[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

本申请提供半导体结构及其形成方法，所述方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域以及隔离所述第一区域和所述第二区域的隔离结构，所述第一区域和所述第二区域的半导体衬底中分别形成有第一阱区和第二阱区；分别在所述第一区域和所述第二区域的半导体衬底上形成预先掺杂的第一栅极层和第二栅极层。本申请所述的半导体结构的形成方法，使用原位掺杂工艺来形成预先掺杂的栅极层，可以避免栅极层被大量粒子注入导致多晶穿透效应，杂质粒子进入沟道而影响器件性能。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

具有优秀亚阈值特性的TFET(Tunneling Field Effect Transistor)器件可以与传统CMOS器件混合集成来降低电路的整体功耗，电路中高频部分由常规CMOS器件完成，低频部分由TFET器件完成。在与现有CMOS工艺兼容的前提下，TFET器件的结构和性能还不稳定，有较大的改进空间。

因此，有必要提供更可靠、更有效的技术方案。

发明内容

本申请提供一种半导体结构及其形成方法，可以避免栅极层被大量粒子注入导致多晶穿透效应，杂质粒子进入沟道而影响器件性能。

本申请的一个方面提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域以及隔离所述第一区域和所述第二区域的隔离结构，所述第一区域和所述第二区域的半导体衬底中分别形成有第一阱区和第二阱区；分别在所述第一区域和所述第二区域的半导体衬底上形成预先掺杂的第一栅极层和第二栅极层；分别在所述第一栅极层和所述第二栅极层两侧的半导体衬底中形成轻掺杂源极和轻掺杂漏极；分别在所述第一栅极层和所述第二栅极层两侧形成侧墙；分别在所述第一栅极层和所述第二栅极层两侧的半导体衬底中形成重掺杂源极和重掺杂漏极；在所述半导体衬底上形成覆盖所述半导体衬底和所述第一栅极层和第二栅极层的层间介质层；在所述层间介质层中形成贯穿所述层间介质层且电连接所述第一栅极层和第二栅极层的接触结构。

在本申请的一些实施例中，分别在所述第一区域和所述第二区域的半导体衬底上形成预先掺杂的第一栅极层和第二栅极层的方法包括：在所述半导体衬底上依次形成第一栅氧层和预先掺杂的第一栅极层；去除位于第二区域上的所述第一栅氧层和预先掺杂的第一栅极层；在所述第二区域上和所述预先掺杂的第一栅极层上依次形成第二栅氧层和预先掺杂的第二栅极层；去除高于所述预先掺杂的第一栅极层的第二栅氧层和预先掺杂的第二栅极层；去除不在沟道上方的第一栅氧层和预先掺杂的第一栅极层以及第二栅氧层和预先掺杂的第二栅极层。

在本申请的一些实施例中，去除位于第二区域上的所述第一栅氧层和预先掺杂的第一栅极层的方法包括：在所述第一区域上的第一栅极层表面形成光阻层；刻蚀去除位于第二区域上的第一栅氧层和第一栅极层；去除所述光阻层。

在本申请的一些实施例中，形成所述第一栅氧层的方法包括热氧化工艺，形成所述预先掺杂的第一栅极层的方法包括原位掺杂工艺。

在本申请的一些实施例中，形成所述第二栅氧层的方法包括热氧化工艺，形成所述预先掺杂的第二栅极层的方法包括原位掺杂工艺。

在本申请的一些实施例中，所述第一栅极层和所述第一阱区的掺杂类型相反，所述第二栅极层和所述第二阱区的掺杂类型相反。

在本申请的一些实施例中，所述第一栅极层的掺杂浓度为1×10¹⁹-1×10²¹atom/cm³，所述第二栅极层的浓度为1×10¹⁹-1×10²¹atom/cm³。

在本申请的一些实施例中，所述第一栅极层的掺杂粒子包括磷、硼、砷、铟、锑，所述第二栅极层的掺杂粒子包括磷、硼、砷、铟、锑。