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      半導體結(jié)構(gòu)及其形成方法與流程

      文檔序號:11136495閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,包括:

      提供襯底,所述襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域,所述襯底的第一區(qū)域和第二區(qū)域表面分別具有偽柵極結(jié)構(gòu),所述襯底表面具有介質(zhì)層,所述介質(zhì)層覆蓋所述偽柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁,且所述介質(zhì)層表面與所述偽柵極結(jié)構(gòu)的頂部表面齊平;

      去除所述偽柵極結(jié)構(gòu),在第一區(qū)域的介質(zhì)層內(nèi)形成第一開口,在第二區(qū)域的介質(zhì)層內(nèi)形成第二開口;

      在所述第一開口和第二開口的底部表面形成柵介質(zhì)層;

      在所述柵介質(zhì)層表面形成柵極,所述柵極的頂部表面低于所述介質(zhì)層的表面;

      在第一區(qū)域的柵極表面形成阻擋層;

      在第二區(qū)域的柵極表面形成第一應力層,所述第一應力層內(nèi)具有氫離子。

      2.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述阻擋層的材料為無氫介質(zhì)材料或少氫介質(zhì)材料;所述少氫介質(zhì)材料包括少氫SiN、少氫SiON、或少氫SiOCN;所述少氫介質(zhì)材料內(nèi)氫離子的原子百分比濃度小于0.5%。

      3.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述第一應力層的材料為應力氮化硅材料;在形成所述第一應力層之后,進行退火工藝,使所述第一應力層發(fā)生形變,使第一應力層向第二區(qū)域的柵極施加應力。

      4.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述阻擋層的形成步驟包括:在所述介質(zhì)層和柵極表面形成阻擋膜;平坦化所述阻擋膜;去除第二區(qū)域的阻擋膜。

      5.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述第一應力層的形成步驟包括:在所述介質(zhì)層表面和第二區(qū)域的柵極表面形成應力膜;平坦化所述應力膜直至暴露出所述介質(zhì)層表面,形成所述第一應力層。

      6.如權(quán)利要求5所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述第一應力層在形成所述阻擋層之后形成,所述應力膜還位于所述阻擋層表面,所述 平坦化工藝暴露出所述介質(zhì)層和阻擋層表面。

      7.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,還包括:位于所述偽柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)襯底內(nèi)的源漏區(qū),所述介質(zhì)層位于所述源漏區(qū)表面。

      8.如權(quán)利要求7所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述源漏區(qū)的形成步驟包括:在所述偽柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底內(nèi)形成第二應力層;在所述第二應力層內(nèi)摻雜離子,形成源漏區(qū)。

      9.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述第一區(qū)域的源漏區(qū)內(nèi)摻雜有P型離子;所述第二區(qū)域的源漏區(qū)內(nèi)摻雜有N型離子。

      10.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述柵介質(zhì)層還位于所述第一開口和第二開口的側(cè)壁表面;所述柵介質(zhì)層和襯底之間還具有界面層;所述界面層的材料為氧化硅。

      11.如權(quán)利要求10所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述柵介質(zhì)層的形成步驟包括:在所述介質(zhì)層表面、第一開口的側(cè)壁和底部表面、以及第二開口的側(cè)壁和底部表面形成柵介質(zhì)膜;平坦化所述柵介質(zhì)膜直至暴露出所述介質(zhì)層表面。

      12.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述柵極包括金屬柵;所述金屬柵的材料包括銅、鎢、鋁或銀。

      13.如權(quán)利要求12所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述柵極還包括:位于第一開口和第二開口側(cè)壁表面和底部的柵介質(zhì)層表面的覆蓋層;位于覆蓋層表面的功函數(shù)層;所述金屬柵位于所述功函數(shù)層表面;所述覆蓋層的材料包括TiN、TaN中的一種或兩種。

      14.如權(quán)利要求13所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,位于第一區(qū)域的功函數(shù)層材料與位于第二區(qū)域的功函數(shù)層材料不同;所述第一區(qū)域的功函數(shù)層材料包括TiN;述第二區(qū)域的功函數(shù)層材料包括TiAl。

      15.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述柵極的形成步驟包括:在所述第一開口和第二開口內(nèi)形成初始柵極,所述初始柵極的頂部表面與所述介質(zhì)層表面齊平;回刻蝕所述初始柵極,使所述初始柵 極的表面低于所述介質(zhì)層表面,形成所述柵極。

      16.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述偽柵極結(jié)構(gòu)包括偽柵極層;所述偽柵極層的材料為多晶硅。

      17.如權(quán)利要求16所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述偽柵極結(jié)構(gòu)還包括:位于偽柵極層和襯底之間的偽柵介質(zhì)層;所述偽柵介質(zhì)層的材料為氧化硅。

      18.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,還包括:位于所述偽柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的側(cè)墻,所述介質(zhì)層位于所述側(cè)墻表面。

      19.如權(quán)利要求1所述的半導體結(jié)構(gòu)的形成方法,其特征在于,所述襯底包括:基底、位于基底表面的鰭部、以及位于基底表面的隔離層,所述隔離層覆蓋鰭部的部分側(cè)壁表面;所述偽柵極結(jié)構(gòu)橫跨于所述鰭部表面,且所述偽柵極結(jié)構(gòu)覆蓋所述鰭部的部分側(cè)壁和頂部表面。

      20.一種采用如權(quán)利要求1至19任一項方法所形成的半導體結(jié)構(gòu),其特征在于,包括:

      襯底,所述襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域,所述襯底表面具有介質(zhì)層;

      位于第一區(qū)域的介質(zhì)層內(nèi)的第一開口;

      位于第二區(qū)域的介質(zhì)層內(nèi)的第二開口;

      位于所述第一開口和第二開口的底部表面的柵介質(zhì)層;

      位于所述柵介質(zhì)層表面的柵極,所述柵極的頂部表面低于所述介質(zhì)層的表面;

      位于第一區(qū)域的柵極表面的阻擋層,所述阻擋層填充滿所述第一開口;

      位于第二區(qū)域的柵極表面的第一應力層,所述第一應力層填充滿所述第二開口,所述第一應力層內(nèi)具有氫離子。

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