[發明專利]半導體結構的形成方法

有效

• 申請號: 201511025334.5
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN106935635B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 周飛
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L29/10
• 分類號: H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 高靜;吳敏

一種半導體結構的形成方法，包括：形成半導體基底，所述半導體基底包括襯底、凸出于所述襯底的鰭部，所述鰭部的頂部和側壁表面形成有屏蔽層；采用含氟氣體去除所述屏蔽層；去除所述屏蔽層之后，對所述鰭部進行表面處理以去除所述鰭部表面的含氟副產物；形成橫跨所述鰭部且覆蓋所述鰭部的部分頂部表面和側壁表面的柵極結構。本發明在采用含氟氣體去除所述屏蔽層之后，在所述鰭部表面形成柵極結構之前，先對所述鰭部進行表面處理，去除因所述屏蔽層的去除工藝而殘留于所述鰭部表面的含氟的副產物，避免殘留的氟對所述鰭部的質量造成不良影響，從而提高鰭部內溝道的界面質量，進而提高半導體器件的載流子遷移率、可靠性等電學性能。

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種半導體結構的形成方法。

背景技術

在半導體制造中，隨著超大規模集成電路的發展趨勢，集成電路特征尺寸持續減小。為了適應特征尺寸的減小，MOSFET場效應管的溝道長度也相應不斷縮短。然而，隨著器件溝道長度的縮短，器件源極與漏極間的距離也隨之縮短，因此柵極對溝道的控制能力隨之變差，柵極電壓夾斷(pinch off)溝道的難度也越來越大，使得亞閾值漏電(subthreshold leakage)現象，即所謂的短溝道效應(SCE：short-channel effects)更容易發生。

因此，為了更好的適應特征尺寸的減小，半導體工藝逐漸開始從平面MOSFET晶體管向具有更高功效的三維立體式的晶體管過渡，如鰭式場效應管(FinFET)。FinFET中，柵至少可以從兩側對超薄體(鰭部)進行控制，具有比平面MOSFET器件強得多的柵對溝道的控制能力，能夠很好的抑制短溝道效應；且FinFET相對于其他器件，具有更好的現有的集成電路制作技術的兼容性。

但是，現有技術形成的半導體器件的電學性能較差。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體結構的形成方法，提高半導體器件的電學性能。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體結構的形成方法。包括如下步驟：形成半導體基底，所述半導體基底包括襯底、凸出于所述襯底的鰭部，所述鰭部的頂部和側壁表面形成有屏蔽層；采用含氟氣體去除所述屏蔽層；去除所述屏蔽層之后，對所述鰭部進行表面處理以去除所述鰭部表面的含氟副產物；形成橫跨所述鰭部且覆蓋所述鰭部的部分頂部表面和側壁表面的柵極結構。

可選的，所述屏蔽層的材料為氧化硅或氮氧化硅。

可選的，去除所述屏蔽層的工藝為SiCoNi刻蝕工藝。

可選的，所述SiCoNi刻蝕工藝的步驟包括：以三氟化氮和氨氣作為反應氣體以生成刻蝕氣體；通過刻蝕氣體刻蝕所述屏蔽層，形成含氟副產物；進行退火工藝，將所述含氟副產物升華分解為氣態產物；通過抽氣方式去除所述氣態產物。

可選的，所述SiCoNi刻蝕工藝的工藝參數包括：三氟化氮的氣體流量為20sccm至200sccm，氨氣的氣體流量為200sccm至500sccm，腔室壓強為2Torr至10Torr，工藝時間為20S至100S，所述退火工藝的溫度為100℃至200℃。

可選的，所述鰭部的材料為硅，所述含氟副產物與所述鰭部表面形成硅-氟鍵，對所述鰭部進行表面處理的步驟包括：對所述鰭部進行光照工藝，使所述硅-氟鍵斷開；進行所述光照工藝之后，對所述鰭部表面進行氧化處理，在所述鰭部表面形成氧化層；去除所述氧化層。

可選的，采用紫外線對所述鰭部進行光照工藝，光照強度為1mW/cm²至200mW/cm²，工藝溫度為350℃至650℃，工藝時間為20min至200min。

可選的，對所述鰭部進行氧化處理的工藝為濕法氧化工藝或干法氧化工藝。

可選的，通過臭氧對所述鰭部進行濕法氧化工藝，工藝時間為60S至150S。