[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：形成基底，基底包括衬底和位于衬底上的初始鳍部，所述初始鳍部包括初始底鳍部和位于初始底鳍部上的顶鳍部；在所述顶鳍部的侧壁形成保护层，形成所述保护层之后；对初始底鳍部的侧壁进行氧化处理，初始底鳍部的侧壁上被氧化的部分作为氧化层，剩余的初始底鳍部作为底鳍部，底鳍部和顶鳍部作为鳍部；去除氧化层和保护层；在底鳍部露出的衬底上形成隔离层，隔离层的顶部低于底鳍部的顶部；在隔离层上形成横跨鳍部的栅极结构。本发明实施例，栅极结构覆盖顶鳍部的部分侧壁表面和部分底部表面，以及高于隔离层的底鳍部的部分侧壁，从而栅极结构覆盖的鳍部的面积较大，有利于提高栅极结构对沟道的控制能力。

技术领域

本发明实施例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

在半导体制造中，随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小，为了适应更小的特征尺寸，金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)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，因此栅极结构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，为了减小短沟道效应的影响，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应晶体管(FinFET)。FinFET中，栅极结构至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，与平面MOSFET相比，栅极结构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。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提升半导体结构的电学性能。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：形成基底，所述基底包括衬底和位于所述衬底上的初始鳍部，所述初始鳍部包括初始底鳍部和位于初始底鳍部上的顶鳍部；在所述顶鳍部的侧壁形成保护层；形成所述保护层之后，对所述初始底鳍部的侧壁材料进行氧化处理，在所述初始底鳍部的侧壁形成氧化层，且剩余的所述初始底鳍部作为底鳍部，所述底鳍部和顶鳍部作为鳍部；进行所述氧化处理之后，去除所述氧化层和所述保护层；去除所述氧化层和所述保护层后，在所述鳍部侧部的所述衬底上形成隔离层，所述隔离层的顶部表面低于所述底鳍部的顶部表面；在所述隔离层上形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述鳍部的部分顶部表面和部分侧壁表面。

可选的，形成所述基底的步骤中，所述初始鳍部包括第一鳍部区和位于第一鳍部区上的第二鳍部区，所述第二鳍部区在初始鳍部宽度方向的两侧的侧壁与所述衬底表面法线之间的夹角小于所述第一鳍部区在鳍部宽度方向的两侧的侧壁与所述衬底表面法线之间的夹角；所述顶鳍部为部分高度的所述第二鳍部区，或者所述顶鳍部为全部高度的第二鳍部区，或者所述顶鳍部包括所述第二鳍部区和部分高度的所述第一鳍部区。

可选的，所述第一鳍部区在鳍部宽度方向的两侧的侧壁与所述衬底表面法线之间的夹角为5°至10°；所述第二鳍部区在初始鳍部宽度方向的两侧的侧壁与所述衬底表面法线之间的夹角为1°至5°。

可选的，所述氧化处理的工艺包括快速热氧化工艺。

可选的，所述氧化处理的步骤中，采用的反应气体包括氧气和氟气。

可选的，对所述初始底鳍部的侧壁材料进行氧化处理的步骤中，所述氧化层的厚度为1纳米至5纳米。

可选的，去除所述氧化层之后，去除所述保护层。

可选的，采用各向同性刻蚀工艺去除所述氧化层；