[發(fā)明專利]半導體結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810747374.8
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN110707010B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周飛
• 申請（專利權(quán)）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;H01L29/78
• 代理公司: 上海知錦知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 高靜;李麗

一種半導體結(jié)構(gòu)及其形成方法，形成方法包括：提供基底，包括襯底以及凸出于襯底的多個分立鰭部；形成橫跨鰭部的柵極結(jié)構(gòu)，柵極結(jié)構(gòu)覆蓋鰭部的部分頂部和部分側(cè)壁；在柵極結(jié)構(gòu)露出的襯底上形成層間介質(zhì)層，層間介質(zhì)層至少覆蓋鰭部的部分側(cè)壁；去除柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)部分厚度的鰭部，剩余鰭部和層間介質(zhì)層圍成凹槽；在凹槽內(nèi)形成源漏摻雜層。本發(fā)明在形成層間介質(zhì)層之后形成凹槽，隨后在凹槽內(nèi)形成源漏摻雜層；在形成凹槽之前，通常會在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部側(cè)壁上形成掩膜層，通過在形成凹槽之前形成層間介質(zhì)層的方式，使層間介質(zhì)層對掩膜層起到支撐作用，從而降低掩膜層發(fā)生坍塌的概率，進而有利于提升器件性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

在半導體制造中，隨著集成電路特征尺寸持續(xù)減小，短溝道效應(short-channeleffects，SCE)更容易發(fā)生。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，如鰭式場效應晶體管(FinFET)。FinFET中，柵極結(jié)構(gòu)至少可以從兩側(cè)對超薄體(鰭部)進行控制，與平面MOSFET相比，柵極結(jié)構(gòu)對溝道的控制能力更強，能夠很好的抑制短溝道效應；且FinFET相對于其他器件，與現(xiàn)有集成電路制造具有更好的兼容性。

載流子的遷移率是影響器件性能的主要因素之一，有效提高載流子遷移率成為了半導體制造工藝的重點之一。由于應力可以改變硅材料的能隙和載流子遷移率，因此通過形成應力層來提高MOSFET的性能成為越來越常用的手段。

以PMOS晶體管為例，為了在溝道區(qū)域產(chǎn)生壓應力，通常在PMOS晶體管的源極和漏極區(qū)域形成鍺化硅材料的外延層，由于鍺化硅比硅具有更大的晶格常數(shù)，從而在PMOS晶體管的溝道內(nèi)產(chǎn)生壓應力，進而提高空穴的遷移率。而對于NMOS晶體管而言，則在源極和漏極區(qū)域形成碳化硅材料的外延層，在NMOS晶體管的溝道內(nèi)產(chǎn)生拉應力，以提高電子的遷移率。

但是，在半導體結(jié)構(gòu)中引入應力層后，所形成的器件仍有性能不佳的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導體結(jié)構(gòu)及其形成方法，提升器件性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供基底，包括襯底以及凸出于所述襯底的多個分立鰭部；形成橫跨所述鰭部的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋所述鰭部的部分頂部和部分側(cè)壁；在所述柵極結(jié)構(gòu)露出的襯底上形成層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層至少覆蓋所述鰭部的部分側(cè)壁；去除所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)部分厚度的鰭部，剩余鰭部和所述層間介質(zhì)層圍成凹槽；在所述凹槽內(nèi)形成源漏摻雜層。

可選的，在所述柵極結(jié)構(gòu)露出的襯底上形成層間介質(zhì)層的步驟中，所述層間介質(zhì)層覆蓋所述鰭部，且還覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁。

可選的，在所述柵極結(jié)構(gòu)露出的襯底上形成層間介質(zhì)層之后，去除所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)部分厚度的鰭部，剩余鰭部和所述層間介質(zhì)層圍成凹槽之前，還包括：去除部分厚度的層間介質(zhì)層，剩余層間介質(zhì)層露出所述鰭部頂部。

可選的，去除部分厚度的層間介質(zhì)層后，所述剩余層間介質(zhì)層頂部與所述鰭部頂部齊平，或者，所述剩余層間介質(zhì)層頂部低于所述鰭部頂部。

可選的，去除部分厚度的層間介質(zhì)層后，所述剩余層間介質(zhì)層頂部至所述鰭部頂部的距離小于或等于20nm。

可選的，去除部分厚度的層間介質(zhì)層后，所述剩余層間介質(zhì)層頂部低于所述鰭部頂部；所述剩余層間介質(zhì)層頂部至所述鰭部頂部的距離為5nm至20nm。

可選的，去除部分厚度的層間介質(zhì)層的步驟包括：采用SiCoNi刻蝕工藝或濕法刻蝕工藝，刻蝕去除部分厚度的所述層間介質(zhì)層。