[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：提供基底；在基底上形成伪栅结构；在伪栅结构的侧壁上形成侧墙层；以垂直于伪栅结构的延伸方向为横向，横向刻蚀侧墙层之间的伪栅结构，在侧墙层之间形成第一开口；对第一开口的侧壁进行横向补偿刻蚀处理，用于露出侧墙层，形成第二开口；在第二开口中形成分隔层；形成分隔层后，去除伪栅结构，在侧墙层之间形成栅极开口；在栅极开口中形成栅极结构。本发明实施例中，对第一开口的侧壁进行横向补偿刻蚀处理能够露出侧墙层，从而使得分隔层直接与侧墙层接触，相应的，去除伪栅结构后，形成在分隔层两侧的栅极结构不易桥接，有利于提高半导体结构的电学性能。

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(short-channel effects，SCE)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；栅极结构也从原来的多晶硅栅极结构向栅极结构转变，栅极结构中的功函数层能够调整半导体结构的阈值电压。

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：提供基底；在所述基底上形成伪栅结构；在所述伪栅结构的侧壁上形成侧墙层；以垂直于所述伪栅结构的延伸方向为横向，横向刻蚀所述侧墙层之间的伪栅结构，在所述侧墙层之间形成第一开口；对所述第一开口的侧壁进行横向补偿刻蚀处理，用于露出所述侧墙层，形成第二开口；在所述第二开口中形成分隔层；形成所述分隔层后，去除所述伪栅结构，在所述侧墙层之间形成栅极开口；在所述栅极开口中形成栅极结构。

可选的，所述第二开口的形成步骤还包括：进行所述横向补偿刻蚀处理后，刻蚀所述第二开口侧壁部分厚度的所述侧墙层，在所述侧墙层中形成凹槽。

可选的，采用SiCoNi刻蚀工艺进行所述横向补偿刻蚀处理。

可选的，所述横向补偿刻蚀处理的工艺参数包括：刻蚀气体包括NF₃，NF₃的流量为2sccm至500sccm，腔室压强为500mTorr至10000mTorr，源功率为50W至500W。

可选的，采用SiCoNi刻蚀工艺刻蚀所述第二开口侧壁部分厚度的所述侧墙层。

可选的，刻蚀所述第二开口侧壁部分厚度的所述侧墙层的过程中，所述凹槽的横向尺寸为0.5纳米至5纳米。

可选的，刻蚀所述第二开口侧壁部分厚度的所述侧墙层的过程中，在所述伪栅结构的延伸方向上，所述凹槽的尺寸为0.5纳米至5纳米。

可选的，刻蚀所述第二开口侧壁部分厚度的所述侧墙层的工艺参数包括：刻蚀气体包括NF₃和NH₃，NF₃的流量为2sccm至500sccm，NH₃的流量为5sccm至500sccm，腔室压强为500mTorr至10000mTorr，源功率为50W至500W。