[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011332682.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN114551562A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡巧明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯北方集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L21/82
• 代理公司: 上海知錦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 高靜

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

基底，包括用于形成第一器件的第一器件區(qū)和用于形成第二器件的第二器件區(qū)，所述第一器件的溝道長(zhǎng)度大于所述第二器件的溝道長(zhǎng)度；

第一柵極層，位于所述第二器件區(qū)的基底上，所述第一柵極層為金屬柵極材料；

指狀的第二柵極層，位于所述第一器件區(qū)的基底上，所述第二柵極層包括底部多晶硅柵極層以及凸出于所述底部多晶硅柵極層的多個(gè)頂部柵極層；

層間介質(zhì)層，位于所述第一柵極層和第二柵極層側(cè)部的基底上，所述層間介質(zhì)層覆蓋所述第一柵極層和第二柵極層的側(cè)壁，并覆蓋所述頂部柵極層露出的底部多晶硅柵極層頂部。

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述頂部柵極層和底部多晶硅柵極層的總厚度等于所第一柵極層的厚度。

3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述頂部柵極層和底部多晶硅柵極層的總厚度大于所第一柵極層的厚度。

4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述指狀的第二柵極層還包括凸出于所述底部多晶硅柵極層且環(huán)繞所述頂部柵極層的邊緣多晶硅柵極層；

其中，所述邊緣多晶硅柵極層包括相對(duì)的外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁，所述內(nèi)側(cè)壁與最外側(cè)的所述頂部柵極層的側(cè)壁相接觸，所述外側(cè)壁與所述底部多晶硅柵極層的側(cè)壁相齊平，且所述邊緣多晶硅柵極層的頂部低于所述頂部柵極層的頂部。

5.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述頂部柵極層的材料與所述底部多晶硅柵極層的材料相同。

6.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述頂部柵極層的材料與所述第一柵極層的材料相同。

7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：柵極硅化物層，位于所述頂部柵極層露出的所述底部多晶硅柵極層的頂面。

8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底部多晶硅柵極層中摻雜有導(dǎo)電離子。

9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：疊層結(jié)構(gòu)，位于所述第一柵極層和基底之間，所述疊層結(jié)構(gòu)包括由下而上依次堆疊的高k柵介質(zhì)層和金屬阻擋層。

10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述頂部柵極層的頂部至所述底部多晶硅柵極層的頂部的距離為至

11.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，包括用于形成第一器件的第一器件區(qū)以及用于形成第二器件的第二器件區(qū)，所述第一器件的溝道長(zhǎng)度大于所述第二器件的溝道長(zhǎng)度；

在所述第一器件區(qū)和第二器件區(qū)的基底上形成多晶硅柵極層，在所述第一器件區(qū)中，所述多晶硅柵極層的形狀為指狀，包括底部多晶硅柵極層以及凸出于所述底部多晶硅柵極層的多個(gè)頂部多晶硅柵極層；

在所述多晶硅柵極層側(cè)部的基底上形成層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層還覆蓋所述頂部多晶硅柵極層露出的底部多晶硅柵極層，并露出所述第二器件區(qū)的多晶硅柵極層頂部；

去除所述第二器件區(qū)的多晶硅柵極層，在所述層間介質(zhì)層中形成柵極開口；

在所述柵極開口中形成金屬柵極層。

12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述多晶硅柵極層的步驟包括：在所述第一器件區(qū)和第二器件區(qū)的基底上形成多晶硅材料層；

刻蝕所述多晶硅材料層，形成所述多晶硅柵極層。