[發明專利]半導體結構及其形成方法

在審

• 申請號: 201710202667.3
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN108666220A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 張城龍;肖芳元;王彥
• 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: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/06;H01L29/10;H01L29/78
• 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

本發明提供一種半導體結構及其形成方法，其中，方法包括：提供襯底，所述襯底上具有鰭部；在所述襯底上形成隔離結構，所述隔離結構覆蓋所述鰭部部分側壁，所述隔離結構表面低于所述鰭部頂部表面；形成隔離結構之后，在所述鰭部和隔離結構上形成犧牲層，所述犧牲層中具有第一開口，所述第一開口底部暴露出所述鰭部部分頂部表面，且所述第一開口在垂直于所述鰭部延伸方向上貫穿所述犧牲層；以所述犧牲層為掩膜對所述鰭部進行刻蝕，在所述鰭部中形成第二開口；在所述第二開口中形成隔離層；形成隔離層之后，去除所述犧牲層。隔離層材料能夠充分填充所述第二開口，從而能夠提高形成的隔離層的隔離性能，進而改善所形成半導體結構性能。

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

隨著半導體器件集成度的提高，晶體管的關鍵尺寸不斷縮小。然而，隨著晶體管尺寸的急劇減小，柵介質層厚度與工作電壓不能相應改變使抑制短溝道效應的難度加大，使晶體管的溝道漏電流增大。

鰭式場效應晶體管(Fin Field-Effect Transistor,FinFET)的柵極成類似魚鰭的叉狀3D架構。FinFET的溝道凸出襯底表面形成鰭部，柵極覆蓋鰭部的頂面和側壁，從而使反型層形成在溝道各側上，可于鰭部的兩側控制電路的接通與斷開。這種設計能夠增加柵極對溝道區的控制，從而能夠很好地抑制晶體管的短溝道效應。然而，鰭式場效應晶體管仍然存在短溝道效應。

此外，為了進一步減小短溝道效應對半導體器件的影響，降低溝道漏電流。半導體技術領域引入了應變硅技術，應變硅技術的方法包括：在柵極結構兩側的鰭部中形成凹槽；通過外延生長工藝在所述凹槽中形成源漏摻雜區。

為了防止不同晶體管的源漏參雜層相互連接，需要在鰭部中形成隔離層，同時為了減小隔離層的面積，提高所形成半導體結構的集成度。現有技術引入了SDB(SingleDiffusion Break)技術。

然而，現有的半導體結構的形成方法形成的半導體結構的性能較差。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體結構及其形成方法，能夠改善半導體結構性能。

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：提供襯底，所述襯底上具有鰭部；在所述襯底上形成隔離結構，所述隔離結構覆蓋所述鰭部部分側壁，所述隔離結構表面低于所述鰭部頂部表面；形成隔離結構之后，在所述鰭部和隔離結構上形成犧牲層，所述犧牲層中具有第一開口，所述第一開口底部暴露出所述鰭部部分頂部表面，在垂直于所述鰭部延伸方向且平行于襯底表面的方向上，所述第一開口貫穿位于所述鰭部頂部上的犧牲層；以所述犧牲層為掩膜對所述鰭部進行刻蝕，在所述鰭部中形成第二開口，所述第二開口底部表面低于所述隔離結構表面；在所述第二開口中形成隔離層；形成隔離層之后，去除所述犧牲層。

可選的，形成隔離結構的步驟包括：在所述襯底上形成初始隔離結構，所述初始隔離結構表面高于或齊平于所述鰭部頂部表面；對所述初始隔離結構進行刻蝕，使所述初始隔離結構表面低于所述鰭部頂部表面，形成所述隔離結構。

可選的，對所述初始隔離結構進行刻蝕的工藝包括：濕法刻蝕工藝或遠程等離子體處理。

如權利要求3所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，通過遠程等離子體處理對所述初始隔離結構進行刻蝕的刻蝕氣體包括：NF₃。

可選的，對所述鰭部進行刻蝕的工藝包括：干法刻蝕工藝、濕法刻蝕工藝或遠程等離子刻蝕工藝。

可選的，形成所述隔離層的步驟包括：在所述第一開口和第二開口中，以及所述犧牲層上形成初始隔離層；去除所述犧牲層上的初始隔離層，形成隔離層。

可選的，去除所述犧牲層之前，還包括：對所述隔離層進行刻蝕，使所述隔離層表面低于所述犧牲層表面。