[發明專利]半導體結構及其形成方法

在審

• 申請號: 201910356548.2
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN111863816A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 張毅俊
• 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: H01L27/11
• 分類號: H01L27/11;H01L21/8244;H01L21/306;H01L21/336
• 代理公司: 上海知錦知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 高靜;李麗

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底包括相鄰的N型晶體管區和P型晶體管區；

在所述基底上形成功函數層，所述功函數層包括：形成在P型晶體管區的P型功函數層和形成在N型晶體管區的N型功函數層；

去除所述N型晶體管區和P型晶體管區交界處的所述功函數層，形成開口；

形成所述開口后，在所述基底上形成橫跨N型晶體管區和P型晶體管區的柵極層，用于與剩余的所述P型功函數層構成P型柵極結構，還用于與剩余的所述N型功函數層構成N型柵極結構。

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，平行于所述基底表面且垂直于所述N型晶體管區和P型晶體管區交界的方向上，所述開口的寬度為20納米至30納米。

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，采用干法刻蝕工藝刻蝕所述N型晶體管區和P型晶體管區交界處的所述功函數層，形成所述開口。

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，形成所述開口的工藝參數包括：刻蝕氣體包括BCl₃、Cl₂、CH₄和H₂中的一種或多種；氣體流量為50sccm至500sccm；腔室壓強為5mToor至50mToor。

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，形成所述功函數層后，形成所述開口前還包括：在所述功函數層上形成柵極結構材料層；形成所述開口的步驟中，還包括刻蝕所述柵極結構材料層，形成第一通槽，所述第一通槽和所述開口連通。

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，形成所述開口后，形成柵極層前還包括：在所述第一通槽中形成隔離結構。

7.如權利要求6所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成柵極層的步驟包括：在所述柵極結構材料層上形成介電層；去除N型晶體管區和P型晶體管區交界處的所述介電層，形成第二通槽，所述第二通槽露出所述隔離結構以及N型晶體管區和P型晶體管區部分寬度的所述柵極結構材料層；在所述第二通槽中形成導電連接層，所述導電連接層和N型晶體管區中以及P型晶體管區中所述柵極結構材料層共同作為所述柵極層。

8.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，沿所述柵極結構材料層延伸方向，所述導電連接層與N型晶體管區中和P型晶體管區中所述柵極結構材料層接觸的寬度均為10納米至50納米。

9.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述半導體結構為SRAM器件；

形成所述第二通槽的步驟包括：去除SRAM器件中上拉晶體管和下拉晶體管上的所述介電層，形成所述第二通槽。

10.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成橫跨N型晶體管區和P型晶體管區的柵極層的步驟包括：形成覆蓋剩余的所述N型功函數層、剩余的所述P型功函數層以及所述開口的導電材料，刻蝕所述導電材料形成所述柵極層。

11.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述基底包括襯底和位于所述襯底上的鰭部；

在所述基底上形成功函數層的步驟中，所述功函數層覆蓋所述鰭部以及所述鰭部露出的襯底；

在所述功函數層上形成柵極層的步驟中，所述柵極層橫跨所述鰭部，且所述柵極層覆蓋所述鰭部的部分頂壁和部分側壁。