[發明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201610006680.7
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN106952807B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 高長城;陳其道;張京晶
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L29/423;H01L27/11517
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;吳敏

本發明提供一種半導體結構及其形成方法，提供襯底；在所述襯底上形成柵介質層；在所述柵介質層上形成柵極層；形成覆蓋所述柵極層的無定型層；圖形化所述柵極層和無定型層，形成柵極結構。其中，本發明通過對柵極層進行非晶化，形成無定型層，所述無定型層為非晶體，非晶體中的原子成無序排列，不存在晶界，能夠減少后續清洗過程中穿過所述柵極層到達柵介質層的清洗劑，從而能夠減少柵介質層中孔洞出現的幾率。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種半導體結構及其形成方法。

背景技術

隨著半導體制造技術的不斷進步，半導體器件朝著更高的元件密度，以及更高集成度的方向發展。半導體集成度的提高也帶動了晶體管尺寸的縮小。

半導體襯底、柵極層及位于柵極層下方的柵介質層是晶體管的基本組成部分。柵介質層在晶體管中起著重要作用，能夠實現柵極與晶體管溝道之間的電絕緣，使柵極與晶體管溝道形成電容結構，從而能夠實現柵極對溝道電流的控制。

隨著晶體管尺寸的減小，柵介質層也逐漸減薄。然而現有技術形成的柵介質層的質量不高，從而影響了晶體管的性能，降低了半導體器件制造的良品率。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體結構及其形成方法，能夠提高半導體器件制造的良品率。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體結構及其形成方法，包括：提供襯底；在所述襯底上形成柵介質層；在所述柵介質層上形成柵極層；形成覆蓋所述柵極層的無定型層；圖形化所述柵極層和無定型層，形成柵極結構。

可選的，所述無定型層為非晶態的硅鍺層。

可選的，所述無定型層的厚度為40～50埃。

可選的，形成覆蓋所述柵極層的無定型層的步驟包括：對所述柵極層進行離子注入，形成所述無定型層。

可選的，所述柵極層的材料為多晶硅；

對所述柵極層進行離子注入的步驟中，對所述柵極層進行鍺離子注入，形成非晶態的硅鍺層。

可選的，形成覆蓋所述柵極層的無定型層的步驟之后，所述形成方法還包括：在所述無定型層上形成覆蓋層；

圖形化所述柵極層和無定型層，形成柵極結構的步驟還包括：圖形化所述覆蓋層。

可選的，所述覆蓋層的材料為無定型硅。

可選的，所述覆蓋層的厚度為90～110埃。

可選的，在所述無定型層上形成覆蓋層的方法為低溫擴散工藝，所述低溫擴散工藝中反應溫度小于530攝氏度。

可選的，圖形化所述柵極層和無定型層的步驟包括：

在所述柵極層上形成圖形化的光刻膠；

以所述光刻膠為掩膜刻蝕所述柵極層和無定型層，形成柵極結構；

通過灰化去除所述光刻膠。

可選的，在所述柵介質層上形成柵極層的步驟中，所述柵極層的厚度為180～220埃。

可選的，所述形成方法還包括：在圖形化所述柵極層和無定型層，形成柵極結構的步驟之后，通過氫氟酸對所述柵極結構進行清洗。

相應的，本發明還提供一種半導體結構，包括：襯底；位于所述襯底上的柵極結構；所述柵極結構包括：位于襯底上的柵介質層；位于所述柵介質層上的柵極層；位于所述柵極層上的無定型層。

可選的，所述無定型層為非晶態的硅鍺層。

可選的，所述無定型層的厚度為40～50埃。

可選的，所述半導體結構還包括：位于所述無定型層上的覆蓋層。