[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，结构包括：衬底，所述衬底上具有鳍部结构，所述鳍部结构包括沟道区、源区和漏区，所述沟道区位于所述源区和漏区之间，所述沟道区包括第一纳米线和位于第一纳米线上的第二纳米线，所述第一纳米线内具有第一阈值电压调节离子，所述第二纳米线内具有第二阈值电压调节离子，所述第一纳米线和衬底以及源区和漏区之间具有第一开口，所述第二纳米线和第一纳米线以及源区和漏区之间具有第二开口；位于所述第一开口内且横跨所述第一纳米线的第一栅极结构，所述第一栅极结构环绕所述第一纳米线；位于所述第二开口内且横跨所述第二纳米线的第二栅极结构，所述第二栅极结构环绕所述第二纳米线。所述半导体结构的性能得到提升。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，传统的平面式的金属-氧化物半导体场效应晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁的栅极结构，位于栅极结构两侧的鳍部中的源漏掺杂区。与平面式的金属-氧化物半导体场效应晶体管相比，鳍式场效应晶体管具有更强的短沟道抑制能力，具有更强的工作电流。

随着半导体技术的进一步发展，集成电路器件的尺寸越来越小，传统的鳍式场效应晶体管在进一步增大工作电流方面存在限制。具体的，由于鳍部中只有靠近顶部表面和侧壁的区域用来作为沟道区，使得鳍部中用于作为沟道区的体积较小，这对增大鳍式场效应晶体管的工作电流造成限制。因此，提出了一种沟道栅极环绕(gate-all-around，简称GAA)结构的鳍式场效应晶体管，使得用于作为沟道区的体积增加，进一步的增大了沟道栅极环绕结构鳍式场效应晶体管的工作电流。

然而，现有技术中沟道栅极环绕结构鳍式场效应晶体管的性能有待提升。

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，本发明技术方案提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底上具有鳍部结构，所述鳍部结构包括沟道区、源区和漏区，所述沟道区位于所述源区和所述漏区之间，所述沟道区包括第一纳米线和位于第一纳米线上的第二纳米线，所述第一纳米线内具有第一阈值电压调节离子，所述第二纳米线内具有第二阈值电压调节离子，所述第一纳米线和衬底以及源区和漏区之间具有第一开口，所述第二纳米线和第一纳米线以及源区和漏区之间具有第二开口；位于所述第一开口内且横跨所述第一纳米线的第一栅极结构，所述第一栅极结构环绕所述第一纳米线；位于所述第二开口内且横跨所述第二纳米线的第二栅极结构，所述第二栅极结构环绕所述第二纳米线。

可选的，所述第一阈值电压调节离子和所述第二阈值电压调节离子的类型相反；所述半导体结构为N型时，所述第一阈值电压调节离子类型为N型，所述第二阈值电压调节离子类型为P型；所述半导体结构为P型时，所述第一阈值电压调节离子为P型，所述第二阈值电压调节离子类型为N型；所述第一阈值电压调节离子浓度范围为5.0E17原子每立方厘米～7.0E19原子每立方厘米；所述第二阈值电压调节离子浓度范围为0～4.0E19原子每立方厘米。

可选的，所述第一阈值电压调节离子和所述第二阈值电压调节离子的类型相同；所述半导体结构为N型时，所述第一阈值电压调节离子类型和所述第二阈值电压调节离子类型为N型；所述半导体结构为P型时，所述第一阈值电压调节离子类型和所述第二阈值电压调节离子类型为P型；所述第一阈值电压调节离子的浓度大于所述第二阈值电压调节离子的浓度；所述第一阈值电压调节离子的浓度范围为1.5E18原子每立方厘米～1.0E20原子每立方厘米；所述第二阈值电压调节离子的浓度范围为0～8.0E19原子每立方厘米。

可选的，所述第一栅极结构还包括：第一功函数层；所述第二栅极结构还包括：第二功函数层，所述第二功函数层与所述第一功函数层不同。