[发明专利]半导体结构的形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供包括NMOS区域的基底，所述基底上形成有层间介质层，且所述NMOS区域的层间介质层内形成有贯穿层间介质层厚度的第一开口；

在所述第一开口的底部和侧壁上形成高k栅介质层；

在所述高k栅介质层上形成第一阻挡层；

在所述第一阻挡层上形成N型功函数层；

对所述N型功函数层进行退火处理，所述退火处理适于降低所述N型功函数层材料的功函数值，其中，所述退火处理在含氢氛围下进行；

在进行所述退火处理后，在所述N型功函数层上形成第二阻挡层；

形成填充满所述第一开口的金属栅极。

2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述退火处理的工艺参数包括：向退火反应腔室内通入H₂，退火温度为300℃～450℃，退火时长为1h～2h。

3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，与进行所述退火处理之前的N型功函数层的材料功函数值相比，退火处理后的N型功函数层的材料功函数值降低了0.08ev～0.12ev。

4.如权利要求1或3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，与进行所述退火处理之前的N型功函数层的材料功函数值相比，退火处理后的N型功函数层的材料功函数值降低了0.1ev。

5.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述N型功函数层的材料为TiAl、TiAlC、TiAlN或AlN。

6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述N型功函数层的厚度为10埃～60埃。

7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一阻挡层的材料为TiN或TaN。

8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一阻挡层的厚度为10埃～30埃。

9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二阻挡层的材料为TiN或TaN。

10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述高k栅介质层之前，还在所述开口底部形成界面层。

11.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述基底还包括PMOS区域，其中，PMOS区域的层间介质层内还形成有贯穿层间介质层厚度的第二开口；且所述高k栅介质层还位于第二开口的底部和侧壁上；所述第二开口内的高k栅介质层上形成有P型功函数层；所述金属栅极还填充满所述第二开口。

12.如权利要求11所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述高k栅介质层、P型功函数层、N型功函数层、第一阻挡层以及金属栅极的工艺步骤包括：

在所述第一开口的底部和侧壁上、以及第二开口的底部和侧壁上形成高k栅介质层；

在所述高k栅介质层上形成第一功函数层；

刻蚀去除位于所述第一开口内的第一功函数层，露出所述第一开口内的高k栅介质层表面；

在所述第一开口的高k栅介质层上、以及第二开口的第一功函数层上形成第二功函数层，其中，第一开口内的第二功函数层作为所述第一阻挡层，第二开口内的第二功函数层以及第一功函数层作为所述P型功函数层；

在所述第一阻挡层上形成N型功函数层；

在进行所述退火处理后，形成填充满所述第一开口和第二开口的金属栅极。

13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述N型功函数层还位于所述P型功函数层上。