[發明專利]半導體結構及其形成方法

在審

• 申請號: 201610309510.6
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN107369643A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 周飛;洪中山
• 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: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/336;H01L29/10;H01L29/78;H01L27/088
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 徐文欣,吳敏

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種半導體結構及其形成方法。

背景技術

隨著半導體制造技術的飛速發展，半導體器件朝著更高的元件密度，以及更高集成度的方向發展。晶體管作為最基本的半導體器件目前正被廣泛應用，因此隨著半導體器件的元件密度和集成度的提高，晶體管的尺寸也越來越小。

鰭式場效應晶體管(FinFET)具有像魚鰭的交叉式鰭部，能夠提高半導體器件的集成度。且鰭式場效應晶體管的柵極結構能夠從鰭部的兩側控制晶體管溝道，從而增加對晶體管溝道載流子的控制，有利于減少漏電流。

在FinFET中，鰭部的寬度對晶體管的溝道長度有很大影響，溝道的長度對晶體管的短溝道效應至關重要。FinFET中鰭部的寬度很小，鰭部寬度較小的改變就容易影響FinFET的性能。

然而，現有技術形成的半導體結構中，不同FinFET的鰭部寬度不一致，導致不同FinFET的性能不一致。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體結構及其形成方法，能夠降低半導體結構中鰭部寬度的不一致性。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體結構及其形成方法，包括：

形成基底，所述基底包括器件區和隔離區，所述基底包括：襯底、位于器件區襯底上的鰭部、位于器件區襯底上的初始隔離結構，所述初始隔離結構覆蓋所述鰭部側壁，所述隔離區襯底內具有初始凹槽；在所述凹槽側壁表面形成第一覆蓋層，形成隔離凹槽；形成填充于所述隔離凹槽內的隔離層；在形成所述隔離層之后，刻蝕所述初始隔離結構，暴露出鰭部部分側壁和頂 部表面，形成隔離結構；形成橫跨所述鰭部的柵極結構，所述柵極結構覆蓋所述鰭部部分側壁和頂部表面。

可選的，所述第一覆蓋層的材料為無定型硅、無定型碳、無定型鍺、氧化硅或氮化硅。

可選的，所述第一覆蓋層的厚度為10埃～40埃。

可選的，形成所述第一覆蓋層的工藝包括：等離子體增強化學氣相沉積工藝。

可選的，形成所述第一覆蓋層的工藝參數包括：反應溫度為360℃～420℃；氣體壓強為：0.3～0.4Torr。

可選的，形成第一覆蓋層的步驟還包括：在所述初始凹槽底部和所述初始隔離結構表面形成所述第一覆蓋層；暴露出鰭部部分側壁和頂部表面的步驟還包括：去除所述初始隔離結構表面的第一覆蓋層。

可選的，去除所述初始隔離結構表面的第一覆蓋層的工藝包括各向異性干法刻蝕。

可選的，形成所述隔離層的工藝包括：流體化學氣相沉積工藝；通過流體化學氣相沉積工藝形成所述隔離層的步驟包括：在所述隔離凹槽中填充隔離材料前驅體；進行退火處理，使所述隔離材料前驅體固化；進行所述退火處理的步驟中，退火溫度為950℃～1100℃，退火時間為10min～30min。

可選的，形成基底的步驟包括：形成初始基底，所述初始基底包括：襯底和位于襯底上的鰭部；在所述襯底表面形成初始隔離結構，所述初始隔離結構覆蓋所述鰭部側壁；刻蝕去除隔離區鰭部和初始隔離結構，形成初始凹槽。

可選的，形成所述初始隔離結構之前，所述形成基底的步驟還包括：形成覆蓋所述鰭部側壁和頂部表面的第二覆蓋層。

可選的，所述第二覆蓋層的材料為無定型硅、無定型碳、無定型鍺、氧化硅或氮化硅。

可選的，形成所述第二覆蓋層的步驟包括等離子體增強化學氣相沉積工 藝。

可選的，所述隔離層和所述隔離結構的材料相同。

相應的，本發明還提供一種半導體結構，包括：襯底，所述襯底包括器件區和隔離區；位于所述器件區襯底上的鰭部；位于所述器件區襯底上的隔離結構，所述隔離結構覆蓋鰭部部分側壁表面，所述隔離區襯底上具有初始凹槽；位于所述初始凹槽側壁表面的第一覆蓋層；位于所述第一覆蓋層表面的隔離層，所述隔離層填充于所述初始凹槽中；橫跨所述鰭部的柵極結構，所述柵極結構位于所述鰭部部分側壁和頂部表面。

可選的，所述第一覆蓋層的材料為無定型硅、無定型碳、無定型鍺、氧化硅或氮化硅。

可選的，所述第一覆蓋層的厚度為10?！?0埃。

可選的，還包括：位于所述鰭部和隔離結構之間的第二覆蓋層。

可選的，所述第二覆蓋層的材料為無定型硅、無定型碳、無定型鍺、氧化硅或氮化硅。

可選的，所述第二覆蓋層的厚度為15?！?0埃。

可選的，所述隔離層的材料和所述隔離結構的材料相同。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：