[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910577057.0
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN112151605A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 上海知錦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 高靜;李麗

一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，形成方法包括：形成基底，所述基底包括襯底以及凸出于所述襯底的半導(dǎo)體柱；在所述襯底上形成源摻雜層，所述源摻雜層包圍所述半導(dǎo)體柱的部分側(cè)壁；形成包圍所述源摻雜層露出的半導(dǎo)體柱部分側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)露出所述半導(dǎo)體柱的頂部；在所述半導(dǎo)體柱的頂部形成漏摻雜層。本發(fā)明實(shí)施例有利于提升半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

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

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著更高的元件密度，以及更高集成度的方向發(fā)展，半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)遵循摩爾定律的發(fā)展趨勢不斷減小。晶體管作為最基本的半導(dǎo)體器件目前正被廣泛應(yīng)用，因此隨著半導(dǎo)體器件的元件密度和集成度的提高，為了適應(yīng)工藝節(jié)點(diǎn)的減小，不得不斷縮短晶體管的溝道長度。

晶體管溝道長度的縮短具有增加芯片的管芯密度，增加開關(guān)速度等好處。然而隨著溝道長度的縮短，晶體管源極與漏極間的距離也隨之縮短，柵極對溝道的控制能力變差，使亞閾值漏電(subthreshold leakage)現(xiàn)象，即所謂的短溝道效應(yīng)(short-channeleffects，SCE)更容易發(fā)生，晶體管的溝道漏電流增大。

因此，為了更好的適應(yīng)器件尺寸按比例縮小的要求，半導(dǎo)體工藝逐漸開始從平面晶體管向具有更高功效的三維立體式的晶體管過渡，如全包圍柵極(Gate-all-around，GAA)晶體管。全包圍柵極晶體管中，柵極從四周包圍溝道所在的區(qū)域，與平面晶體管相比，全包圍柵極晶體管的柵極對溝道的控制能力更強(qiáng)，能夠更好的抑制短溝道效應(yīng)。全包圍柵極晶體管包括橫向全包圍柵極(Lateral Gate-all-around，LGAA)晶體管和垂直全包圍柵極(Vertical Gate-all-around，VGAA)晶體管，其中，VGAA的溝道在垂直于襯底表面的方向上延伸，有利于提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的面積利用效率，因此有利于實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的特征尺寸縮小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，提升半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：形成基底，所述基底包括襯底以及凸出于所述襯底的半導(dǎo)體柱；在所述襯底上形成源摻雜層，所述源摻雜層包圍所述半導(dǎo)體柱的部分側(cè)壁；形成包圍所述源摻雜層露出的半導(dǎo)體柱部分側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)露出所述半導(dǎo)體柱的頂部；在所述半導(dǎo)體柱的頂部形成漏摻雜層。

相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：襯底；半導(dǎo)體柱，凸出于所述襯底；源摻雜層，位于所述半導(dǎo)體柱露出的襯底上，所述源摻雜層包圍于所述半導(dǎo)體柱的部分側(cè)壁；柵極結(jié)構(gòu)，包圍所述源摻雜層露出的半導(dǎo)體柱的部分側(cè)壁，所述柵極結(jié)構(gòu)露出所述半導(dǎo)體柱的頂部；漏摻雜層，位于所述半導(dǎo)體柱的頂部。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例形成襯底以及凸出于所述襯底的半導(dǎo)體柱之后，在所述襯底上形成源摻雜層，所述源摻雜層包圍所述半導(dǎo)體柱的部分側(cè)壁，與形成源摻雜層后形成凸出于所述源摻雜層的半導(dǎo)體柱的方案相比，本發(fā)明實(shí)施例先形成半導(dǎo)體柱，避免形成半導(dǎo)體柱的工藝受源摻雜層的影響，有利于改善所述半導(dǎo)體柱底部的缺陷問題，從而提高所述半導(dǎo)體柱的形成質(zhì)量，且后續(xù)形成包圍所述源摻雜層露出的半導(dǎo)體柱部分側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)后，被所述柵極結(jié)構(gòu)包圍的半導(dǎo)體柱用于作為溝道，本發(fā)明實(shí)施例中所述半導(dǎo)體柱未形成于源摻雜層上，所述半導(dǎo)體柱底部未直接與源摻雜層接觸，相應(yīng)增加了源摻雜層與溝道的距離，有利于降低所述源摻雜層中的摻雜離子向溝道中擴(kuò)散的概率；綜上，本發(fā)明實(shí)施例有利于提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

附圖說明

圖1至圖3是一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法中各步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4至圖16是本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例中各步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式