[發明專利]半導體結構的形成方法

在審

• 申請號: 201610755917.1
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN107785316A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 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: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L21/762
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 高靜,吳敏

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別涉及一種半導體結構的形成方法。

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，以及更高的集成度的方向發展。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，平面晶體管的柵極尺寸也越來越短，傳統的平面晶體管對溝道電流的控制能力變弱，產生短溝道效應，產生漏電流，最終影響半導體器件的電學性能。

為了克服晶體管的短溝道效應，抑制漏電流，現有技術提出了鰭式場效應晶體管(FinFET)，鰭式場效應晶體管是一種常見的多柵器件。鰭式場效應晶體管的結構包括：位于半導體襯底表面的鰭部和隔離層，所述隔離層覆蓋部分所述鰭部的側壁，且隔離層表面低于鰭部頂部；位于隔離層表面、以及鰭部的頂部和側壁表面的柵極結構；位于所述柵極結構兩側的鰭部內的源區和漏區。

隨著半導體器件尺寸的不斷縮小，相鄰鰭部之間的距離隨之減小，形成位于相鄰鰭部之間隔離層的工藝難度增大，從而影響了所形成鰭式場效應晶體管的性能。

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，以改善鰭式場效應晶體管的性能。

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：

形成襯底，形成襯底，所述襯底上具有多個第一鰭部和多個第二鰭部，所述第二鰭部位于所述第一鰭部的延伸方向上，且沿垂直延伸方向，所述多個第一鰭部相互平行，所述多個第二鰭部相互平行；形成位于所述第一鰭部和所述第二鰭部之間的第一隔離結構，以及位于所述相鄰第一鰭部之間和相鄰所述第二鰭部之間的第二隔離結構；形成位于所述第一隔離結構上的保護層，形成所述保護層的步驟中，工藝溫度低于780攝氏度；回刻所述第二隔離結構，露出所述第一鰭部和所述第二鰭部的部分側壁表面。

可選的，形成所述保護層的步驟包括：通過化學氣相沉積或原子層沉積的方式形成所述保護層。

可選的，形成所述保護層的步驟中，工藝溫度在300攝氏度到450攝氏度范圍內。

可選的，形成所述保護層的步驟中，形成所述保護層的材料與所述第二隔離結構的材料不同；回刻所述第二隔離結構的過程中，對所述第二隔離結構的刻蝕速率大于對所述保護層的刻蝕速率。

可選的，形成所述保護層的步驟中，垂直襯底表面方向上，所述保護層的尺寸在到范圍內。

可選的，形成所述第二隔離結構的步驟中，所述第二隔離結構的材料為氧化硅；形成所述保護層的步驟中，所述保護層的材料為氮化硅。

可選的，形成所述保護層的步驟包括：形成具有開口的掩膜層，所述掩膜層覆蓋所述第一鰭部、所述第二鰭部以及所述第二隔離結構的頂部表面，所述開口位于所述第一隔離結構上；在所述開口內形成保護層；去除所述掩膜層。

可選的，形成所述掩膜層的步驟中，所述掩膜層的材料包括非晶硅。

可選的，形成所述掩膜層的步驟包括：形成掩膜材料層，所述掩膜材料層覆蓋所述第一鰭部、所述第二鰭部以及所述第一隔離結構和所述第二隔離結構的頂部表面；在所述掩膜材料層內形成開口，所述開口位于所述第一隔離結構上方。

可選的，形成掩膜材料層的步驟中，垂直襯底表面的方向上，所述掩膜層的尺寸在到范圍內。

可選的，形成所述掩膜材料層步驟中，工藝溫度在300攝氏度到500攝氏度范圍內。

可選的，在所述開口內形成保護層的步驟中，垂直襯底表面的方向上，所述開口的尺寸在到范圍內。

可選的，在所述開口內形成保護層的步驟包括：形成保護材料層，所述保護材料層填充所述開口并覆蓋所述掩膜層的表面；對所述保護材料層進行平坦化處理直至露出所述掩膜層，形成位于所述開口內的所述保護層。

可選的，回刻所述第二隔離結構之后，所述形成方法還包括：去除所述保護層。

可選的，去除所述保護層的步驟包括：通過濕法刻蝕的方式去除所述保護層。

可選的，形成所述第一隔離結構和所述第二隔離結構之后，形成所述掩膜層之前，所述形成方法還包括：形成緩沖層，所述緩沖層覆蓋所述第一鰭部、所述第二鰭部以及所述第一隔離結構和所述第二隔離結構的頂部表面；形成掩膜層的步驟中，所述開口底部露出覆蓋所述第一隔離結構的所述緩沖層；去除所述掩膜層的步驟包括：去除所述掩膜層，露出覆蓋所述第二隔離結構的所述緩沖層；回刻所述第二隔離結構的步驟包括：回刻所述第二隔離結構的過程中，去除所述第一鰭部和所述第二鰭部頂部的緩沖層，露出所述第一鰭部和所述第二鰭部的頂部表面。