[发明专利]半导体结构及其制造方法

说明书

本发明揭示了一种半导体结构及其制造方法。在本发明提供的半导体结构的制造方法中，包括提供一衬底；在所述衬底上形成鳍式结构；形成覆盖所述鳍式结构的硅锗层；形成覆盖所述硅锗层的第一介质层；形成侧墙，所述侧墙覆盖所述衬底和第一介质层；在所述侧墙上所述鳍式结构两侧形成层间介质层；将覆盖所述第一介质层的侧墙替换为第一栅极金属层；在所述第一栅极金属层和层间介质层上形成铁电层；以及在所述铁电层上形成第二栅极金属层。由此获得的半导体结构，能够改善现有技术中短沟道的掺杂物浓度大，对半导体结构的短沟道产生短沟道损伤(SCE)的状况，并且可以降低接触电阻，从而获得更低的电源电压(Vdd)，显著提高了半导体结构的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体结构及其制造方法。

背景技术

在互补金属氧化物半导体(CMOS)产业中，随着22nm及更小尺寸的到来，为了改善短沟道效应并提高器件的性能，鳍式场效应晶体管(Fin Field-effect transistor，FinFET)由其独特的结构被广泛的采用。

FinFET是一种特殊的金属氧化物半导体场效应管，其结构通常是在绝缘体上硅基片上形成，包括狭窄而独立的硅条，作为垂直的沟道结构，也称为鳍片，在鳍片的两侧设置有栅极结构。具体如图1所示，现有技术中的一种FinFET的结构包括：衬底10、源极11、漏极12、鳍片13及围绕在鳍片13两侧及上方的栅极结构14。

但是，FinFET依旧存在着需要被改善之处，例如，接触电阻较高，在制造过程中会造成短沟道损伤等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体结构及其制造方法，改善短沟道损伤，降低接触电阻。

为解决所述技术问题，本发明提供一种半导体结构的制造方法，包括：

提供一衬底；

在所述衬底上形成鳍式结构；

形成覆盖所述鳍式结构的硅锗层；

形成覆盖所述硅锗层的第一介质层；

形成侧墙，所述侧墙覆盖所述衬底和第一介质层；

在所述侧墙上所述鳍式结构两侧形成层间介质层；

将覆盖所述第一介质层的侧墙替换为第一栅极金属层；

在所述第一栅极金属层和层间介质层上形成铁电层；以及

在所述铁电层上形成第二栅极金属层。

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述硅锗层的厚度为5nm-50nm。

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述衬底上具有第一氧化层，所述鳍式结构贯穿所述第一氧化层，所述鳍式结构的上表面高于所述第一氧化层的上表面。

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述第一介质层的介电常数大于层间介质层的介电常数。

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述第一介质层的介电常数为大于等于10。

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，将所述侧墙替换为第一栅极金属层包括：

采用化学干法刻蚀去除所述侧墙形成开口；

在所述开口中形成第一栅极金属层；

进行平坦化工艺使得所述第一栅极金属层与所述层间介质层齐平。

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述第一栅极金属层的厚度为

可选的，对于所述的半导体结构的制造方法，所述铁电层的材料为铁酸铋或钽酸锂。