[發明專利]半導體結構及其形成方法

在審

• 申請號: 201410627905.1
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN105655398A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 何永根
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 應戰;駱蘇華

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底包括有源區和淺溝槽隔離結構，所述半 導體襯底表面形成有柵極結構和位于所述柵極結構側壁的側墻，所述柵極結 構和側墻覆蓋部分有源區和淺溝槽隔離結構表面；

在未被柵極結構和側墻覆蓋的淺溝槽隔離結構表面形成第一保護層；

對所述第一保護層進行改性處理，使得第一保護層完全轉變為第二保護層。

2.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第一保護 層為無定型硅，第一保護層的厚度為

3.如權利要求2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成所述第一 保護層的工藝為選擇性外延生長。

4.如權利要求3所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述選擇性外 延生長的溫度為400℃～900℃，氣壓為3Torr～40Torr，用于反應形成無定型 硅的前驅氣體包括硅源氣體SiH₄和Si₂H₆中的一種或幾種，所述前驅氣體 的流量為20sccm～200sccm，反應還包括了選擇性刻蝕氣體HCl，所述刻蝕 氣體HCl的流量為50sccm～500sccm，所述選擇性外延生長采用H₂作為稀 釋氣體，所述H₂的稀釋氣體流量為5slm～50slm。

5.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第二保護 層為氮化硅，第二保護層的厚度為

6.如權利要求5所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述對第一保 護層進行改性處理形成第二保護層的工藝為等離子體改性處理。

7.如權利要求6所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述等離子體 改性處理適于將第一保護層氮化，且不影響淺溝槽隔離結構、有源區、側 墻和柵極結構。

8.如權利要求6所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述等離子體 改性處理采用射頻放電等離子體、微波等離子體或者解耦合等離子體。

9.如權利要求8所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述射頻放電 等離子體的等離子體改性處理，采用N₂和He的混合氣體作為反應氣體， 混合氣體的壓力為1Torr～20Torr，混合氣體中N的原子百分比濃度為1× 10¹⁴atoms/cm³～5×10¹⁶atoms/cm³，射頻功率為50W～2000W，偏壓為 0V～50V，溫度為30℃～50℃，工藝時間為2分鐘～20分鐘。

10.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述半導體襯 底為硅襯底、鍺襯底或絕緣體上硅襯底，所述淺溝槽隔離結構材料為氧化 硅。

11.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述柵極結構 包括位于半導體襯底表面的柵介質層、位于所述柵介質層表面的柵極層和 位于所述柵極層表面的掩模層，所述柵介質層包括位于半導體襯底表面的 介質層和位于所述介質層表面的金屬層。

12.如權利要求11所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述介質層包 括位于半導體襯底表面的第一介質層和位于所述第一介質層表面的第二介 質層，所述第一介質層為厚度的SiO₂或者SiON，所述第二介質 層為厚度的HfO₂、HfON、ZrO₂或者ZrON，所述金屬層為厚度 的Ti、TiN、TaN、Ta、TaC或者TaSiN。

13.如權利要求11所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述柵極結構 橫跨有源區及淺溝槽隔離結構的交界線。