部顶部上的初始阻挡层，所述器件鳍部和初始牺牲鳍部以及初始阻挡层用于构成鳍部叠层；
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，形成源漏掺杂区的步骤包括：在去除所述牺牲栅极暴露出的初始阻挡层和初始牺牲鳍部之后，在所述牺牲栅极露出的器件鳍部中形成源漏凹槽；在源漏凹槽中形成所述源漏掺杂区。
10.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述源漏凹槽之后，且在源漏凹槽中形成所述源漏掺杂区之前；或者，在去除所述牺牲栅极暴露出的初始阻挡层和初始牺牲鳍部之后，且在形成所述源漏凹槽之前，所述半导体结构的形成方法还包括：
11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体结构的形成方法还包括：在形成所述牺牲栅极之后，且在去除所述牺牲栅极暴露出的初始阻挡层和初始牺牲鳍部之前，在所述牺牲栅极的侧壁上形成第一侧墙。
12.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在去除所述牺牲栅极暴露出的初始阻挡层和初始牺牲鳍部之后，且在形成所述源漏凹槽之前，所述半导体结构的形成方法还包括：在所述伪栅结构的侧壁上形成栅极侧墙。
13.如权利要求7所述的半导体结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：涂武涛，王彦，邱晶，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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