[发明专利]半导体结构及半导体结构的制造方法

说明书

本发明实施例提供一种半导体结构及半导体结构的制造方法，半导体结构包括：基底；位于所述基底上的栅极结构，所述栅极结构包括依次层叠设置的第一导电层、阻挡层和第二导电层；其中，所述第一导电层包括第一多晶硅层、第一金属层和第二多晶硅层，且所述第一多晶硅层靠近所述基底，所述第二多晶硅层紧贴所述阻挡层；所述第一金属层位于所述第一多晶硅层与所述第二多晶硅层之间。本发明实施例的栅极结构具有竖直的形貌及较强的电性能。

技术领域

本发明实施例涉及半导体领域，特别涉及一种半导体结构及半导体结构的制造方法。

背景技术

半导体结构中的场效应晶体管作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输出电流。场效应晶体管包括栅极、漏极和源极三个端。在电场的作用下，栅极可以形成或消除源极和漏极之间的沟道，从而允许或阻碍电子流过。

目前，场效应晶体管大多采用多晶硅材料和其他导电材料形成栅极结构。利用多晶硅材料形成栅极结构主要有以下几个方面的优点：多晶硅与栅介质层的界面的缺陷较少；多晶硅的功函数容易调节，进而容易调节场效应晶体管的阈值电压；多晶硅的熔点比大多数的金属高，在半导体制程中常在高温下沉积栅极材料以增进元件效能，因此多晶硅不会影响制程能使用的温度上限。

然而，多晶硅材料的栅极结构在形成过程中，由于多晶硅材料的特性和刻蚀工艺的局限性，会导致多晶硅侧面在刻蚀过程中容易被过刻蚀，进而影响栅极结构的电性能，降低半导体结构的良率。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体结构及半导体结构的制造方法，以提高栅极结构的电性能，进而保证半导体结构的良率。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种半导体结构，包括：基底；位于所述基底上的栅极结构，所述栅极结构包括依次层叠设置的第一导电层、阻挡层和第二导电层；其中，所述第一导电层包括第一多晶硅层、第一金属层和第二多晶硅层，且所述第一多晶硅层靠近所述基底，所述第二多晶硅层紧贴所述阻挡层；所述第一金属层位于所述第一多晶硅层与所述第二多晶硅层之间。

另外，所述第一多晶硅层和所述第二多晶硅层的厚度相同。

另外，半导体结构还包括：位于所述栅极结构与所述基底之间的栅极介质层。

另外，所述第一金属层的厚度为0.5nm～1.5nm。

另外，所述第一金属层的材料包括氮化钛或氮化钽。

另外，半导体结构还包括：位于所述栅极结构上的绝缘覆盖层。

另外，所述第一多晶硅层和所述第二多晶硅层掺杂有P型离子或N型离子。

另外，所述第一多晶硅层中掺杂的离子浓度和所述第二多晶硅层中掺杂的离子浓度不同。

另外，所述第一导电层还包括层叠设置的第三多晶硅层及第二金属层，所述第三多晶硅层靠近所述基底，所述第二金属层位于所述第三多晶硅层及所述第一多晶硅层之间。

另外，所述第一金属层和所述第二金属层的材料和厚度相同。

本发明实施例还提供一种半导体结构的制造方法，包括：提供基底；在所述基底上依次形成初始第一导电层、初始阻挡层和初始第二导电层，所述初始第一导电层、所述初始阻挡层和所述初始第二导电层构成所述初始栅极结构；所述初始第一导电层包括初始第一多晶硅层、初始第一金属层和初始第二多晶硅层，且所述初始第一多晶硅层靠近所述基底，所述初始第二多晶硅层紧贴所述初始阻挡层；所述初始第一金属层位于所述初始第一多晶硅层与所述初始第二多晶硅层之间；在所述初始栅极结构上形成图形化的掩膜层；以所述图形化的掩膜层作为掩膜版刻蚀所述初始第一导电层、所述初始阻挡层和所述初始第二导电层，形成第一导电层、阻挡层和第二导电层；所述第一导电层、所述阻挡层和所述第二导电层构成栅极结构；所述第一导电层包括第一多晶硅层、第二多晶硅层及第一金属层。