[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，方法包括：提供衬底，衬底包括第一区域和第二区域，第一区域和第二区域衬底上具有介质层，第一区域介质层中具有第一开口，第二区域介质层中具有第二开口；在第一开口和第二开口底部和侧壁形成功能层；在第一开口底部和侧壁的功能层上形成第一掺杂层，第一掺杂层中具有第一功函调节离子；在第二开口底部和侧壁的功能层上形成第二掺杂层，第二掺杂层中具有第二功函调节离子；形成第一掺杂层和第二掺杂层之后，进行退火处理；去除第一掺杂层和第二掺杂层；在第一开口和第二开口中的功能层上形成功函数层；在第一开口和第二开口中形成栅极。形成方法能够改善所形成半导体结构性能。

技术领域

本发明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

随着半导体技术的不断进步，半导体器件的集成度不断提高，这就要求在一块芯片上能够形成更多的晶体管。

阈值电压是晶体管的重要参数，对晶体管的性能具有重要影响。不同功能的晶体管往往对阈值电压具有不同的要求，在形成不同晶体管的过程中，需要对不同晶体管的阈值电压进行调节。为了对不同晶体管的阈值电压进行调节，往往在晶体管的栅介质层上形成功函数层。通过对功函数层的厚度和材料的选择能够使晶体管具有不同的阈值电压。

然而，现有的半导体结构的形成方法所形成的半导体结构的性能较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，以提高所形成半导体结构的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域衬底上具有介质层，所述第一区域介质层中具有第一开口，所述第二区域介质层中具有第二开口；分别在所述第一开口和第二开口底部和侧壁形成功能层；在所述第一开口底部和侧壁的功能层上形成第一掺杂层，所述第一掺杂层中具有第一功函调节离子；在所述第二开口底部和侧壁的功能层上形成第二掺杂层，所述第二掺杂层中具有第二功函调节离子；形成所述第一掺杂层和第二掺杂层之后，进行退火处理，使所述第一功函调节离子扩散进入第一开口的功能层中，使第二功函调节离子扩散进入第二开口的功能层中；所述退火处理之后，去除所述第一掺杂层和第二掺杂层；去除所述第一掺杂层和第二掺杂层之后，在所述第一开口和第二开口中的功能层上形成功函数层；形成所述功函数层之后，在所述第一开口和第二开口中形成栅极。

可选的，形成所述第一掺杂层之后，形成所述第二掺杂层。

可选的，所述第二掺杂层还位于所述第一掺杂层上。

可选的，形成所述第二掺杂层之后，形成所述第一掺杂层。

可选的，所述第一区域用于形成NMOS晶体管，所述第一功函调节离子为镁离子。

可选的，所述第一掺杂层的材料为氮化钽或氮化钛。

可选的，所述第一掺杂层的厚度为8埃～10埃；所述第一掺杂层中的第一功函调节离子的浓度为4E14atoms/cm²～6E14atoms/cm²。

可选的，所述第二区域用于形成PMOS晶体管，所述第二功函调节离子为铝离子。

可选的，所述第二掺杂层的材料为氧化铝、氮化钽或氮化钽。

可选的，所述第二掺杂层的厚度为8埃～10埃。

可选的，所述功能层包括分别位于所述第一开口和第二开口底部的栅介质层，以及位于所述栅介质层上的覆盖层；或者所述功能层为位于所述第一开口和第二开口底部的栅介质层。