[發明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201710939827.2
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN109599338B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 李勇
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路新技術研發(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/06;H01L29/423;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

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底上具有鰭部；

對所述鰭部的頂部進行非晶化處理，在所述鰭部的頂部形成非晶區；

在所述非晶區的頂部表面形成蓋帽層；

進行再結晶處理，使所述非晶區和蓋帽層形成再結晶層；

形成柵極結構以及分別位于柵極結構兩側的源漏摻雜區，所述柵極結構橫跨所述再結晶層和鰭部，且所述柵極結構覆蓋部分再結晶層表面和部分鰭部側壁表面，所述源漏摻雜區位于所述再結晶層內；

所述非晶區頂部表面為柱面，所述柱面的母線與鰭部的延伸方向平行，且所述非晶區表面相對于鰭部的側壁凸起。

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，所述非晶化處理的工藝包括：離子注入工藝。

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，所述離子注入工藝中所注入的離子為硅離子，所述離子注入工藝的參數包括：注入能量為0.5千電子伏～20千電子伏，注入離子濃度為1.0e¹⁴原子數/平方厘米～1.0e¹⁷原子數/平方厘米，注入角度為0°～15°。

4.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述蓋帽層的材料包括：無定形硅或者無定形硅鍺。

5.如權利要求4所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述蓋帽層的形成工藝包括：外延生長工藝；所述蓋帽層的材料為無定形硅時，所述外延生長工藝的參數包括：外延氣體包括硅烷，溫度為700攝氏度～800攝氏度，時間為20分鐘～50分鐘。

6.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述蓋帽層的厚度為：1納米～3納米。

7.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，對所述鰭部的頂部進行非晶化處理之前，所述形成方法還包括：在所述基底上、以及鰭部的側壁形成初始隔離層，所述初始隔離層內具有第一開口，所述第一開口底部暴露出鰭部的頂部表面。

8.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成所述再結晶層之后，形成所述源漏摻雜區和柵極結構之前，所述形成方法還包括：去除部分初始隔離層，形成隔離層，所述隔離層的頂部表面低于再結晶層的頂部表面，且所述隔離層覆蓋所述鰭部的部分側壁。

9.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述柵極結構和源漏摻雜區的形成步驟包括：在所述基底上形成橫跨所述再結晶層的偽柵結構；在所述偽柵結構兩側的再結晶層內形成源漏摻雜區；在所述基底和源漏摻雜區上形成介質層，所述介質層覆蓋偽柵結構的側壁，且暴露出偽柵結構的頂部表面；去除所述偽柵結構，在所述介質層內形成偽柵開口；在所述偽柵開口內形成柵極結構。

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，所述基底包括第一區、第二區和第三區；所述第一區用于形成核心器件，所述第二區用于形成第一外圍器件，所述第三區用于形成第二外圍器件。

11.如權利要求10所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，若干柵極結構包括位于第一區的第一柵介質層、位于第二區的第二柵介質層和位于第三區的第三柵介質層；所述第一柵介質層的厚度較第二柵介質層或第三柵介質層的厚度薄。

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，所述第一柵介質層的厚度為：5埃～15埃，所述第二柵介質層的厚度為：10埃～20埃，所述第三柵介質層的厚度為：10埃～20埃。