[发明专利]半导体结构及其形成方法有效

专利信息
申请号: 201710442424.7 申请日: 2017-06-13
公开(公告)号: CN109148370B 公开(公告)日: 2023-05-26
发明(设计)人: 周飞 申请(专利权)人: 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司;中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
主分类号: H01L21/8234 分类号: H01L21/8234;H01L27/088
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 徐文欣;吴敏
地址: 100176 北京市*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 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,其中方法包括:提供基底,基底上具有鳍部,鳍部包括若干第一区和位于相邻第一区之间的第二区,鳍部第二区内具有开口;在基底上、鳍部侧壁和开口内形成初始隔离层;在初始隔离层和初始隔离层两侧的鳍部部分第一区上形成保护结构,保护结构包括:第一保护层和位于在第一保护层侧壁的第二保护层;采用刻蚀工艺去除部分初始隔离层,形成隔离层,隔离层的表面低于鳍部的顶部,且覆盖鳍部的部分侧壁,在刻蚀去除部分初始隔离层的过程中,刻蚀第一保护层的速率小于刻蚀第二保护层的速率。所形成的器件性能较好。

技术领域

发明涉及半导体制造领域,尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

随着半导体器件集成度的提高,晶体管的关键尺寸不断缩小。然而,随着晶体管尺寸的急剧减小,栅介质层厚度与工作电压不能相应改变使抑制短沟道效应的难度加大,使晶体管的沟道漏电流增大。

鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor,FinFET)的栅极成类似鱼鳍的叉状3D架构。FinFET的沟道凸出衬底表面形成鳍部,栅极覆盖鳍部的顶面和侧壁,从而使反型层形成在沟道各侧上,可于鳍部的两侧控制电路的接通与断开。

为了进一步提高半导体器件的集成度,一种方法是在鳍部内形成隔离结构,后续在所述隔离结构上形成替代栅极结构。

然而,形成所述替代栅极结构的难度较大。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构的形成方法,以降低形成替代栅极结构的难度。

为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法,包括:提供基底,所述基底上具有鳍部,所述鳍部包括若干第一区和位于相邻第一区之间的第二区,所述鳍部第二区内具有开口;在所述基底上、鳍部的侧壁和开口内形成初始隔离层;在所述初始隔离层和初始隔离层两侧鳍部部分第一区上形成保护结构,所述保护结构包括:第一保护层和位于第一保护层侧壁的第二保护层;采用刻蚀工艺去除部分初始隔离层,形成隔离层,所述隔离层的顶部表面低于鳍部的顶部表面,且覆盖鳍部的部分侧壁,在所述刻蚀去除部分初始隔离层的过程中,刻蚀第一保护层的速率小于刻蚀第二保护层的速率。

可选的,所述初始隔离层的材料包括:氧化硅。

可选的,在形成所述隔离层的过程中,部分保护结构的顶部也被去除。

可选的,形成隔离层的工艺包括:湿法刻蚀工艺;所述湿法刻蚀工艺的参数包括:刻蚀剂包括氢氟酸溶液,刻蚀剂的质量百分比浓度为0.1%~1%。

可选的,在形成所述隔离层的过程中,第一保护层和第二保护层的刻蚀选择比为:10:1~200:1。

可选的,所述第一保护层厚度为:2纳米~30纳米。

可选的,所述保护结构的形成步骤包括:在所述初始隔离层和鳍部的顶部表面形成掩膜层,所述掩膜层具有掩膜开口,所述掩膜开口的底部暴露出初始隔离层和与初始隔离层两侧的鳍部部分第一区的顶部表面;在所述掩膜开口内形成所述保护结构。

可选的,沿鳍部延伸方向上,所述掩膜开口的尺寸为:32纳米~80纳米。

可选的,所述掩膜层的材料包括:非晶硅、氮化钛或者氮化硅。

可选的,所述掩膜层的材料包括非晶硅或者氮化钛时,所述第一保护层的材料包括:氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅或者氮硼化硅;所述第二保护层的材料包括:氧化硅。

可选的,所述掩膜层的材料为氮化硅时,所述第一保护层的材料包括氧化硅,所述第一保护层中具有掺杂离子,所述掺杂离子包括硅离子或者氮离子;所述第二保护层的材料包括氧化硅。

可选的,所述掺杂离子为硅离子时,所述第一保护层中掺杂离子的原子百分比浓度为:34%~50%。

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