[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

本发明提供一种半导体结构及其形成方法，提供衬底；在所述衬底上形成栅介质层；在所述栅介质层上形成栅极层；形成覆盖所述栅极层的无定型层；图形化所述栅极层和无定型层，形成栅极结构。其中，本发明通过对栅极层进行非晶化，形成无定型层，所述无定型层为非晶体，非晶体中的原子成无序排列，不存在晶界，能够减少后续清洗过程中穿过所述栅极层到达栅介质层的清洗剂，从而能够减少栅介质层中孔洞出现的几率。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

随着半导体制造技术的不断进步，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高集成度的方向发展。半导体集成度的提高也带动了晶体管尺寸的缩小。

半导体衬底、栅极层及位于栅极层下方的栅介质层是晶体管的基本组成部分。栅介质层在晶体管中起着重要作用，能够实现栅极与晶体管沟道之间的电绝缘，使栅极与晶体管沟道形成电容结构，从而能够实现栅极对沟道电流的控制。

随着晶体管尺寸的减小，栅介质层也逐渐减薄。然而现有技术形成的栅介质层的质量不高，从而影响了晶体管的性能，降低了半导体器件制造的良品率。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，能够提高半导体器件制造的良品率。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构及其形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成栅介质层；在所述栅介质层上形成栅极层；形成覆盖所述栅极层的无定型层；图形化所述栅极层和无定型层，形成栅极结构。

可选的，所述无定型层为非晶态的硅锗层。

可选的，所述无定型层的厚度为40～50埃。

可选的，形成覆盖所述栅极层的无定型层的步骤包括：对所述栅极层进行离子注入，形成所述无定型层。

可选的，所述栅极层的材料为多晶硅；

对所述栅极层进行离子注入的步骤中，对所述栅极层进行锗离子注入，形成非晶态的硅锗层。

可选的，形成覆盖所述栅极层的无定型层的步骤之后，所述形成方法还包括：在所述无定型层上形成覆盖层；

图形化所述栅极层和无定型层，形成栅极结构的步骤还包括：图形化所述覆盖层。

可选的，所述覆盖层的材料为无定型硅。

可选的，所述覆盖层的厚度为90～110埃。

可选的，在所述无定型层上形成覆盖层的方法为低温扩散工艺，所述低温扩散工艺中反应温度小于530摄氏度。

可选的，图形化所述栅极层和无定型层的步骤包括：

在所述栅极层上形成图形化的光刻胶；

以所述光刻胶为掩膜刻蚀所述栅极层和无定型层，形成栅极结构；

通过灰化去除所述光刻胶。

可选的，在所述栅介质层上形成栅极层的步骤中，所述栅极层的厚度为180～220埃。

可选的，所述形成方法还包括：在图形化所述栅极层和无定型层，形成栅极结构的步骤之后，通过氢氟酸对所述栅极结构进行清洗。

相应的，本发明还提供一种半导体结构，包括：衬底；位于所述衬底上的栅极结构；所述栅极结构包括：位于衬底上的栅介质层；位于所述栅介质层上的栅极层；位于所述栅极层上的无定型层。

可选的，所述无定型层为非晶态的硅锗层。

可选的，所述无定型层的厚度为40～50埃。

可选的，所述半导体结构还包括：位于所述无定型层上的覆盖层。