[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供含锗基底；在基底上形成栅极结构；在栅极结构两侧的基底内形成初始凹槽；采用混合刻蚀气体对初始凹槽的侧壁和底部进行刻蚀，去除部分厚度基底材料形成凹槽；混合刻蚀气体包括硅源气体和HCl气体；在凹槽内形成掺杂外延层。由于初始凹槽底部和侧壁的部分厚度基底材料在初始凹槽形成过程中容易受到损伤而具有缺陷(例如Ge原子偏离晶格位置)，因此本发明采用硅源气体和HCl气体的混合刻蚀气体对初始凹槽的侧壁和底部进行刻蚀，可以去除受损的基底材料且对所述基底的损伤较小，使所形成凹槽暴露出的基底材料较好，从而可以提高后续掺杂外延层的形成质量，进而提高所形成半导体器件的电学性能。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

在半导体制造中，随着超大规模集成电路的逐步发展，集成电路特征尺寸持续减小。为了适应特征尺寸的减小，MOSFET场效应管的沟道长度也相应不断缩短。然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，因此栅极对沟道的控制能力随之变差，栅极电压夹断(pinch off) 沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channel effects)更容易发生。

因此，为了更好的适应特征尺寸的减小，半导体工艺逐渐开始从平面 MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应管(FinFET)。FinFET中，栅至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，与平面MOSFET器件相比栅对沟道的控制能力更强，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，与现有集成电路制造具有更好的兼容性。

但是，现有技术所形成半导体器件的电学性能仍有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提高半导体器件的电学性能。

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：提供含锗基底；在所述基底上形成栅极结构；在所述栅极结构两侧的基底内形成初始凹槽；采用混合刻蚀气体对所述初始凹槽的侧壁和底部进行刻蚀，去除部分厚度基底材料，形成凹槽；所述混合刻蚀气体包括硅源气体和HCl气体；在所述凹槽内形成掺杂外延层。

相应的，本发明还提供一种半导体结构，包括：含锗基底；栅极结构，位于所述基底上；凹槽，位于所述栅极结构两侧的基底内；其中，所述凹槽为经混合刻蚀气体进行刻蚀所形成，且所述混合刻蚀气体包括硅源气体和HCl 气体；位于所述凹槽内的掺杂外延层。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明在所述栅极结构两侧的基底内形成初始凹槽后，采用硅源气体和 HCl气体的混合刻蚀气体对所述初始凹槽的侧壁和底部进行刻蚀，去除部分厚度基底材料，形成凹槽；由于所述初始凹槽底部和侧壁的部分厚度基底材料在所述初始凹槽的形成过程中容易受到损伤而具有缺陷(例如Ge原子偏离晶格位置)，而采用硅源气体和HCl气体的混合刻蚀气体进行刻蚀时，硅源气体与所述初始凹槽暴露出的含锗基底材料反应形成Ge-Si键，HCl气体去除所述Ge-Si键以去除受损的基底材料，且对所述基底的损伤较小，因此使所形成凹槽暴露出的基底材料较好，从而可以提高后续掺杂外延层的形成质量，进而提高所形成半导体器件的电学性能。

本发明提供一种半导体结构，所述半导体结构中的凹槽为经混合刻蚀气体进行刻蚀所形成，且所述混合刻蚀气体包括硅源气体和HCl气体，因此所述凹槽的质量较好，所述凹槽中的基底材料较好，相应提高了所述掺杂外延层的形成质量，从而提高了半导体器件的电学性能。

附图说明

图1至图20是本发明半导体结构的形成方法一实施例中各步骤对应结构示意图。

具体实施方式