[发明专利]半导体结构及制备方法

说明书

本申请实施例提供一种半导体结构及制备方法，其中，所述半导体结构包括：堆叠结构，所述堆叠结构包括位于衬底表面且依次堆叠的介电层、隔离层、金属层和多晶硅层；其中，所述隔离层的材料包括MX，M表示金属元素，X至少表示为以下其中一种：氧元素或氮元素，且MX中X元素与M元素的配比值不大于预设配比值。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，涉及但不限于一种半导体结构及制备方法。

背景技术

随着金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFETs)的不断发展，晶体管的关键指标栅氧层厚度在不断缩小，但是栅氧层厚度的减薄是有极限的，2纳米(nm)以内的二氧化硅(SiO₂)不能再作为理想的绝缘体，SiO₂的厚度低于2nm后就会开始出现明显的隧穿漏电，并且随着SiO2厚度的继续减薄，漏电会成指数级上升，1nm以下的SiO₂在漏电性能方面的表现完全无法接受。

相关技术中，通过高介电常数的物质取代SiO₂作为栅氧层，但是部分高介电常数物质中的缺失氧会导致器件漏电，使得器件产生可靠性问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种半导体结构及制备方法。

第一方面，本申请实施例提供一种半导体结构，所述半导体结构至少包括：

堆叠结构，所述堆叠结构包括位于衬底表面且依次堆叠的介电层、隔离层、金属层和多晶硅层；

其中，所述隔离层的材料包括MX，M表示金属元素，X至少表示为以下其中一种：氧元素或氮元素，且MX中X元素与M元素的配比值不大于预设配比值。

在一些实施例中，所述半导体结构还包括：

介质层，位于所述衬底与所述介电层之间，所述介质层用于调整所述衬底与所述介电层之间的界面态。

在一些实施例中，所述半导体结构还包括：

功函数金属层，位于所述金属层和所述隔离层之间，所述功函数金属层用于调整所述半导体结构的功函数。

在一些实施例中，所述介电层为HK介电层；

所述HK介电层包括以下至少一种：氧化铪、氮氧化铪、氧化铝、氧化锆或氧化镧。

第二方面，本申请实施例提供一种半导体结构的制备方法，所述方法包括：

提供衬底，在所述衬底上沉积形成介电层；

依次在所述介电层上形成阻挡层和金属层；

在所述金属层上形成多晶硅层，以形成堆叠结构；

对所述堆叠结构进行热处理，将所述阻挡层转变为隔离层，以形成所述半导体结构；

其中，所述隔离层的材料包括MX，M表示金属元素，X至少表示为以下其中一种：氧元素或氮元素，且MX中X元素与M元素的配比值不大于预设配比值。

在一些实施例中，所述依次在所述介电层上形成阻挡层和金属层，包括：

将第一反应气体作为反应前驱体，通过所述第一反应气体、惰性气体和金属靶材，在所述介电层上形成所述阻挡层和所述金属层；

所述第一反应气体包括X元素；所述金属靶材包括M元素；所述惰性气体包括以下至少一种：氩气、氖气或氦气。

在一些实施例中，将具有第一流量的所述第一反应气体作为反应前驱体，通过所述具有第一流量的第一反应气体、惰性气体和所述金属靶材，在所述介电层上形成所述阻挡层；