半导体结构及其形成方法与流程

技术特征：
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底包括衬底、分立于所述衬底上的多个沟道叠层，所述沟道叠层包括第一沟道层和位于所述第一沟道层上的第二沟道层，所述第一沟道层和第二沟道层的材料不同，所述基底包括第一区域和第二区域，所述沟道叠层位于所述第一区域和第二区域中；在所述沟道叠层露出的所述衬底上形成层间介质层，所述层间介质层中形成有露出所述沟道叠层的栅极开口，所述层间介质层的顶面高于所述沟道叠层的顶面；去除所述第一区域的所述栅极开口中的所述第二沟道层；去除所述第二区域的所述栅极开口中的所述第一沟道层；去除所述第一区域的所述栅极开口中的所述第二沟道层、以及去除所述第二区域的所述栅极开口中的所述第一沟道层后，在所述栅极开口中形成栅极结构，所述栅极结构包围剩余的所述第一沟道层和第二沟道层。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，提供基底后，去除所述第一区域的所述栅极开口中的所述第二沟道层，以及去除所述第二区域的所述栅极开口中的所述第一沟道层前，在所述沟道叠层之间的所述衬底上形成隔离材料层；形成所述隔离材料层的步骤包括：在所述沟道叠层之间的所述衬底上形成隔离材料膜，所述隔离材料膜覆盖最底部的所述沟道叠层；在所述沟道叠层露出的所述衬底上形成层间介质层的步骤包括：在所述隔离材料膜上形成所述层间介质层；所述半导体结构的形成方法还包括：形成所述栅极开口后，刻蚀所述第一区域的部分厚度的所述隔离材料膜，露出最底部的所述沟道叠层中的所述第二沟道层的侧壁，剩余的所述隔离材料膜作为隔离材料层。3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，提供基底后，形成层间介质层前，在所述沟道叠层之间的所述衬底上形成隔离材料层；形成所述隔离材料层的步骤包括：在所述沟道叠层之间的所述衬底上形成隔离材料膜，所述隔离材料膜覆盖最底部的所述沟道叠层；形成所述隔离材料膜后，刻蚀所述第一区域的部分厚度的所述隔离材料膜，露出最底部的所述沟道叠层中的所述第二沟道层的侧壁，剩余的所述隔离材料膜作为隔离材料层；在所述沟道叠层之间的所述衬底上形成层间介质层的步骤中，在所述隔离材料层上形成所述层间介质层。4.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，刻蚀所述第一区域的部分厚度的所述隔离材料膜的步骤包括：形成覆盖所述第二区域且露出所述第一区域的第一掩膜层；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一区域的部分厚度的所述隔离材料膜。5.如权利要求2至4中任一项所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用certas工艺刻蚀所述第一区域的部分厚度的所述隔离材料膜，形成所述隔离材料层。6.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述第一区域的所述栅极开口中的所述第二沟道层的步骤中，去除所述第一掩膜层露出的所述第二沟道层。7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺，去除所述第一区域的所述栅极开口中的所述第二沟道层。8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述第二区域的所述
栅极开口中的所述第一沟道层的步骤包括：在所述栅极开口中形成覆盖所述第一区域且露出所述第二区域的第二掩膜层；去除所述第二掩膜层露出的所述第一沟道层。9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺，去除所述第二区域的所述栅极开口中的所述第一沟道层。10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体结构的形成方法还包括：提供基底后，在所述沟道叠层露出的所述衬底上形成层间介质层前，形成横跨所述沟道叠层的伪栅结构，所述伪栅结构覆盖所述沟道叠层的部分顶壁和部分侧壁；形成所述层间介质层的步骤中，所述层间介质层形成在所述伪栅结构侧部的所述衬底上；所述栅极开口的形成步骤包括：去除所述伪栅结构，形成位于所述层间介质层中的所述栅极开口。11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体结构的形成方法还包括：形成所述基底后，形成所述伪栅结构前，在所述沟道叠层的顶壁和侧壁上形成保护层；去除所述伪栅结构的步骤中，所述伪栅结构的去除速率大于所述保护层的去除速率。12.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一区域用于形成pmos，所述第二区域用于形成nmos；所述第一沟道层的材料包括sige，所述第二沟道层的材料包括si。13.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述基底还包括：鳍部，位于所述衬底和多个所述沟道叠层之间；所述半导体结构的形成方法还包括：提供基底后，形成层间介质层前，在所述沟道叠层和鳍部之间的所述衬底上形成隔离材料层，第一区域和第二区域的所述隔离材料层的顶面齐平，且所述隔离材料层的顶面与所述鳍部的顶面齐平。14.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，提供基底的步骤中，在所述衬底和多个所述沟道叠层之间形成有鳍部。15.一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括第一区域和第二区域；多个相间隔的第一沟道层，悬置于所述第一区域的所述衬底上；多个相间隔的第二沟道层，悬置于所述第二区域的所述衬底上，所述第二沟道层和第一沟道层的材料不同；栅极结构，位于所述第一区域和第二区域的所述衬底上，且包围所述第一沟道层和第二沟道层。16.如权利要求15所述的半导体结构，其特征在于，垂直于所述栅极结构延伸方向上，所述栅极结构具有两个相对侧壁；所述第一沟道层和第二沟道层在所述栅极结构的任一所述相对侧壁上的投影交替设置，且最顶部的所述第二沟道层在任一所述相对侧壁上的投影位于最顶部的所述第一沟道层在任一所述相对侧壁上的投影的上方，最底部的所述第一沟道层在任一所述相对侧壁上的投影位于所述最底部的所述第二沟道层在任一所述相对侧壁上的投影的下方。
17.如权利要求15或16所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：隔离材料层，位于所述衬底上；多个相间隔的第一沟道层，悬置于所述第一区域的所述隔离材料层上；多个相间隔的第二沟道层，悬置于所述第二区域的所述隔离材料层上；所述半导体结构还包括：第一沟道膜，位于所述第一区域的所述隔离材料层中，所述隔离材料层覆盖所述第一沟道膜的侧壁，且露出所述第一沟道膜的顶面；所述半导体结构还包括：沟道叠膜，位于所述第二区域的所述隔离材料层中，所述沟道叠膜包括所述第一沟道膜和位于所述第一沟道膜上的第二沟道膜，所述隔离材料层覆盖所述沟道叠膜，且露出所述沟道叠膜的顶面。18.如权利要求17所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：鳍部，位于所述第一区域的所述第一沟道膜与所述衬底之间，以及第二区域的所述衬底和多个所述沟道叠膜之间。19.如权利要求15或16所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区域的半导体结构为pmos，所述第二区域的半导体结构为nmos；所述第一沟道层的材料包括sige，所述第二沟道层的材料包括si。20.如权利要求15或16所述的半导体结构，其特征在于，所述第一区域中的第一沟道层的数量与所述第二区域中的第二沟道层的数量相同。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供基底，基底包括衬底、分立于衬底上的多个沟道叠层，沟道叠层包括第一沟道层和位于第一沟道层上的第二沟道层，第一沟道层和第二沟道层的材料不同，基底包括第一区域和第二区域，沟道叠层位于第一区域和第二区域中；在沟道叠层露出的衬底上形成层间介质层，层间介质层中形成有露出沟道叠层的栅极开口；去除第一区域的栅极开口中的第二沟道层；去除第二区域的栅极开口中的第一沟道层；形成包围剩余的第一沟道层和第二沟道层的栅极结构。本发明实施例，使得第一区域和第二区域的晶体管的沟道区的材料不同，以满足不同晶体管的性能需求，进而优化半导体结构的电学性能。而优化半导体结构的电学性能。而优化半导体结构的电学性能。


技术研发人员：周飞
受保护的技术使用者：中芯国际集成电路制造（北京）有限公司
技术研发日：2020.04.17
技术公布日：2021/10/21