[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

现有的集成电路以及半导体制造领域内，晶体管是构成半导体器件的一种基本元件之一，因此被广泛应用。随着集成电路的集成化，以及半导体器件的微型化，晶体管的性能对于集成电路的影响越发显著。在影响晶体管性能的因素中，晶体管的栅极寄生电容会对晶体管的性能产生较大的影响。

晶体管的栅极采用多晶硅或金属等导电材料制成，相邻栅极之间填充绝缘介质材料，使得相邻栅极之间形成寄生电容，影响晶体管的性能。并且，在晶体管的源漏极表面还会形成位于所述绝缘介质材料内的金属插塞，所述金属插塞与栅极之间通过绝缘介质材料隔离，所述栅极与金属插塞之间也会形成寄生电容，影响晶体管的性能。

随着芯片集成度的提高，半导体器件尺寸缩小，相邻栅极之间的距离减小，从而使得栅极的寄生电容变大，进一步影响晶体管的性能。

现有晶体管的性能有待进一步的提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一般半导体结构的形成方法，提高晶体管的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有第一区域，所述第一区域上形成有若干凸起的第一栅极结构，相邻第一栅极结构之间具有第一凹槽；对第一凹槽侧壁表面进行疏水处理，使第一凹槽具有疏水性侧壁；采用流动性化学气相沉积工艺在所述第一凹槽内形成第一介质层，所述流动性化学气相沉积工艺采用的反应物为亲水性物质，使所述第一介质层内具有空气隙。

可选的，所述半导体衬底还包括第二区域，所述第二区域上形成有若干凸起的第二栅极结构，相邻第二栅极结构之间具有第二凹槽。

可选的，还包括对所述第二区域上的第二凹槽侧壁表面进行亲水处理，使第二凹槽具有亲水性侧壁；采用流动性化学气相沉积工艺在所述第二凹槽内形成第二介质层，所述第二介质层内没有空气隙。

可选的，在对第二凹槽侧壁进行亲水处理之前，还包括：对第一凹槽侧壁表面进行疏水处理的同时对第二凹槽侧壁表面进行疏水处理；然后在第一凹槽内形成第一介质层的同时在第二凹槽内形成第一介质层；去除所述第二凹槽内的第一介质层。

可选的，在对所述第一凹槽的侧壁表面进行疏水处理，对第二凹槽侧壁表面进行亲水处理之后，同时形成所述第一介质层和第二介质层。

可选的，采用湿法处理进行所述疏水处理。

可选的，所述湿法处理的溶液为氢氟酸溶液，所述氢氟酸溶液中去离子水和氢氟酸的体积比范围为50∶1～1000∶1

可选的，所述疏水处理的方法为在第一凹槽侧壁表面形成疏水层。

可选的，所述疏水层材料为硅。

可选的，所述疏水层厚度为1nm～2nm。

可选的，采用湿法处理进行所述亲水处理。

可选的，所述亲水处理采用的溶液为NH₄OH和H₂O₂的混合水溶液。

可选的，NH₄OH和H₂O₂的浓度比为1:0.5～1:2。

可选的，所述亲水处理采用的溶液为HCl和H₂O₂的混合水溶液。

可选的，HCl和H₂O₂的浓度比为1:0.5～1:2。

可选的，所述空气隙的直径范围为2nm～20nm。

可选的，所述流动性化学气相沉积工艺采用的反应物包括硅烷、二硅烷、甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、正硅酸乙酯、三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、三甲硅烷基胺、二甲硅烷基胺中的一种或几种。

可选的，所述流动性化学气相沉积工艺还包括：使所述反应物在O₂、O₃、NO、H₂O蒸气、N₂、He、Ar中的一种或多种气体下进行退火处理并且所述气体中至少具有一种含有O的气体，所述退火处理的温度为200℃～1200℃。

可选的，所述第一栅极结构包括：位于半导体衬底表面的第一栅介质层、位于第一栅介质层表面的第一栅极、位于第一栅介质层和第一栅极侧壁表面的第一侧墙；所述第二栅极结构包括：位于半导体衬底表面的第二栅介质层、位于第二栅介质层表面的第二栅极、位于第二栅介质层和第二栅极侧壁表面的第二侧墙。