[發明專利]半導體結構及其形成方法

在審

• 申請號: 201911259682.7
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN112951725A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 王楠
• 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;H01L29/78;H01L29/423
• 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

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底包括自下而上依次堆疊的底部半導體層、犧牲半導體層和頂部半導體層，所述基底上形成有柵極結構，所述柵極結構兩側的基底內形成有源漏摻雜區，所述源漏摻雜區的底部位于所述犧牲半導體層的底部上方，其中，與所述柵極結構的延伸方向相垂直且平行于所述基底表面的方向為橫向；

刻蝕位于所述源漏摻雜區遠離所述柵極結構的一側且被所述源漏摻雜區露出的基底，在所述基底中形成溝槽，所述溝槽至少貫穿所述頂部半導體層和犧牲半導體層；

對所述溝槽側壁露出的所述犧牲半導體層進行橫向刻蝕，形成由所述底部半導體層、犧牲半導體層和頂部半導體層圍成的第一凹槽，所述源漏摻雜區在所述底部半導體層上的投影位于所述第一凹槽在所述底部半導體層上的投影中，或者，所述源漏摻雜區在所述底部半導體層上的投影與所述第一凹槽在所述底部半導體層上的投影部分重疊；

形成所述第一凹槽后，在所述溝槽中形成隔離結構，且在所述第一凹槽的位置處，所述隔離結構與所述底部半導體層、犧牲半導體層和頂部半導體層圍成空氣隙。

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，所述基底包括器件區以及位于所述器件區兩側的隔離區；

所述提供基底的步驟中，所述柵極結構位于所述器件區和隔離區的所述基底上，且所述柵極結構露出的所述基底上還形成有層間介質層，所述層間介質層覆蓋所述柵極結構的側壁；

刻蝕位于所述源漏摻雜區遠離所述柵極結構的一側且被所述源漏摻雜區露出的基底之前，所述形成方法還包括：去除所述隔離區的所述柵極結構，在所述介質層中形成第一開口；

刻蝕位于所述源漏摻雜區遠離所述柵極結構的一側且被所述源漏摻雜區露出的基底的步驟包括：沿所述第一開口刻蝕所述基底；

在所述溝槽中形成隔離結構的步驟中，所述隔離結構還位于所述第一開口中。

3.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述提供基底的步驟中，所述底部半導體層用于作為襯底，所述犧牲半導體層和頂部半導體層用于作為鰭部；

或者，所述底部半導體層和犧牲半導體層用于作為襯底，所述頂部半導體層用于作為鰭部；

所述柵極結構橫跨所述鰭部且覆蓋所述鰭部的部分頂部和部分側壁。

4.如權利要求3所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述柵極結構為偽柵結構；

形成所述隔離結構后，所述形成方法還包括：去除所述器件區的柵極結構，在所述層間介質層中形成第二開口；在所述第二開口中形成器件柵結構。

5.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述提供基底的步驟中，所述基底還包括形成于所述頂部半導體層上的一個或者多個堆疊的溝道疊層，所述溝道疊層包括犧牲層和位于所述犧牲層上的溝道層；

所述柵極結構橫跨所述溝道疊層且覆蓋所述溝道疊層的部分頂部和部分側壁。

6.如權利要求5所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成所述源漏摻雜區之前，還包括：刻蝕所述柵極結構兩側的基底，在所述基底中形成源漏槽，所述源漏槽的底部位于所述犧牲半導體層的底部上方；對所述源漏槽側壁露出的所述犧牲層進行橫向刻蝕，在相鄰所述溝道層之間或者所述溝道層和頂部半導體層之間形成第二凹槽；在所述第二凹槽中形成內側墻；

形成所述源漏摻雜區的步驟包括：形成所述內側墻后，采用外延工藝在所述源漏槽中形成外延層，并通過摻雜的方式在所述外延層中形成源漏摻雜區。

7.如權利要求5所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述柵極結構為偽柵結構；

形成所述隔離結構后，所述形成方法還包括：去除所述器件區的柵極結構，在所述層間介質層中形成第二開口；去除所述第二開口露出的犧牲層，在相鄰溝道層之間或者所述溝道層和頂部半導體層之間形成間隙；在所述第二開口和間隙中形成器件柵結構，所述器件柵結構包圍所述溝道層。

8.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述源漏摻雜區的底部位于所述犧牲半導體層的頂部上方。