[发明专利]半导体结构和其形成方法

说明书

本公开提供一种半导体结构和其形成方法。半导体结构包括基板，基板含有在基板的第一区域中的第一主动区域和基板的第二区域中的第二主动区域。半导体结构包括第一主动区域上方的多个第一栅极结构，各个第一栅极结构包括具有第一高介电常数栅极介电质和第一栅极电极的第一栅极堆叠以及环绕第一栅极堆叠的第一栅极间隔物。半导体结构包括第二主动区域上方的多个第二栅极结构，各个第二栅极结构包括具有第二高介电常数栅极介电质和第二栅极电极的第二栅极堆叠以及环绕第二栅极堆叠的第二栅极间隔物。至少一部分的第二栅极电极包括掺杂剂。

技术领域

本公开是关于半导体结构和其形成方法，且特别是关于包括掺杂的栅极电极的半导体结构。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)工业已经历快速的成长。在IC发展的进程中，当几何尺寸(亦即，使用制造制程可以制造的最小的组件(或导线))渐少时，功能性密度(亦即，单位晶片面积中互连装置的数量)普遍而言会增加。这样尺寸缩小的制程一般而言通过增加生产效率和降低相关成本来提供益处。这样的尺寸缩小也增加处理和制造IC的复杂度，并且为了实现这些优势需要相似的IC处理和制造发展。当晶体管的尺寸渐少，需要减少栅极氧化物的厚度以维持渐少的栅极长度的表现。然而，为了减少栅极漏电(leakage)，使用允许更大物理厚度的高介电常数(high-k)栅极介电层来维持相同的有效电容(effective capacitance)，如较大技术节点中使用的典型栅极氧化物所提供的有效电容。另外，当技术节点缩小时，在一些IC设计中期望使用金属栅极电极取代典型的多晶硅栅极电极以改善具有渐小特征尺寸的装置的表现。在一些示例中，使用替代的金属栅极制程制造金属栅极。

发明内容

根据本公开的一些实施例，一种半导体结构包括基板，基板包括基板的第一区域中的第一主动区域和基板的第二区域中的第二主动区域。半导体结构包括多个第一栅极结构在第一主动区域上方，各个第一栅极结构包括第一栅极堆叠和环绕第一栅极堆叠的多个第一栅极间隔物，第一栅极堆叠包括第一高介电常数栅极介电质和第一栅极电极。半导体结构包括多个第二栅极结构在第二主动区域上方，各个第二栅极结构包括第二栅极堆叠和环绕第二栅极堆叠的多个第二栅极间隔物，第二栅极堆叠包括第二高介电常数栅极介电质和第二栅极电极，其中至少一部分的第二栅极电极包括掺杂剂。

根据本公开的一些实施例，一种形成半导体结构的方法包括形成多个第一牺牲栅极结构在基板的第一区域的第一主动区域上方以及多个第二牺牲栅极结构在基板的第二区域中的第二主动区域上方，各个第一牺牲栅极结构和各个第二牺牲栅极结构包括牺牲栅极导体和环绕牺牲栅极导体的多个栅极间隔物。方法包括沉积介电层在基板上方，以环绕第一牺牲栅极结构和第二牺牲栅极结构。方法包括从各个第一牺牲栅极结构和各个第二牺牲栅极结构移除牺牲栅极导体，以提供第一区域中的多个第一栅极空腔和第二区域中的多个第二栅极空腔。方法包括沿着第一栅极空腔和第二栅极空腔的侧壁和底部以及在介电层的顶表面上方沉积高介电常数介电层。方法包括沉积栅极电极层在高介电常数介电层上方，以填充第一栅极空腔和第二栅极空腔。方法包括将掺杂剂布植进基板的第二区域中的一部分的栅极电极层，而遮罩基板的第一区域中的另一部分的栅极电极层。方法包括从介电层的顶表面移除栅极电极层和高介电常数介电层的多余部分。

根据本公开的一些实施例，一种半导体结构包括在基板上方的介电层，其中基板包括第一区域和第二区域。半导体结构包括多个第一接触件结构在基板的第一区域中的一部分的介电层中，各个第一接触件结构包括第一接触件插塞。半导体结构包括多个第二接触件结构在基板的第二区域中的另一部分的介电层中，各个第二接触件结构包括第二接触件插塞，其中第一接触件插塞包括具有第一粒径的金属，以及至少一部分的第二接触包括具有第二粒径的金属，第二粒径小于第一粒径。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开的各方面。应注意，根据工业中的标准方法，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚地讨论，可任意增加或减少各种特征的尺寸。

图1绘示根据一些实施例的制造半导体结构的方法流程图；