[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

场效应晶体管可以包括有源层，该有源层包含至少两种原子元素的氧化物化合物材料并且位于衬底上方，至少两种原子元素包括锡的第一元素和选自Ge、Si、P、S、F、Ti、Cs和Na的第二元素。场效应晶体管还可以包括位于有源层上的栅极电介质、位于栅极电介质上的栅电极以及接触有源层的相应部分的源电极和漏电极。氧化物化合物材料可以包括至少锗和锡。氧化物化合物半导体材料可以用作BEOL结构中的p型半导体材料。本发明的实施例还涉及半导体结构及其形成方法。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体结构及其形成方法。

背景技术

由氧化物半导体制成的晶体管是用于后段制程(BEOL)集成的有吸引力的选择，因为它们可以在低温下进行处理，并且因此将不会损坏先前制造的器件。例如，制造条件和技术不会损坏先前制造的前段制程(FEOL)器件和中段制程(MEOL)器件。

发明内容

本发明的实施例提供了一种半导体结构，所述半导体结构包括第一场效应晶体管，所述第一场效应晶体管包括：层，包括至少两种原子元素的氧化物化合物材料并且位于衬底上方，所述至少两种原子元素包括锡的第一元素和选自Ge、Si、P、S、F、Ti、Cs和Na的第二元素；栅极电介质，位于有源层上；栅电极，位于所述栅极电介质上；以及源电极和漏电极，接触所述有源层的相应部分。

本发明的另一实施例提供了一种半导体结构，所述半导体结构包括第一场效应晶体管，所述第一场效应晶体管包括：栅电极，位于衬底上方；栅极电介质，位于所述栅电极的顶面或底面上；层，包括至少两种原子元素的氧化物化合物材料并且与所述栅极电介质接触，所述至少两种原子元素包括锡的第一元素和选自Ge、Si、P、S、F、Ti、Cs和Na的第二元素；以及源电极和漏电极，接触包括所述氧化物化合物材料的所述层的相应部分。

本发明的又一实施例提供了一种形成半导体结构的方法，所述方法包括：在衬底上方形成包括至少两种原子元素的合金层，所述至少两种原子元素包括锡的第一元素和选自Ge、Si、P、S、F、Ti、Cs和Na的第二元素；通过氧化所述合金层形成所述至少两种原子元素的氧化物化合物材料；将所述氧化物化合物材料图案化为有源层；以及在形成所述合金层之前或在形成所述有源层之后，形成包括栅极电介质和栅电极的栅极堆叠件，其中，在形成所述栅极电介质和所述有源层后，所述栅极电介质接触所述有源层。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最佳理解本发明的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各种部件未按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚起见，可以任意地增大或减小各种部件的尺寸。

图1是根据本发明的实施例的在形成互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管、形成在下部层级介电层中的第一金属互连结构、绝缘材料层和可选的蚀刻停止介电层之后的结构的垂直截面图。

图2A至图2C是根据本发明的实施例的在形成栅极接触通孔结构之后的结构的区域的第一配置的各种视图。图2A是顶视图，图2B是沿着图2A和图2C的垂直平面B-B’的垂直截面图，并且图2C是沿着图2A和图2B的垂直平面C-C’的垂直截面图。

图3A至图3C是根据本发明的实施例的在形成连续栅电极材料层、连续栅极介电材料层和连续二元金属合金层之后的结构的区域的第一配置的各种视图。图3A是顶视图，图3B是沿着图3A和图3C的垂直平面B-B’的垂直截面图，并且图3C是沿着图3A和图3B的垂直平面C-C’的垂直截面图。

图4A至图4C是根据本发明的实施例的在将连续二元金属合金层转化为连续三元金属氧化物层之后的结构的区域的第一配置的各种视图。图4A是顶视图，图4B是沿着图4A和图4C的垂直平面B-B’的垂直截面图，并且图4C是沿着图4A和图4B的垂直平面C-C’的垂直截面图。