[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，方法包括：基底，基底具有器件结构，器件结构包括初始侧墙结构；在基底、器件结构和初始侧墙结构上形成初始第一介质层；平坦化初始第一介质层，形成第一介质层；去除部分初始侧墙结构形成侧墙结构，侧墙结构顶部表面低于或者齐平于第一介质层顶部表面最低点；形成侧墙结构后，密实化第一介质层形成初始第二介质层，初始第二介质层底部表面低于侧墙结构顶部表面，初始第二介质层密度大于第一介质层密度；形成初始第二介质层后，去除器件结构形成开口结构，在开口结构内和初始第二介质层上形成材料层；平坦化材料层和初始第二介质层直至暴露出侧墙结构顶部表面，形成栅极结构和第二介质层。所述第二介质层隔离性能好。

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

随着技术节点的降低，传统的栅介质层不断变薄，晶体管漏电量随之增加，引起半导体器件功耗浪费等问题。为解决上述问题，现有技术提供一种将金属栅极替代多晶硅栅极的解决方案。其中，后栅极(gate last)工艺为形成金属栅极的一个主要工艺。

然而，在后栅工艺的过程中，金属栅极的金属材料使得半导体结构中的介质层的隔离性能变差，从而影响半导体结构的性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，能够改善半导体结构性能。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底上具有器件结构，所述器件结构包括初始侧墙结构；在所述基底、器件结构以及初始侧墙结构的顶部表面形成初始第一介质层；平坦化所述初始第一介质层，直至暴露出初始侧墙结构的顶部表面，形成第一介质层；去除部分初始侧墙结构形成侧墙结构，所述侧墙结构的顶部表面低于或者齐平于所述第一介质层顶部表面的最低点；形成所述侧墙结构之后，对部分所述第一介质层进行密实化处理形成初始第二介质层，所述初始第二介质层的底部表面低于所述侧墙结构的顶部表面，且所述初始第二介质层的密度大于所述第一介质层的密度；形成所述初始第二介质层之后，去除器件结构形成开口结构；在所述开口结构内以及初始第二介质层上形成材料层；平坦化所述材料层以及初始第二介质层直至暴露出侧墙结构的顶部表面，形成栅极结构和第二介质层。

可选的，所述基底包括：第一区和第二区。

可选的，所述器件结构包括位于所述第一区的第一伪栅极结构和位于所述第二区的第二伪栅极结构；所述第一伪栅极结构包括：第一伪栅介质层以及位于所述第一伪栅介质层上的第一伪栅极层；所述第二伪栅极结构包括：第二伪栅介质层以及位于所述第二伪栅介质层上的第二伪栅极层。

可选的，所述第一伪栅极结构沿沟道长度方向的尺寸小于第二伪栅极结构沿沟道长度方向的尺寸。

可选的，所述第一伪栅极层的顶部表面具有第一掩膜层；所述第二伪栅极层的顶部表面具有第二掩膜层；所述第一掩膜层厚度较第二掩膜层厚度薄。

可选的，所述初始侧墙结构包括初始第一侧墙和初始第二侧墙，所述初始第一侧墙位于所述第一伪栅介质层和第一伪栅极层的侧壁，所述初始第二侧墙位于所述第二伪栅介质层和第二伪栅极层的侧壁。

可选的，平坦化所述初始第一介质层的过程中，还包括：去除第一掩膜层和第二掩膜层。

可选的，所述初始第一介质层的材料包括：氧化硅。

可选的，所述初始第一介质层的形成工艺包括：流体化学气相沉积工艺。

可选的，平坦化所述初始第一介质层的工艺包括：化学机械研磨工艺。

可选的，去除部分初始侧墙结构的工艺包括：各项同性干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。