[發明專利]半導體結構的形成方法、晶體管

在審

• 申請號: 201910701223.3
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN112309978A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 鄭二虎;蘇博;張婷
• 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;H01L21/033;H01L27/088
• 代理公司: 上海知錦知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 高靜;李麗

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底上形成有一層或多層堆疊的核心材料層；

對每一層所述核心材料層進行自對準圖形化處理，在所述基底上形成用于刻蝕所述基底的基底掩膜層，其中，所述自對準圖形化處理的步驟包括：刻蝕所述核心材料層，形成初始核心層；采用氫氣和氫的同位素氣體中的一種或多種，對所述初始核心層進行退火處理，形成核心層；在所述核心層的側壁上形成側墻層，所述側墻層作為刻蝕下一層所述核心材料層的刻蝕掩膜，或者作為基底掩膜層；去除所述核心層；

以所述基底掩膜層為掩膜刻蝕所述基底，形成剩余基底和位于所述剩余基底上的目標圖形。

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，所述基底上形成有多層所述核心材料層，相鄰兩層所述核心材料層之間形成有硬掩膜材料層；

在進行前一次自對準圖形化處理后，進行后一次自對準圖形化處理之前，所述形成方法還包括：以前一次自對準圖形化處理形成的所述側墻層為掩膜，刻蝕所述硬掩膜材料層，形成硬掩膜層；

在進行所述后一次自對準圖形化處理的步驟中，在進行所述退火處理后，形成所述側墻層前，還包括：去除所述硬掩膜層。

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，所述硬掩膜層的材料包括SiO₂、SiON、SiOC和金屬氧化物中的一種或多種。

4.如權利要求2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成所述硬掩膜層后，所述硬掩膜層的厚度為2納米至15納米。

5.如權利要求1或2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，以垂直于所述核心層的延伸方向為橫向，所述核心層側壁的面粗糙度的數值小于或等于所述核心層橫向尺寸的8％。

6.如權利要求1或2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述退火處理的工藝參數包括：反應氣體為氫氣；腔室壓強為20Torr至100Torr；退火時間為10秒至100秒。

7.如權利要求1或2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述核心層的材料包括硅和非晶硅中的一種或兩種。

8.如權利要求1或2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述側墻層的材料為氧化硅、氮化硅、硅和鈦氧化合物中的一種或多種。

9.如權利要求1或2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述側墻層的形成步驟包括：在所述核心層以及所述核心層露出的所述基底上保形覆蓋側墻材料層；去除所述核心層頂部以及所述基底上的側墻材料層，位于所述核心層側壁上的剩余所述側墻材料層作為所述側墻層。

10.如權利要求1或2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，采用干法刻蝕工藝去除所述核心層。

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，所述干法刻蝕工藝的刻蝕氣體包括碳氟氣體、碳氫氟氣體和碳氫氣體中一種或多種，且還包括氫氣、Cl₂、HBr和Ar中的一種或多種。

12.如權利要求1或2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述提供基底的步驟中，所述基底上形成有兩層堆疊的核心材料層，包括底部核心材料層以及位于所述底部核心材料層上的頂部核心材料層；

對所述頂部核心材料層進行所述自對準圖形化處理的步驟中，所述側墻層作為刻蝕所述底部核心材料層的刻蝕掩膜；

對所述底部核心材料層進行所述自對準圖形化處理的步驟中，所述側墻層作為所述基底掩膜層。

13.如權利要求1或2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，以所述基底掩膜層為掩膜刻蝕所述基底的步驟中，所述剩余基底作為襯底，所述目標圖形作為鰭部。

14.一種晶體管，包括采用如權利要求1至13任一項所述方法形成的半導體結構。