半导体结构的形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体结构的形成方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高的集成度的方向发展。晶体管作为最基本的半导体器件目前正被广泛应用，因此随着半导体器件的元件密度和集成度的提高，平面晶体管的栅极尺寸也越来越短，传统的平面晶体管对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应，产生漏电流，最终影响半导体器件的电学性倉泛。
[0003]为了克服晶体管的短沟道效应，抑制漏电流，现有技术提出了鳍式场效应晶体管(Fin FET)。鳍式场效应晶体管是一种常见的多栅器件。
[0004]如图1所示，是一种鳍式场效应晶体管的立体结构示意图，包括:半导体衬底100 ；位于半导体衬底100表面的鳍部101 ;位于半导体衬底100表面的介质层102，所述介质层102覆盖部分所述鳍部101的侧壁，且介质层102表面低于鳍部101顶部；位于介质层102表面、以及鳍部101的顶部和侧壁表面的栅极结构103 ;位于所述栅极结构103两侧的鳍部101内的源区104a和漏区104b。
[0005]然而，现有技术所形成的鳍式场效应晶体管性能不稳定、可靠性较差。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，所形成的半导体结构形貌良好、性能改善。
[0007]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:提供衬底，所述衬底具有核心区和外围区；在所述衬底表面形成第一鳍部和第二鳍部，所述第一鳍部位于所述核心区内，所述第二鳍部位于所述外围区内；在所述衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于所述第一鳍部和第二鳍部的顶部表面，且所述隔离层覆盖所述第一鳍部和第二鳍部的部分侧壁表面；在形成所述隔离层之后，在所述第一鳍部和第二鳍部的侧壁和顶部表面形成第一氧化层；对所述核心区的第一氧化层进行氧化处理；在所述氧化处理之后，对所述核心区的第一氧化层进行刻蚀。
[0008]可选的，还包括:在所述刻蚀工艺之后，所述第一鳍部的侧壁和顶部表面具有未被刻蚀的部分第一氧化层；重复一次或若干次所述对核心区的第一氧化层所进行的氧化处理、以及所述氧化处理之后的刻蚀工艺，直至去除所述核心区的第一氧化层，并暴露出所述第一鳍部的侧壁和顶部表面为止。
[0009]可选的，对核心区的第一氧化层进行氧化处理、以及氧化处理之后的刻蚀工艺的次数为1次?3次。
[0010]可选的，所述刻蚀工艺为各向同性的干法刻蚀工艺，所述干法刻蚀工艺为SiCoNi工艺，所述SiCoNi工艺的参数包括:功率10W?100胃，刻蚀气体包括順3、即3、他，其中，順3的流量为Osccm?500sccm, NF3的流量为20sccm?200sccm,所述NF3和NH3的比例小于等于 2:10, He 的流量为 400sccm ?1200sccm。
[0011]可选的，在对所述核心区的第一氧化层进行刻蚀之后，暴露出所述第一鳍部的侧壁和顶部表面。
[0012]可选的，还包括:在暴露出所述第一鳍部的侧壁和顶部表面之后，采用化学氧化工艺在所述第一鳍部的侧壁和顶部表面形成第二氧化层。
[0013]可选的，还包括:在形成所述第二氧化层之后，在所述第二氧化层表面形成横跨于所述第一鳍部上的栅极结构。
[0014]可选的，所述栅极结构包括:位于第二氧化层表面的栅介质层、以及位于栅介质层表面的栅极层。
[0015]可选的，所述栅介质层的材料为高K介质材料；所述栅极层的材料为金属。
[0016]可选的，所述氧化处理工艺包括:采用通入臭氧的水溶液对核心区的第一氧化层进行处理。
[0017]可选的，在所述通入臭氧的水溶液中，臭氧在水中的浓度为3ppm?50ppm。
[0018]可选的，在对所述核心区的第一氧化层进行氧化处理之前，在外围区的第一氧化层表面形成掩膜层；以所述掩膜层为掩膜，对核心区的第一氧化层进行氧化处理和刻蚀。
[0019]可选的，所述第一氧化层的形成工艺包括:在形成所述隔离层之后，在所述隔离层表面、第一鳍部的侧壁和顶部表面、以及第二鳍部的侧壁和顶部表面形成横跨于所述第一鳍部和第二鳍部的伪栅极结构，所述伪栅极结构包括:第一氧化层、以及位于所述第一氧化层表面的伪栅极层；在所述伪栅极结构两侧的第一鳍部和第二鳍部内形成源漏区；在形成所述源漏区之后，在隔离层、第一鳍部和第二鳍部表面形成介质层，所述介质层的表面暴露出所述伪栅极结构的表面；去除所述伪栅极层，在所述介质层内形成开口，所述开口底部暴露出第一氧化层表面。
[0020]可选的，所述伪栅极结构的形成工艺包括:在所述隔离层表面、第一鳍部的侧壁和顶部表面、以及第二鳍部的侧壁和顶部表面形成第一氧化膜；在所述第一氧化膜表面形成伪栅极膜；刻蚀部分所述第一氧化膜和伪栅极膜，直至暴露出部分隔离层表面、第一鳍部的侧壁和顶部表面、以及第二鳍部的侧壁和顶部表面，形成横跨于第一鳍部和第二鳍部的伪栅极结构。
[0021]可选的，所述第一氧化膜的形成工艺为沉积工艺。
[0022]可选的，所述第一氧化层的形成工艺为热氧化工艺。
[0023]可选的，所述第一氧化层的厚度为10埃?100埃。
[0024]可选的，还包括:在形成所述第一氧化层之前，在所述隔离层表面、第一鳍部的侧壁和顶部表面、以及第二鳍部的侧壁和顶部表面形成横跨于所述第一鳍部和第二鳍部的伪栅极结构，所述伪栅极结构包括伪栅极层；在所述伪栅极结构两侧的第一鳍部和第二鳍部内形成源漏区；在形成所述源漏区之后，在隔离层、第一鳍部和第二鳍部表面形成介质层，所述介质层的表面暴露出所述伪栅极结构的表面；去除所述伪栅极层，在所述介质层内形成开口，所述开口底部暴露出部分隔离层表面、第一鳍部的侧壁和顶部表面、以及第二鳍部的侧壁和顶部表面；所述第一氧化层形成于所述开口底部的第一鳍部侧壁和顶部表面、第二鳍部和顶部表面。
[0025]可选的，所述伪栅极层的材料为多晶硅；所述伪栅极层的厚度为500埃?1500埃；去除所述伪栅极层的工艺为干法刻蚀、湿法刻蚀、或干法刻蚀和湿法刻蚀的组合。
[0026]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0027]本发明的形成方法中，在衬底表面形成覆盖第一鳍部和第二鳍部部分侧壁的隔离层之后，在所述第一鳍部和第二鳍部的侧壁和顶部表面形成第一氧化层。其中，所述核心区内的器件密度比大外围区的器件密度大，因此，形成于核心区内的鳍式场效应晶体管的尺寸较小，则形成于外围区的第二鳍部侧壁和顶部表面的第一氧化层不适用于核心区的第一鳍部表面，因此，在形成第一氧化层之后，需要去除核心区的第一氧化层，以便后续工艺形成适用于核心区的第一鳍部表面的氧化层。为了在去除核心区第一氧化层之后，改善第一鳍部表面的形貌，在刻蚀工艺之前，对所述核心区的第一氧化层进行氧化处理，能够提高所述第一氧化层内的氧离子含量，尤其是所述第一氧化层与第一鳍部相接触表面的氧离子含量，从而使得第一氧化层与第一鳍部相接触的界面更为清晰，则后续刻蚀核心区的第一氧化层之后，能够保证第一鳍部的表面更为粗糙度降低、表面形貌更为光滑，有利于保证所形成的鳍式场效应管的性能更为稳定。而且，由于所述核心区的第一氧化层与第一鳍部接触表面的氧离子含量提高，有利于提高刻蚀核心区第一氧化层的速率，从而缩短所述刻蚀工艺的时间，进而使得形成鳍式场效应晶体管的工艺制程时间减少。
[0028]进一步，在所述刻蚀工艺之后，所述第一鳍部的侧壁和顶部表面具有未被刻蚀的部分第一氧化层，重复一次或若干次所述对核心区的第一氧化层所进行的氧化处理、以及所述氧化处理之后的刻蚀工艺，直至去除所述核心区的第一氧化层，并暴露出所述第一鳍部的侧壁和顶部表面为止。在所述刻蚀工艺之后再次进行所述氧化处理工艺，不仅能够用于使为被去除的部分第一氧化层进一步氧化，还能够去除前序刻蚀工艺残留于第一氧化层表面或隔离层表面的刻蚀副产物，从而不仅能够去除厚度较厚的第一氧化层，还能够保证在完全去除第一氧化层，并暴露出第一鳍部表面之后，所述第一鳍部表面以及隔离层表面不会附着副产物，从而保证了后续形成于鳍部表面的鳍式场效应晶体管的性能稳定。
【附图说明】
[0029]图1是一种鳍式场效应晶体管的立体结构示意图；
[0030]图2至图13是本发明实施例的半导体结构的形成过程的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]如【背景技术】所述，现有技术所形成的鳍式场效应晶体管性能不稳定、可靠性较差。
[0032]为了能够进一步缩小半导体器件的尺寸、提高半导体器件的集成度，在晶体管中引入了一种高K金属栅极(High-K Metal Gate，简称HKMG)结构。请继续参考图1，所述栅极结构103包括:位于鳍部101侧壁和顶部表面的栅介质层、以及位于栅介质层表面的栅极层。而所述栅极结构1