半导体结构及其形成方法与流程

文档序号:11836085阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:

提供半导体衬底;

在所述半导体衬底表面形成鳍部;

在所述鳍部侧壁表面以及半导体衬底表面形成第一半导体层;

在所述半导体衬底上形成隔离层,所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面且覆盖部分鳍部侧壁的第一半导体层;

在高于隔离层的部分鳍部上形成第二半导体层,所述第二半导体层覆盖鳍部的顶部表面以及部分第一半导体层;

在所述第二半导体层表面形成第三半导体层,所述第三半导体层的载流子迁移率大于鳍部的载流子迁移率,且所述第一半导体层、第二半导体层的晶格常数介于鳍部与第三半导体层之间。

2.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成所述鳍部的方法包括:在所述半导体衬底表面形成掩膜层,所述掩膜层覆盖部分半导体衬底;以所述掩膜层为掩膜刻蚀所述半导体衬底,形成鳍部。

3.根据权利要求2所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述掩膜层的材料为氮化硅、氮氧化硅或无定形碳。

4.根据权利要求2所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成所述隔离层的方法包括:在所述半导体衬底上形成隔离材料层,所述隔离材料层表面高于掩膜层表面;以所述掩膜层为停止层,对所述隔离材料层进行平坦化,使平坦化后的隔离材料层表面与掩膜层表面齐平;采用湿法刻蚀工艺,对所述隔离材料层进行刻蚀,使所述隔离材料层高度下降,形成隔离层,所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面。

5.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述隔离层的材料为氧化硅、氮氧化硅或碳氧化硅。

6.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,采用选择性外延工艺形成所述第一半导体层。

7.根据权利要求6所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一半 导体层的材料为锗化硅。

8.根据权利要求7所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一半导体层中,硅与锗的摩尔比为2:1~9:1。

9.根据权利要求7所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成第一半导体层的选择性外延工艺所采用的外延气体包括:锗源气体、硅源气体、HCl和H2,其中,锗源气体为GeH4,硅源气体包括SiH4或SiH2Cl2等含硅气体,锗源气体、硅源气体和HCl的气体流量为1sccm~1000sccm,H2的流量为0.1slm~50slm,所述选择性外延工艺的温度为300℃~700℃,压强为1Torr~100Torr。

10.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一半导体层的厚度为5nm~20nm。

11.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,采用选择性外延工艺形成所述第二半导体层和第三半导体层。

12.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第二半导体层的材料与第一半导体层材料相同。

13.根据权利要求12所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第二半导体层的厚度为5nm~20nm。

14.根据权利要求11所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第三半导体层的材料为锗。

15.根据权利要求14所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成第三半导体层的选择性外延工艺所采用的外延气体包括:锗源气体、HCl和H2,其中,锗源气体为GeH4,锗源气体和HCl的气体流量为1sccm~1000sccm,H2的流量为0.1slm~50slm,所述选择性外延工艺的温度为300℃~700℃,压强为1Torr~100Torr。

16.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第三半导体层的厚度为1nm~10nm。

17.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一半 导体层、第二半导体层内具有P型掺杂离子。

18.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述P型掺杂离子的掺杂浓度为5E17atom/cm3~5E18atom/cm3

19.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,还包括:在所述第三半导体层和隔离层表面形成横跨鳍部的栅极结构,所述栅极结构覆盖鳍部顶部及侧壁上的部分第三半导体层;在所述栅极结构两侧的第三半导体层、第二半导体层、第一半导体层和鳍部内形成源漏极。

20.一种根据权利要求1至19中任一方法形成的半导体结构,其特征在于,包括:

半导体衬底;

位于所述半导体衬底表面的鳍部;

位于所述鳍部侧壁表面以及半导体衬底表面的第一半导体层;

位于所述半导体衬底上的隔离层,所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面且覆盖部分鳍部侧壁的第一半导体层;

位于高于隔离层的部分鳍部上的第二半导体层,所述第二半导体层覆盖鳍部的顶部表面以及部分第一半导体层;

位于所述第二半导体层表面的第三半导体层,所述第三半导体层的载流子迁移率大于鳍部的载流子迁移率,且所述第一半导体层、第二半导体层的晶格常数介于鳍部与第三半导体层之间。

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