[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，方法包括：提供衬底，衬底上具有第二鳍部层和第二鳍部层上的第一鳍部层；在衬底上形成伪栅极结构，伪栅极结构包括伪栅极层，伪栅极结构横跨第一鳍部层和第二鳍部层；在伪栅极结构两侧的第一鳍部层和第二鳍部层内形成源漏开口；在源漏开口底部形成第一侧墙，第一侧墙位于所述第二鳍部层的侧壁上；在源漏开口内形成源漏掺杂层；在衬底上和第一鳍部层上形成隔离层，且隔离层暴露出伪栅极结构；去除伪栅极层，在隔离层内形成初始栅开口；去除初始栅开口底部的第二鳍部层，在隔离层内及第一鳍部层和衬底之间形成栅极开口；在栅极开口内形成栅极结构，栅极结构包围第一鳍部层。形成的半导体结构提升了晶体管的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，传统的平面式的金属-氧化物半导体场效应晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁的栅极结构，位于栅极结构两侧的鳍部中的源漏掺杂区。与平面式的金属-氧化物半导体场效应晶体管相比，鳍式场效应晶体管具有更强的短沟道抑制能力，具有更强的工作电流。

随着半导体技术的进一步发展，集成电路器件的尺寸越来越小，传统的鳍式场效应晶体管在进一步增大工作电流方面存在限制。具体的，由于鳍部中只有靠近顶部表面和侧壁的区域用来作为沟道区，使得鳍部中用于作为沟道区的体积较小，这对增大鳍式场效应晶体管的工作电流造成限制。因此，提出了一种沟道栅极环绕(gate-all-around，GAA)结构的鳍式场效应晶体管，使得用于作为沟道区的体积增加，进一步的增大了沟道栅极环绕结构鳍式场效应晶体管的工作电流。

然而，现有技术中沟道栅极环绕结构鳍式场效应晶体管的性能有待提升。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，能够改善半导体结构性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底上具有第二鳍部层和位于第二鳍部层上的第一鳍部层；在所述衬底上形成伪栅极结构，所述伪栅极结构包括伪栅极层，所述伪栅极结构横跨所述第一鳍部层和第二鳍部层；在所述伪栅极结构两侧的第一鳍部层和第二鳍部层内形成源漏开口；在所述源漏开口底部形成第一侧墙，所述第一侧墙位于所述第二鳍部层的侧壁上；形成第一侧墙之后，在所述源漏区开口内形成源漏掺杂层；在所述衬底上和第一鳍部层上形成隔离层，且所述隔离层暴露出所述伪栅极结构；去除所述伪栅极层，在所述隔离层内形成初始栅极开口；去除所述初始栅开口底部的第二鳍部层，在隔离层内以及第一鳍部层和衬底之间形成栅极开口；在所述栅极开口内形成栅极结构，所述栅极结构包围所述第一鳍部层。

可选的，所述第一侧墙的形成方法包括：在所述源漏开口内沉积侧墙材料层，所述侧墙材料层覆盖所述源漏开口的侧壁和底部；回刻蚀所述侧墙材料层，直至暴露出所述衬底和第一鳍部层，形成所述第一侧墙。

可选的，所述第一侧墙材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅或碳氮氧化硅。

可选的，所述第一侧墙的厚度范围为：2nm～5nm。

可选的，在所述第一鳍部层和第二鳍部层内形成源漏开口的方法包括：以所述伪栅极结构为掩膜，刻蚀所述第一鳍部层和第二鳍部层，直至暴露出所述衬底表面，形成所述源漏开口。

可选的，刻蚀所述第一鳍部层和第二鳍部层的工艺包括干法刻蚀工艺。

可选的，形成所述源漏掺杂层的工艺包括外延生长工艺。

可选的，所述源漏掺杂层的材料包括碳硅或硅锗。

可选的，去除所述第二鳍部层的工艺包括：湿法刻蚀工艺。

可选的，去除所述第二鳍部层后，还包括：在所述第一鳍部层内掺杂离子。