[发明专利]半导体结构及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体结构的制造方法，该方法包括以下步骤：

a)提供第一半导体材料的单晶衬底(100)；

b)在衬底(100)表面外延生长第二半导体材料的单晶外延层(110)；

c)形成贯穿外延层进入衬底中一定深度的填充有沟槽绝缘物质的浅沟槽隔离结构(210)；

d)图形化所述浅沟槽隔离结构(210)中的沟槽绝缘物质以及所述外延层(110)形成伪栅极；

e)在伪栅极周围形成侧墙(310)，所述侧墙(310)的材料不同于所述沟槽绝缘物质以及所述第二半导体材料；

f)形成覆盖整个半导体结构的层间介质层(400)；

g)除去所述层间介质层(400)的一部分以暴露所述伪栅；

h)去除所述伪栅极，形成栅极凹陷(500)；

i)在所述栅极凹陷(500)中形成栅介质层(600)以及栅电极层(610)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中第一半导体材料为硅，第二半导体材料为SiGe。

3.根据权利要求1所述的方法，其中浅沟槽隔离结构(210)进入衬底中的深度为100-300nm。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤e中，侧墙(310)的材料为SiO₂、Si₃N₄、SiON中的一种或组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤f中，在淀积层间介质层之前先淀积材料与层间介质层不同的CESL层(320)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中层间介质层(400)的材料为SiO₂、SiOF、SiCOH、SiO、SiCO、SiCON、SiON、磷硅玻璃PSG、或硼磷硅玻璃BPSG。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤i中，栅介质层(600)的材料为HfO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTiO或HfZrO中的一种或其组合，或者氧化铝、氧化镧、氧化锆、氧化硅或氮氧化硅中的一种或其组合，或者其与铪基材料的组合。

8.根据权利要求1所述的方法，其中栅电极层(610)包括TiN、TiAlN、TaN或TaAlN中的一种或其组合。

9.根据权利要求1所述的方法，其中去除所述伪栅极包括去除伪栅极由第二半导体材料构成的部分和伪栅极由沟槽绝缘物质构成的部分(301)。

10.一种半导体结构，包括

衬底(100)；

形成于衬底之上的栅堆叠，包括高k栅介质层和金属栅极；

形成于栅堆叠两侧的源漏区(101)；

浅沟槽隔离结构(210)，进入衬底(100)中一定深度，将衬底表面分成至少一个有源区，其中栅堆叠在宽度方向上的末端与相应的浅沟槽隔离结构的边缘齐平。