本公開實(shí)施例涉及半導(dǎo)體，特別是涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法、電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著晶體管尺寸的縮小，有源區(qū)間距(aa?pitch)、多晶硅間距(poly?pitch)、通孔間距(contact?pitch)、金屬互連層中的互連線間距(m1/m2?pitch)變小，導(dǎo)致單個(gè)晶體管的驅(qū)動電流下降，如何克服晶體管驅(qū)動電流的下降成為急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法、電子設(shè)備，可以優(yōu)化半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

2、一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：

3、基底，基底上形成有鍺溝道層；

4、相對間隔設(shè)置的第一側(cè)墻結(jié)構(gòu)，位于鍺溝道層上；

5、第一疊層結(jié)構(gòu)，位于第一側(cè)墻結(jié)構(gòu)之間的鍺溝道層上，且延伸覆蓋至第一側(cè)墻結(jié)構(gòu)靠近第一疊層結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上，第一疊層結(jié)構(gòu)包括層疊的第一柵介質(zhì)層、第一界面偶極子層及第一功函數(shù)層；

6、具有第一導(dǎo)電類型的第一源極和第一漏極，貫穿鍺溝道層且延伸至基底中，位于第一側(cè)墻結(jié)構(gòu)背離第一疊層結(jié)構(gòu)的一側(cè)；

7、其中，第一疊層結(jié)構(gòu)、第一源極和第一漏極構(gòu)成第一晶體管。

8、在其中一個(gè)實(shí)施例中，基底包括硅基底，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：

9、si1-xgex緩沖層，位于鍺溝道層與硅基底之間；

10、其中，x大于或等于0且小于或等于1，自硅基底的表面向遠(yuǎn)離硅基底的表面，x的值依次增加。

11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：

12、相對間隔設(shè)置的第二側(cè)墻結(jié)構(gòu)，位于鍺溝道層上；

13、第二疊層結(jié)構(gòu)，位于第二側(cè)墻結(jié)構(gòu)之間的鍺溝道層上，且延伸覆蓋至第二側(cè)墻結(jié)構(gòu)靠近第二疊層結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上，第二疊層結(jié)構(gòu)包括層疊的第二柵介質(zhì)層、第二界面偶極子層和第二功函數(shù)層；

14、具有第二導(dǎo)電類型的第二源極和第二漏極，貫穿鍺溝道層且延伸至基底中，位于第二側(cè)墻結(jié)構(gòu)背離第二疊層結(jié)構(gòu)的一側(cè)，第二導(dǎo)電類型和第一導(dǎo)電類型相反；

15、其中，第二疊層結(jié)構(gòu)、第二源極和第二漏極構(gòu)成第二晶體管。

16、在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一導(dǎo)電類型為p型，第二導(dǎo)電類型為n型，第一柵介質(zhì)層和第二柵介質(zhì)層的構(gòu)成材料包括高介電常數(shù)材料，第一界面偶極子層的構(gòu)成材料包括氧化鋁，第一功函數(shù)層的構(gòu)成材料包括氮化鈦，第二界面偶極子層的構(gòu)成材料包括氧化鑭，第二功函數(shù)層的構(gòu)成材料包括鋁化鈦，第一源極為原位摻雜的sige源極，第一漏極為原位摻雜的sige漏極，第二源極為原位摻雜的sip源極，第二漏極為原位摻雜的sip漏極。

17、在其中一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：

18、第一柵極結(jié)構(gòu)，位于第一疊層結(jié)構(gòu)上；

19、第一保護(hù)層，位于第一柵極結(jié)構(gòu)上，第一保護(hù)層靠近基底的下表面低于第一側(cè)墻結(jié)構(gòu)背離基底的上表面；

20、第二柵極結(jié)構(gòu)，位于第二疊層結(jié)構(gòu)上；

21、第二保護(hù)層，位于第二柵極結(jié)構(gòu)上，第二保護(hù)層靠近基底的下表面低于第二側(cè)墻結(jié)構(gòu)背離基底的上表面。

22、在其中一個(gè)實(shí)施例中，基底包括器件區(qū)和外圍區(qū)，第一疊層結(jié)構(gòu)包括第一主疊層結(jié)構(gòu)和第一輔疊層結(jié)構(gòu)，第一晶體管包括位于器件區(qū)的第一主晶體管和位于外圍區(qū)的第一輔晶體管，第一主晶體管包括第一主柵氧層和第一主疊層結(jié)構(gòu)，第一輔晶體管包括第一輔柵氧層和第一輔疊層結(jié)構(gòu)，第一輔柵氧化層的厚度大于第一主柵氧化層的厚度；

23、其中，第一主柵氧化層位于所述第一主疊層結(jié)構(gòu)和鍺溝道層之間，第一輔柵氧化層位于第一輔疊層結(jié)構(gòu)和鍺溝道層之間。

24、上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，鍺溝道層作為第一源極和第一漏極之間的導(dǎo)電溝道，提高了導(dǎo)電溝道中第一導(dǎo)電類型載流子的遷移率，從而達(dá)到提高第一晶體管驅(qū)動電流的目的。第一源極和第一漏極之間的鍺溝道層上設(shè)置有包括層疊的第一柵介質(zhì)層、第一界面偶極子層及第一功函數(shù)層的第一疊層結(jié)構(gòu)，通過第一功函數(shù)層可以調(diào)節(jié)第一晶體管的閾值電壓，通過第一界面偶極子層可以提高第一晶體管的性能，達(dá)到整體提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)性能的目的。

25、本公開還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：

26、提供基底，基底上形成有鍺溝道層；

27、于鍺溝道層上形成第一偽柵結(jié)構(gòu)，第一偽柵結(jié)構(gòu)的相對側(cè)壁形成有第一側(cè)墻結(jié)構(gòu)；

28、于第一側(cè)墻結(jié)構(gòu)背離第一偽柵結(jié)構(gòu)一側(cè)形成貫穿鍺溝道層且延伸至基底中的具有第一導(dǎo)電類型的第一源極和第一漏極；

29、去除第一偽柵結(jié)構(gòu)，形成第一溝槽；

30、于第一溝槽的內(nèi)壁形成第一疊層結(jié)構(gòu)，第一疊層結(jié)構(gòu)包括層疊的第一柵介質(zhì)層、第一界面偶極子層及第一功函數(shù)層；

31、其中，第一疊層結(jié)構(gòu)、第一源極和第一漏極構(gòu)成第一晶體管。

32、在其中一個(gè)實(shí)施例中，提供基底，基底上形成有鍺溝道層，包括：

33、提供硅基底；

34、于硅基底上形成si1-xgex緩沖層；

35、于si1-xgex緩沖層背離硅基底的表面上形成鍺溝道層；

36、其中，x大于或等于0且小于或等于1，自硅基底的表面向遠(yuǎn)離硅基底的表面，x的值依次增加。

37、在其中一個(gè)實(shí)施例中，于si1-xgex緩沖層背離硅基底的表面上形成鍺溝道層之后，還包括：

38、于鍺溝道層中形成淺槽隔離結(jié)構(gòu)，淺槽隔離結(jié)構(gòu)貫穿si1-xgex緩沖層并延伸至硅基底中，淺槽隔離結(jié)構(gòu)于硅基底中隔離出若干間隔排布的有源區(qū)；

39、其中，第一偽柵結(jié)構(gòu)位于有源區(qū)上，第一源極和第一漏極位于有源區(qū)中。

40、在其中一個(gè)實(shí)施例中，于硅基底上形成si1-xgex緩沖層之前，包括：

41、于硅基底中形成頂表面高硅基底頂表面的淺槽隔離結(jié)構(gòu)，淺槽隔離結(jié)構(gòu)于硅基底中隔離出若干間隔排布的有源區(qū)；

42、其中，有源區(qū)中鍺溝道層背離硅基底的頂表面低于淺槽隔離結(jié)構(gòu)的頂表面，第一偽柵結(jié)構(gòu)位于有源區(qū)上，第一源極和第一漏極位于有源區(qū)中。

43、在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一偽柵結(jié)構(gòu)包括第一主偽柵結(jié)構(gòu)和第一輔偽柵結(jié)構(gòu)，第一溝槽包括第一主溝槽和第一輔溝槽，于基底上形成第一偽柵結(jié)構(gòu)之前，還包括：

44、于鍺溝道層背離基底的表面上形成硅緩沖層；

45、對硅緩沖層背離硅基底的上表層進(jìn)行氧化處理，以形成第一氧化層，第一主偽柵結(jié)構(gòu)和第一輔偽柵結(jié)構(gòu)均位于第一氧化層的表面上；

46、去除第一偽柵結(jié)構(gòu)，形成第一溝槽包括：

47、分別去除第一主偽柵結(jié)構(gòu)和第一輔偽柵結(jié)構(gòu)，得到第一主溝槽和第一輔溝槽；

48、去除第一主溝槽暴露出的第一氧化層；

49、同時(shí)對第一主溝槽底部的硅緩沖層和第一輔溝槽底部的硅緩沖層進(jìn)行氧化處理，以形成第二氧化層；

50、其中，第一柵介質(zhì)層與第一主溝槽中的第二氧化層的表面接觸，且與第一輔溝槽中的第一氧化層的表面接觸。

51、在其中一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法還包括：

52、于鍺溝道層上形成與第一偽柵結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置的第二偽柵結(jié)構(gòu)，第二偽柵結(jié)構(gòu)的相對側(cè)壁形成有第二側(cè)墻結(jié)構(gòu)；

53、于第二側(cè)墻結(jié)構(gòu)背離第二偽柵結(jié)構(gòu)一側(cè)形成貫穿鍺溝道層且延伸至基底中的具有第二導(dǎo)電類型的第二源極和第二漏極，第二導(dǎo)電類型和第一導(dǎo)電類型相反；

54、去除第二偽柵結(jié)構(gòu)，形成第二溝槽；

55、于第二溝槽的內(nèi)壁形成第二疊層結(jié)構(gòu)，第二疊層結(jié)構(gòu)包括層疊的第二柵介質(zhì)層、第二界面偶極子層和第二功函數(shù)層；

56、其中，第二疊層結(jié)構(gòu)、第二源極和第二漏極構(gòu)成第二晶體管。

57、在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一導(dǎo)電類型為p型，第二導(dǎo)電類型為n型，于第一側(cè)墻結(jié)構(gòu)背離第一偽柵結(jié)構(gòu)一側(cè)形成貫穿鍺溝道層且延伸至基底中的具有第一導(dǎo)電類型的第一源極和第一漏極，于第二側(cè)墻結(jié)構(gòu)背離第二偽柵結(jié)構(gòu)一側(cè)形成貫穿鍺溝道層且延伸至基底中的具有第二導(dǎo)電類型的第二源極和第二漏極，包括：

58、于第一側(cè)墻結(jié)構(gòu)背離第一偽柵結(jié)構(gòu)一側(cè)的鍺溝道層中形成延伸至基底的第一源極溝槽和第一漏極溝槽；

59、于第二側(cè)墻結(jié)構(gòu)背離第二偽柵結(jié)構(gòu)一側(cè)的鍺溝道層中形成延伸至基底的第二源極溝槽和第二漏極溝槽；

60、分別于第一源極溝槽中形成原位摻雜的sige源極、于第一漏極溝槽中形成原位摻雜的sige漏極；

61、分別于第二源極溝槽中形成原位摻雜的sip源極、于第二漏極溝槽中形成原位摻雜的sip漏極。

62、在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一柵介質(zhì)層和第二柵介質(zhì)層的構(gòu)成材料相同，于第一溝槽的內(nèi)壁形成第一疊層結(jié)構(gòu)，于第二溝槽的內(nèi)壁形成第二疊層結(jié)構(gòu)，包括：

63、于第一溝槽的內(nèi)壁和第二溝槽的內(nèi)壁形成第三柵介質(zhì)材料層，第三介質(zhì)材料層包括第一晶體管對應(yīng)區(qū)域的第一柵介質(zhì)材料層和第二晶體管對應(yīng)區(qū)域的第二柵介質(zhì)材料層；

64、于第二柵介質(zhì)材料層上形成第二界面偶極子材料層；

65、于第一柵介質(zhì)材料層上形成第一界面偶極子材料層；

66、于第一界面偶極子材料層上形成第一功函數(shù)材料層；

67、于第二界面偶極子材料層上形成第二功函數(shù)材料層；

68、于第一溝槽中形成第一柵極結(jié)構(gòu)和第二溝槽中形成第二柵極結(jié)構(gòu)；

69、于第一溝槽和第二溝槽中填充形成第三保護(hù)材料層；

70、采用cmp工藝去除高于第一溝槽的第三柵介質(zhì)材料層、第一界面偶極子材料層、第一功函數(shù)材料層和第三保護(hù)材料層，以及高于第二溝槽的第三柵介質(zhì)材料層、第二界面偶極子材料層、第二功函數(shù)材料層和第三保護(hù)材料層，得到第一疊層結(jié)構(gòu)、第二疊層結(jié)構(gòu)、第一保護(hù)層以及第二保護(hù)層。

71、在其中一個(gè)實(shí)施例中，于第二柵介質(zhì)材料層上形成第二界面偶極子材料層，包括：在第三柵介質(zhì)材料層上形成第二界面偶極子材料膜層，刻蝕去除第一晶體管所處區(qū)域上的第二界面偶極子材料膜層，以得到第二界面偶極子材料層；

72、于第一柵介質(zhì)材料層上形成第一界面偶極子材料層，包括：在第三柵介質(zhì)材料層上形成第一界面偶極子材料膜層，刻蝕去除第二界面偶極子材料層上的第一界面偶極子材料膜層，以得到第一界面偶極子材料層；

73、于第一界面偶極子材料層上形成第一功函數(shù)材料層之前，還包括：于第一界面偶極子材料層和第二界面偶極子材料層上形成功函刻蝕停止層；

74、于第一界面偶極子材料層上形成第一功函數(shù)材料層，包括：在基底上形成第一功函數(shù)材料膜層，并以功函刻蝕停止層為刻蝕停止層刻蝕去除第二界面偶極子材料層上的第一功函數(shù)材料膜層，以得到第一功函數(shù)材料層；

75、于第二界面偶極子材料層上形成第二功函數(shù)材料層，包括：在基底上形成第二功函數(shù)材料膜層，并刻蝕去除第一功函數(shù)材料層上的第二功函數(shù)材料膜層，以得到位于第二界面偶極子材料層上的第二功函數(shù)材料層。

76、在其中一個(gè)實(shí)施例中，于第一溝槽的內(nèi)壁形成第一疊層結(jié)構(gòu)之后，還包括：

77、于第一溝槽中依次形成第一柵極結(jié)構(gòu)和第一保護(hù)層；

78、其中，第一保護(hù)層填滿第一溝槽。

79、上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法中，基底上的鍺溝道層作為第一源極和第一漏極之間的導(dǎo)電溝道，提高了導(dǎo)電溝道中第一導(dǎo)電類型載流子的遷移率，從而達(dá)到提高第一晶體管驅(qū)動電流的目的。在第一源極和第一漏極之間的鍺溝道層上形成有包括層疊的第一柵介質(zhì)層、第一界面偶極子層及第一功函數(shù)層的第一疊層結(jié)構(gòu)，通過第一功函數(shù)層可以調(diào)節(jié)第一晶體管的閾值電壓，通過第一界面偶極子層可以提高第一晶體管的性能，達(dá)到整體提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)性能的目的。

80、本公開還提供一種電子設(shè)備，包括：如上述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。