[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710597789.7
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN109285779B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(北京)有限公司;中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，其中方法包括：提供基底，所述基底包括：第二器件區(qū)和分別位于第二器件區(qū)兩側(cè)的第一器件區(qū)；在所述第一器件區(qū)基底上形成第一偽柵極層；在所述第二器件區(qū)基底上形成至少一個(gè)第二偽柵極層；在所述基底上、第一偽柵極層的側(cè)壁和頂部表面、以及第二偽柵極層的側(cè)壁和頂部表面形成第一介質(zhì)膜；采用第一平坦化工藝去除部分所述第一介質(zhì)膜，直至暴露出第一偽柵極層的頂部表面，形成第一介質(zhì)層；去除第一偽柵極層，在所述第一介質(zhì)層內(nèi)形成第一偽柵開口；在所述第一偽柵開口內(nèi)形成第一柵極層。所述方法能夠降低第一介質(zhì)層頂部表面的凹陷，有利于提高第一介質(zhì)層的隔離性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的降低，傳統(tǒng)的柵介質(zhì)層不斷變薄，晶體管漏電量隨之增加，引起半導(dǎo)體器件功耗浪費(fèi)等問題。為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)提供一種將金屬柵極替代多晶硅柵極的解決方案。其中，后柵極(gate last)工藝為形成金屬柵極的一個(gè)主要工藝。

然而，在后柵工藝的過程中，金屬柵極的金屬材料使得半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的介質(zhì)層的隔離性能變差，從而影響半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，能夠改善所述介質(zhì)層的隔離性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：提供基底，所述基底包括：第二器件區(qū)和分別位于第二器件區(qū)兩側(cè)的第一器件區(qū)；在所述第一器件區(qū)基底上形成第一偽柵極層；在所述第二器件區(qū)基底上形成至少一個(gè)第二偽柵極層；在所述基底上、第一偽柵極層的側(cè)壁和頂部表面、以及第二偽柵極層的側(cè)壁和頂部表面形成第一介質(zhì)膜；采用第一平坦化工藝去除部分所述第一介質(zhì)膜，直至暴露出第一偽柵極層的頂部表面，形成第一介質(zhì)層；去除第一偽柵極層，在所述第一介質(zhì)層內(nèi)形成第一偽柵開口；在所述第一偽柵開口內(nèi)形成第一柵極層。

可選的，所述第一器件區(qū)基底上還具有第一鰭部和第一隔離層，所述第一隔離層的頂部表面低于第一鰭部的頂部表面，且覆蓋第一鰭部的部分側(cè)壁，所述第一偽柵極層位于第一隔離層上，且所述第一偽柵極層橫跨所述第一鰭部，且覆蓋第一鰭部的部分側(cè)壁和頂部表面；所述第二器件區(qū)基底內(nèi)具有阱區(qū)，所述阱區(qū)上具有第二隔離層，所述第二隔離層上具有所述第二偽柵極層。

可選的，當(dāng)所述第二偽柵極層的材料為硅時(shí)，所述第二隔離層的厚度與第一隔離層的厚度相同，或者，所述第二隔離層的厚度大于第一隔離層的厚度；所述第一隔離層的厚度為：40納米～100納米。

可選的，當(dāng)所述第二隔離層的厚度與第一隔離層的厚度相同時(shí)，所述第一隔離層和第二隔離層同時(shí)形成，所述第一隔離層和第二隔離層的形成步驟包括：在所述基底上形成隔離材料膜，去除第一器件區(qū)和第二器件區(qū)上部分隔離材料膜，在所述第一器件區(qū)基底上形成所述第一隔離層，在所述第二器件區(qū)基底上形成第二隔離層；所述第二隔離層的厚度為：40納米～100納米。

可選的，形成所述第一介質(zhì)膜之后，還包括：去除第二偽柵極層，在所述第一介質(zhì)層內(nèi)形成第二偽柵開口；在所述第二偽柵開口內(nèi)形成第二柵極層；所述第二柵極層的材料為金屬，且所述第二隔離層的厚度大于第一隔離層的厚度。

可選的，當(dāng)所述第二隔離層的厚度大于第一隔離層的厚度時(shí)，所述第一隔離層和第二隔離層的形成步驟包括：在所述基底上形成隔離材料膜，去除第一區(qū)器件區(qū)上部分隔離材料膜，在第一器件區(qū)基底上形成所述第一隔離層，在所述第二器件區(qū)基底上形成第二隔離層；所述第二隔離層的厚度為：120納米～200納米。

可選的，所述第二偽柵極層的個(gè)數(shù)為2個(gè)～200個(gè)時(shí)，相鄰第二偽柵極層平行排列，且相鄰第二偽柵極層之間的間距為：60納米～120納米。

可選的，所述第一器件區(qū)和第二器件區(qū)之間具有第一連接區(qū)和第二連接區(qū)，所述第一連接區(qū)基底上具有第二鰭部，所述第二連接區(qū)基底上具有第三鰭部。