[发明专利]一种半导体结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地说涉及一种半导体结构及其制造方法。

背景技术

随着半导体行业的发展，具有更高性能和更强功能的集成电路要求更大的元件密度，而且各个部件、元件之间或各个元件自身的尺寸、大小和空间也需要进一步缩小(目前已经达到纳米级)，因此半导体器件制造过程中对工艺控制的要求较高。

限制金属氧化物半导体(MOS)晶体管尺寸进一步缩小的主要问题是短沟道效应(SCE)，且该现象主要发生在沟道长度小于0.1微米时。器件失效包括但不仅限于DIBL(漏极感应载流子势垒降低，即低的源漏极击穿电压)，亚阈值泄露，和阈值不稳定等。这些问题统称为短沟道效应，主要与界面层的等效氧化层厚度(Equivalent Oxide Thickness，EOT)有关。

为提高器件电流传输能力，需要减小等效氧化层厚度，而这样会导致迁移率下降。现有技术中，采用非对称EOT设计，即源端EOT厚、漏端EOT薄的设计。这种结构可以有效避免迁移率下降，并且可以有效增大器件电流传输能力。但是，不均匀的EOT制作工艺复杂，电路版图设计也比较麻烦。

因此，目前需要一种能够简化半导体制造工艺的对称EOT结构及其制造方法。

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，利于在保证器件性能的同时有效降低工艺难度。

根据本发明的一个方面，提供一种半导体结构的制造方法，该方法包括以下步骤：

(a)提供衬底，在所述衬底上形成牺牲栅，位于所述牺牲栅两侧的侧墙和源/漏区；

(b)形成覆盖所述源/漏区、所述牺牲栅以及所述侧墙的层间介质层；

(c)去除所述牺牲栅从而在所述侧墙内形成一个空腔；

(d)在所述空腔内形成与侧墙内壁相接触的第一氧吸收层；

(e)在所述空腔的其余空间形成第二氧吸收层，所述第一氧吸收层的氧吸收能力小于所述第二氧吸收层；

(f)进行退火以使得所述衬底的表面形成界面层。

相应地，根据本发明的另一个方面，提供一种半导体结构，该半导体结构包括衬底、源/漏区、栅堆叠、界面层，其中：

所述衬底具有沟道区；

所述源/漏区形成于所述衬底之中，位于所述沟道区两侧；

所述栅堆叠包括高k介质层和所述高k介质层上的栅极，所述高k栅介质层位于所述沟道区上，其中，所述栅极包括第一氧吸收层和第二氧吸收层，所述第一氧吸收层环绕所述第二氧吸收层的侧壁形成，所述第一氧吸收层(250)的氧吸收能力小于所述第二氧吸收层；；

所述界面层位于所述高k介质层的下方，分为第一界面层和第二界面层，所述第一界面层分别靠近所述源/漏区的源区和漏区，所述第二界面层位于所述第一界面层之间，所述第一界面层的厚度大于所述第二界面层。

与现有技术相比，本发明提供的半导体结构及其制造方法有以下优点：

形成不同的氧吸收层，并通过不同氧吸收层的吸收氧的能力差距在界面层紧邻源/漏区的部分形成较厚的EOT，而在界面层的中间部分形成较薄的EOT。经研究表明，本发明的对称结构EOT的器件可以达到不低于传统非对称结构的EOT器件的电流传输能力，同时保证迁移率不退化。不对称的EOT制作工艺复杂，电路版图设计也比较麻烦，而形成对称结构EOT在步骤、工艺上都可以得到大大简化。因此采用本发明的半导体结构及其制造方法可以在保证不降低器件电流传输能力，同时不致迁移率退化的同时，有效降低工艺、步骤的难度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本发明的半导体结构的制造方法的一个具体实施方式的流程图；

图2～图8为根据本发明的一个具体实施方式按照图1示出的流程制造半导体结构过程中该半导体结构各个制造阶段的剖视结构示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施例作详细描述。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。