[发明专利]半导体结构及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底上形成介质层；

在所述介质层内形成开口；

在所述开口底部和侧壁上形成栅介质层；

在所述栅介质层上形成含Al功函数层，沿所述栅介质层指向所述开口的方向上，按原子数百分比，所述含Al功函数层中Al原子含量逐渐减小；

在所述含Al功函数层上形成金属层，所述金属层填充所述开口；所述金属层、所述含Al功函数层以及所述栅介质层用于形成栅极结构；

形成所述含Al功函数层的步骤包括：通过原子层沉积的方式形成所述含Al功函数层，形成所述含Al功函数层的步骤包括：进行多次含Al材料沉积，以形成所述含Al功函数层；所述含Al材料沉积的步骤包括：通入含Al前驱体；清除所述含Al前驱体；进行多次含Al材料沉积的步骤中，通入含Al前驱体的脉冲时间逐次减小；或者，形成所述含Al功函数层的步骤包括：进行多次含Al材料沉积；进行多次含Al材料沉积的步骤中，通入含Al前驱体的流量逐次减小。

2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述含Al功函数层的步骤中，按原子数百分比，Al原子的含量在40％到75％范围内。

3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，按原子数百分比，所述含Al功函数层中Al原子的平均含量在60％到70％范围内。

4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述含Al功函数层的步骤中，所述含Al功函数层的材料为TiAl、TaAl、TiAlC、TaAlN、TiAlN和AlN中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成含Al功函数层的步骤中，所述含Al功函数层的厚度在到范围内。

6.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，通入含Al前驱体的步骤中，所述含Al前驱体为(C₂H₅)₃Al或AlCH₃。

7.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，通入含Al前驱体的步骤中，通入含Al前驱体的脉冲时间在8秒到25秒范围内。

8.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，通入含Al前驱体的步骤中，通入含Al前驱体的流量在200sccm到600sccm范围内。

9.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述半导体结构为鳍式场效应晶体管，提供基底的步骤中，所述基底包括衬底和位于所述衬底上的鳍部；

形成开口的步骤中，所述开口底部露出所述鳍部部分顶部和部分侧壁的表面；

在所述开口底部依次形成所述栅介质层、所述含Al功函数层以及所述金属层的步骤包括：在所述开口底部露出的所述鳍部上以及所述开口侧壁上依次形成所述栅介质层、所述含Al功函数层以及所述金属层。

10.一种半导体结构，所述半导体结构通过如权利要求1～9中任一项所述的形成方法形成，其特征在于，包括：

基底；

介质层，位于所述基底上；

栅极结构，包括位于所述介质层内的金属层、位于所述介质层和所述金属层之间以及所述金属层和所述基底之间的含Al功函数层和栅介质层，所述含Al功函数层位于所述金属层和所述栅介质层之间，且沿栅介质层指向金属层的方向上，按原子数百分比，所述含Al功函数层中Al原子含量逐渐减小。

11.如权利要求10所述的半导体结构，其特征在于，沿栅介质层指向金属层的方向上，按原子数百分比，所述含Al功函数层中Al原子含量的范围在40％到75％内。

12.如权利要求10所述的半导体结构，其特征在于，按原子数百分比，所述含Al功函数层中Al原子含量的平均值在60％到70％范围内。