[發明專利]半導體結構及其形成方法

在審

• 申請號: 202010463098.X
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN113745108A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 王艷良
• 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;H01L21/28
• 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

一種半導體結構及其形成方法，包括：提供基底，所述基底上具有鰭部；在所述基底上形成橫跨所述鰭部的偽柵極結構，且所述偽柵極結構側壁表面具有第二保護層；對所述第二保護層進行改性處理，使所述第二保護層形成第二改性層；進行清洗工藝。通過選擇合適的改性處理，使在所述清洗過程中，對所述第二改性層的刻蝕速率在預設范圍之內，即，所述清洗工藝對第二改性層的刻蝕速率較小，從而所述偽柵極結構側壁厚度減小的尺寸程度較小，使鰭部和偽柵極結構交界的角落區域的夾角變化較小，提高了形成的半導體結構的電學性能。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種半導體結構及其形成方法。

背景技術

隨著半導體技術的發展，傳統的平面式的金屬-氧化物半導體場效應晶體管，簡稱金氧半場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。對溝道電流的控制能力變弱，造成嚴重的漏電流。鰭式場效應晶體管(Fin Field-EffectTransistor)是一種新興的多柵器件，它一般包括凸出于半導體襯底表面的鰭部，覆蓋部分所述鰭部的頂部表面和側壁的柵極結構，位于柵極結構兩側的鰭部中的源漏摻雜區。

所述柵極結構的形成方法為：在基底上形成覆蓋所述鰭部的柵極材料膜；在所述柵極材料膜表面形成圖形化層；以所述圖形化層為掩膜，刻蝕所述柵極材料膜，直至暴露出基底表面，形成所述柵極結構。

然而，現有形成的鰭式場效應晶體管的性能有待提高。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種半導體結構及其形成方法，以提高形成的半導體結構的性能。

為解決上述技術問題，本發明技術方案提供一種半導體結構的形成方法，包括：提供基底，所述基底上具有鰭部；在所述基底上形成橫跨所述鰭部的偽柵極結構，且所述偽柵極結構側壁表面具有第二保護層；對所述第二保護層進行改性處理，使所述第二保護層形成第二改性層；進行清洗工藝，所述清洗工藝對第二改性層的刻蝕速率在預設范圍之內。

可選的，所述清洗工藝對第二改性層的刻蝕速率在預設范圍之內。

可選的，所述鰭部表面具有第一保護層。

可選的，所述第一保護層和第二保護層為多孔材料，且所述第二保護層材料的孔隙率大于所述第一保護層材料的孔隙率。

可選的，所述改性處理還使所述第一保護層形成第一改性層，所述清洗工藝對第一改性層的刻蝕速率在預設范圍之內。

可選的，所述第一保護層的形成工藝包括：原子層沉積工藝。

可選的，所述第一保護層的材料包括：氧化硅。

可選的，所述第二保護層的材料包括：氧化硅。

可選的，所述偽柵極結構的形成方法包括：在所述基底上形成覆蓋所述鰭部頂部表面和側壁表面的偽柵極材料膜；刻蝕所述偽柵極材料膜，在所述基底上形成橫跨所述鰭部的偽柵極結構。

可選的，刻蝕所述偽柵極材料膜的過程中，在所述偽柵極結構側壁表面形成所述第二保護層。

可選的，刻蝕所述偽柵極材料膜的過程中，在所述偽柵極結構表面或鰭部表面產生副產物。

可選的，所述改性處理包括：化學處理。

可選的，所述化學處理為氮化處理；所述氮化處理的參數包括：通入的氣體包括氮氣，氮氣的流量為300標準毫升/分鐘至1000標準毫升/分鐘，壓強為10毫托至100毫托，源功率為300瓦至1000瓦，時間為5秒至30秒。

可選的，所述改性處理包括：熱處理。

可選的，所述熱處理的工藝包括：快速熱退火；所述快速熱退火的參數包括：溫度范圍為700攝氏度至900攝氏度，時間范圍為5秒至20秒。