[發明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201611100048.5
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN108155235B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 徐建華;王安妮;何*;楊小軍
• 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: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 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

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底上形成柵介質層；

在所述柵介質層上形成功函數層，所述功函數層的材料為TiAl、TiAlC、TaAlN、TiAlN、AlN中的一種或幾種；

在所述功函數層上形成氧化層，所述氧化層的材料為Al₂O₃，所述氧化層的厚度為至

在所述氧化層上形成阻擋層；

在所述阻擋層上形成金屬層；所述金屬層與所述柵介質層、功函數層、氧化層以及阻擋層用于形成柵極結構。

2.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成所述氧化層的工藝為原子層沉積工藝。

3.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的材料為TiN或TiSiN。

4.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的厚度為至

5.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，提供基底后，在所述基底上形成柵介質層之前，所述形成方法還包括：在所述基底上形成偽柵結構；在所述偽柵結構兩側的基底內形成源漏摻雜區；形成所述源漏摻雜區后，在所述偽柵結構兩側的基底上形成層間介質層，所述層間介質層覆蓋所述偽柵結構側壁；去除所述偽柵結構，在所述層間介質層中形成露出所述基底的開口；

在所述基底上形成柵介質層、功函數層、氧化層和阻擋層的步驟中，在所述開口的底部和側壁上依次形成柵介質層、功函數層、氧化層和阻擋層；

在所述阻擋層上形成金屬層的步驟中，在所述阻擋層上形成填充滿所述開口的金屬層，所述開口中的金屬層、阻擋層、氧化層、功函數層和柵介質層構成柵極結構。

6.如權利要求5所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述基底用于形成鰭式場效應管晶體管，所述基底包括襯底以及位于襯底上分立的鰭部；

在所述基底上形成偽柵結構的步驟中，形成橫跨所述鰭部且覆蓋所述鰭部部分頂部和側壁表面的偽柵結構；

在所述偽柵結構兩側的基底內形成源漏摻雜區的步驟中，在所述偽柵結構兩側的鰭部內形成所述源漏摻雜區；

在所述層間介質層中形成露出所述基底的開口的步驟中，所述開口貫穿所述層間介質層并露出所述鰭部。

7.一種半導體結構，其特征在于，包括：

基底；

位于所述基底上的柵極結構，所述柵極結構包括位于所述基底上的柵介質層、位于所述柵介質層上的功函數層、位于所述功函數層上的氧化層、位于所述氧化層上的阻擋層、以及位于所述阻擋層上的金屬層；

其中，所述功函數層的材料為TiAl、TiAlC、TaAlN、TiAlN、AlN中的一種或幾種；所述氧化層的材料為Al₂O₃，所述氧化層的厚度為至

8.如權利要求7所述的半導體結構，其特征在于，所述阻擋層的材料為TiN或TiSiN。

9.如權利要求7所述的半導體結構，其特征在于，所述阻擋層的厚度為至

10.如權利要求7所述的半導體結構，其特征在于，所述半導體結構還包括位于所述基底上的層間介質層，所述層間介質層中具有露出所述基底的開口；

所述柵極結構位于所述開口內，所述柵介質層位于所述開口的側壁和底部上，所述功函數層位于所述開口內的柵介質層上，所述氧化層位于所述開口內的功函數層上，所述阻擋層位于所述開口內的氧化層上，所述金屬層位于所述阻擋層上且填充滿所述開口。

11.如權利要求10所述的半導體結構，其特征在于，所述半導體結構為鰭式場效應管晶體管，所述基底包括襯底以及位于襯底上分立的鰭部；

所述層間介質層中的開口貫穿所述層間介質層并露出部分所述鰭部；

所述柵極結構橫跨所述鰭部且覆蓋所述鰭部部分頂部和側壁表面。