[發明專利]一種半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201010185025.5
• 申請日: 2010-05-20
• 公開（公告）號: CN102254914A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 朱慧瓏;駱志炯;尹海洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L29/06;H01L21/8238
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 馬佑平

1.一種半導體結構，包括：

半導體襯底，以及形成于所述半導體襯底上的nMOSFET區和pMOSFET區，所述nMOSFET區和pMOSFET區上分別形成有nMOSFET結構和pMOSFET結構；

所述nMOSFET結構包括：第一溝道區，形成于所述nMOSFET區上；以及第一柵堆疊，形成于所述第一溝道區上方；其中所述nMOSFET結構上覆蓋有壓應力材料以給所述第一溝道區提供拉應力；

所述pMOSFET結構包括：第二溝道區，形成于所述pMOSFET區上；以及第二柵堆疊，形成于所述第二溝道區上方；其中所述pMOSFET結構上覆蓋有拉應力材料以給所述第二溝道區提供壓應力。

2.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述第一柵堆疊和第二柵堆疊的高度為25-50nm。

3.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述壓應力材料與拉應力材料之間的接觸界面與所述第一柵堆疊之間的距離，小于所述接觸界面與所述第二柵堆疊之間的距離。

4.根據權利要求3所述的半導體結構，其中，所述第一柵堆疊與所述接觸界面之間的距離小于200nm。

5.根據權利要求3所述的半導體結構，其中，所述第二柵堆疊與所述接觸界面之間的距離小于200nm。

6.根據權利要求3所述的半導體結構，其中，所述接觸界面位于所述第一溝道區與pMOSFET區之間的區域上。

7.根據權利要求1所述的半導體結構，其中所述壓應力材料與拉應力材料為低k材料。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的半導體結構，其中在所述壓應力材料與拉應力材料之間的接觸界面上方，所述拉應力材料覆蓋到所述壓應力材料之上，或所述壓應力材料覆蓋到所述拉應力材料之上。

9.一種半導體結構的形成方法，包括：

提供半導體襯底；

將所述半導體襯底隔離為nMOSFET區和pMOSFET區；

在所述nMOSFET區上形成nMOSFET結構，包括第一柵堆疊以及所述第一柵堆疊下的第一溝道區，所述第一柵堆疊包括柵介質層以及所述柵介質層上方的柵電極層；在所述pMOSFET區上形成pMOSFET結構，包括第二柵堆疊以及所述第二柵堆疊下的第二溝道區，所述第二柵堆疊包括柵介質層以及所述柵介質層上方的柵電極層；

在所述第一柵堆疊上覆蓋壓應力材料，以給所述第一溝道區提供拉應力；

在所述第二柵堆疊上覆蓋拉應力材料，以給所述第二溝道區提供壓應力。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，在形成第一柵堆疊和第二柵堆疊之后，還包括：

進一步刻蝕所述第一柵堆疊和第二柵堆疊的柵電極層，以使所述第一柵堆疊和第二柵堆疊高度為25-50nm。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述柵電極層包括下面的第一導電層和上面的第二導電層；

所述進一步刻蝕所述第一柵堆疊和第二柵堆疊的柵電極層包括：刻蝕所述第二導電層。

12.根據權利要求9或10或11所述的方法，其中，在所述第一柵堆疊上覆蓋壓應力材料以及在所述第二柵堆疊上覆蓋拉應力材料包括：

在所述半導體襯底的表面上形成壓應力材料和刻蝕保護層；

刻蝕所述pMOSFET結構上的刻蝕保護層和壓應力材料；

在所述半導體襯底的表面上形成拉應力材料；

刻蝕所述nMOSFET結構上的拉應力材料，刻蝕停止于所述刻蝕保護層。

13.根據權利要求12所述的方法，其中，刻蝕所述pMOSFET結構上的所述刻蝕保護層和壓應力材料時，

刻蝕范圍延伸至位于所述第一溝道區與所述pMOSFET區相鄰的區域上，以使最終形成的壓應力材料與拉應力材料之間的接觸界面與所述第一柵堆疊之間的距離，小于所述接觸界面與所述第二柵堆疊之間的距離。

14.根據權利要求12所述的方法，其中，刻蝕所述nMOSFET結構上的所述拉應力材料時，在壓應力材料與拉應力材料的接觸界面上方，保留一部分所述拉應力材料以使所述拉應力材料覆蓋在所述壓應力材料的上方。