[发明专利]半导体结构及其形成方法有效
申请号: | 201910152043.4 | 申请日: | 2019-02-28 |
公开(公告)号: | CN111627818B | 公开(公告)日: | 2023-06-02 |
发明(设计)人: | 周飞 | 申请(专利权)人: | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司;中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 |
主分类号: | H01L21/336 | 分类号: | H01L21/336;H01L29/78;H01L29/49;H01L29/10 |
代理公司: | 上海知锦知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31327 | 代理人: | 高静;李丽 |
地址: | 201203 上海市浦东新*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 半导体 结构 及其 形成 方法 | ||
1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:
提供基底,用于形成NMOS晶体管或PMOS晶体管,所述基底内形成有相邻接的阱区和漂移区,所述阱区和漂移区交界处的基底上形成有初始金属栅结构,所述初始金属栅结构包括初始功函数层,所述初始金属栅结构一侧的阱区内形成有源区,所述初始金属栅结构另一侧的漂移区内形成有漏区,所述初始金属栅结构露出的基底上形成有层间介质层,所述层间介质层露出所述初始金属栅结构顶部;
去除位于所述漂移区基底上靠近所述漏区一侧部分宽度的初始金属栅结构,在所述初始金属栅结构内形成开口,所述开口远离所述漏区一侧的侧壁露出剩余所述初始功函数层,保留位于所述阱区和漂移区交界处基底上的剩余所述初始金属栅结构作为金属栅结构,剩余所述初始功函数层作为功函数层;
对所述开口露出的功函数层进行离子掺杂处理,当形成NMOS晶体管时,所述离子掺杂处理用于增大靠近所述漏区一侧功函数层的功函数,当形成PMOS晶体管时,所述离子掺杂处理用于减小靠近所述漏区一侧功函数层的功函数;
形成填充所述开口的隔离结构。
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,所述基底用于形成NMOS晶体管,所述离子掺杂处理的掺杂离子为非金属离子;
或者,所述基底用于形成PMOS晶体管,所述离子掺杂处理的掺杂离子为金属离子。
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,所述基底用于形成NMOS晶体管,所述离子掺杂处理的掺杂离子包括氟离子、碳离子、氧离子或氮离子;
或者,所述基底用于形成PMOS晶体管,所述离子掺杂处理的掺杂离子包括铝离子、钛离子或钽离子。
4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成所述开口的步骤中,所述开口的深宽比为1:10至1:30。
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,提供基底的步骤中,所述初始金属栅结构与所述漏区相邻。
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,采用离子注入工艺进行所述离子掺杂处理。
7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述基底用于形成NMOS晶体管,所述离子掺杂处理的参数包括:注入离子为氟离子,注入能量为0.5KeV至10KeV,注入剂量为1.0E14原子每平方厘米至1.0E17原子每平方厘米,注入角度为7°至40°;
或者,所述基底用于形成PMOS晶体管,所述离子掺杂处理的参数包括:注入离子为铝离子,注入能量为0.8KeV至12KeV,注入剂量为1.0E16原子每平方厘米至1.0E19原子每平方厘米,注入角度为7°至40°。
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,进行所述离子掺杂处理后,形成所述隔离结构之前,还包括:进行退火处理。
9.如权利要求8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为尖峰退火工艺、快速热退火工艺或激光退火工艺。
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,形成所述开口之后,进行所述离子掺杂处理之前,还包括:去除所述开口底部的漂移区对应的部分厚度基底,在所述基底内形成凹槽;
形成所述隔离结构的步骤中,所述隔离结构还填充于所述凹槽内。
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,形成所述开口的步骤包括:采用干法刻蚀工艺,去除位于所述漂移区基底上靠近所述漏区一侧部分宽度的初始金属栅结构。
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