[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，形成方法包括：提供基底，基底包括隔离区和器件区；在基底上形成栅极结构和覆盖基底的层间介质层，层间介质层覆盖栅极结构的侧壁，且层间介质层露出栅极结构的顶部，位于隔离区上的栅极结构作为伪栅极结构，位于器件区上的栅极结构作为器件栅极结构；刻蚀伪栅极结构和伪栅极结构下方部分厚度的基底，形成开口，开口贯穿层间介质层且位于基底中；在开口中形成第一介电层；形成第一介电层后，在器件栅极结构两侧的基底中形成源漏掺杂区。源漏掺杂区是在刻蚀形成开口之后才形成的，形成开口的步骤不易损伤源漏掺杂区，源漏掺杂区能够对沟道提供足够的应力，使得载流子的迁移速率较高，提高半导体结构的电学性能。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

在半导体制造中，随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小，为了适应更小的特征尺寸，金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)的沟道长度也相应不断缩短。然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，因此栅极结构对沟道的控制能力随之变差，栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(short-channel effects，SCE)更容易发生。

因此，为了更好的适应特征尺寸的减小，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应晶体管(FinFET)。FinFET中，栅极结构至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，与平面MOSFET相比，栅极结构对沟道的控制能力更强，能够很好的抑制短沟道效应；栅极结构也从原来的多晶硅栅极结构向金属栅极结构转变，在金属栅极结构中的功函数层能够调整半导体结构的阈值电压。

在半导体结构工作的过程中，所述栅极结构两侧的所述源漏掺杂区对所述沟道提供应力，提高沟道中载流子的迁移速率。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提升器件的电学性能。

为解决上述问题，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，所述基底包括隔离区和器件区；在所述基底上形成栅极结构和覆盖所述基底的层间介质层，所述层间介质层覆盖所述栅极结构的侧壁，且所述层间介质层露出所述栅极结构的顶部，位于所述隔离区上的所述栅极结构作为伪栅极结构，位于所述器件区上的所述栅极结构作为器件栅极结构；刻蚀所述伪栅极结构和所述伪栅极结构下方部分厚度的所述基底，形成开口，所述开口贯穿层间介质层且位于所述基底中；在所述开口中形成第一介电层；形成所述第一介电层后，在所述器件栅极结构两侧的所述基底中形成源漏掺杂区。

可选的，在所述基底上形成栅极结构和覆盖所述基底的层间介质层的步骤包括：在所述基底上形成多晶硅栅极结构；形成覆盖所述多晶硅栅极结构的层间介质材料层；去除高于所述多晶硅栅极结构的层间介质材料层，剩余的所述层间介质材料层作为层间介质层；形成所述层间介质层后，去除所述多晶硅栅极结构，在所述层间介质层中形成栅极开口；在所述栅极开口中形成金属栅极结构，所述金属栅极结构作为所述栅极结构。

可选的，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述伪栅极结构和所述伪栅极结构下方部分厚度的所述基底，形成所述开口。

可选的，在所述开口中形成第一介电层的步骤包括：形成覆盖所述开口的第一介电材料层；去除露出所述开口的第一介电材料层，位于所述开口中的第一介电材料层作为所述第一介电层。

可选的，采用流动式化学气相沉积工艺形成所述第一介电材料层。

可选的，形成所述源漏掺杂区的步骤包括：刻蚀所述器件栅极结构两侧的所述层间介质层和部分厚度的所述基底，形成凹槽；在所述凹槽中形成源漏掺杂层，所述源漏掺杂层作为所述源漏掺杂区。