半导体结构及其形成方法与流程

文档序号:15676060发布日期:2018-10-16 20:04阅读:135来源:国知局

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及其形成方法。



背景技术:

随着半导体器件集成度的提高,晶体管的关键尺寸不断缩小。然而,随着晶体管尺寸的急剧减小,栅介质层厚度与工作电压不能相应改变使抑制短沟道效应的难度加大,使晶体管的沟道漏电流增大。

鳍式场效应晶体管(finfield-effecttransistor,finfet)的栅极成类似鱼鳍的叉状3d架构。finfet的沟道凸出衬底表面形成鳍部,栅极覆盖鳍部的顶面和侧壁,从而使反型层形成在沟道各侧上,可于鳍部的两侧控制电路的接通与断开。这种设计能够增加栅极对沟道区的控制,从而能够很好地抑制晶体管的短沟道效应。然而,鳍式场效应晶体管仍然存在短沟道效应。

此外,为了进一步减小短沟道效应对半导体器件的影响,降低沟道漏电流。半导体技术领域引入了应变硅技术,应变硅技术的方法包括:在栅极结构两侧的鳍部中形成凹槽;通过外延生长工艺在所述凹槽中形成源漏掺杂区。

为了防止不同晶体管的源漏参杂层相互连接,需要在鳍部中形成隔离层,同时为了减小隔离层的面积,提高所形成半导体结构的集成度。现有技术引入了sdb(singlediffusionbreak)技术。

然而,现有的半导体结构的形成方法形成的半导体结构的性能较差。



技术实现要素:

本发明解决的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,所述衬底上具有鳍部;在所述衬底上形成隔离结构,所述隔离结构覆盖所述鳍部部分侧壁,所述隔离结构表面低于所述鳍部顶部表面;形成隔离结构之后,在所述鳍部和隔离结构上形成牺牲层,所述牺牲层中具有第一开口,所述第一开口底部暴露出所述鳍部部分顶部表面,在垂直于所述鳍部延伸方向且平行于衬底表面的方向上,所述第一开口贯穿位于所述鳍部顶部上的牺牲层;以所述牺牲层为掩膜对所述鳍部进行刻蚀,在所述鳍部中形成第二开口,所述第二开口底部表面低于所述隔离结构表面;在所述第二开口中形成隔离层;形成隔离层之后,去除所述牺牲层。

可选的,形成隔离结构的步骤包括:在所述衬底上形成初始隔离结构,所述初始隔离结构表面高于或齐平于所述鳍部顶部表面;对所述初始隔离结构进行刻蚀,使所述初始隔离结构表面低于所述鳍部顶部表面,形成所述隔离结构。

可选的,对所述初始隔离结构进行刻蚀的工艺包括:湿法刻蚀工艺或远程等离子体处理。

如权利要求3所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,通过远程等离子体处理对所述初始隔离结构进行刻蚀的刻蚀气体包括:nf3。

可选的,对所述鳍部进行刻蚀的工艺包括:干法刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺或远程等离子刻蚀工艺。

可选的,形成所述隔离层的步骤包括:在所述第一开口和第二开口中,以及所述牺牲层上形成初始隔离层;去除所述牺牲层上的初始隔离层,形成隔离层。

可选的,去除所述牺牲层之前,还包括:对所述隔离层进行刻蚀,使所述隔离层表面低于所述牺牲层表面。

可选的,去除所述牺牲层之后,还包括:对所述隔离层进行刻蚀,降低所述隔离层的高度。

可选的,对所述隔离层进行刻蚀的工艺包括:干法刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺或远程等离子体处理。

可选的,所述牺牲层的为抗反射涂层、有机介质层或旋涂碳层。

可选的,所述牺牲层的厚度为100埃~2000埃。

可选的,所述隔离层表面高于或齐平于所述鳍部顶部表面。

可选的,所述隔离层表面高于所述鳍部顶部表面,所述第二开口的深度大于1000埃,所述隔离层顶部表面与所述鳍部顶部表面的高度差为450埃~550埃。

可选的,形成所述隔离层之前,所述形成方法还包括:在所述第一开口和第二开口侧壁表面形成保型层,所述保型层的熔点大于所述牺牲层的熔点。

可选的,所述保型层的材料为氧化硅或氮氧化硅。

可选的,所述保型层的厚度小于或等于150埃。

可选的,形成所述保型层的工艺包括原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺。

可选的,去除所述牺牲层之后,还包括: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部分侧壁和顶部表面;在所述隔离层上形成伪栅极结构,所述伪栅结构的延伸方向与所述栅极结构的延伸方向相同;在所述栅极结构两侧的鳍部中形成源漏掺杂层。

相应的,本发明还提供一种半导体结构,包括:衬底,所述衬底上具有鳍部,所述鳍部中具有第二开口,在垂直于所述鳍部延伸方向且平行于衬底表面的方向上所述第二开口贯穿所述鳍部;位于所述鳍部两侧衬底上的隔离结构,所述隔离结构覆盖所述鳍部部分侧壁,所述隔离结构表面低于所述鳍部顶部表面,且所述隔离结构表面高于所述第二开口底部表面;位于所述第二开口中的隔离层。

可选的,还包括:位于所述隔离层侧壁表面的保型层。

与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:

本发明技术方案提供的半导体结构的形成方法中,形成所述牺牲层之后,以所述牺牲层为掩膜对所述鳍部进行刻蚀,形成第二开口,则所述牺牲层中的第一开口与所述第二开口的中心轴重合,从而能够使所述牺牲层完全暴露出所述第二开口。在形成隔离层的过程中,隔离层材料能够充分填充所述第二开口,从而能够提高形成的隔离层的隔离性能,进而改善所形成半导体结构性能。

进一步,所述隔离层表面高于所述鳍部顶部表面,则高于所述鳍部顶部表面的隔离层形成于所述第一开口中。所述隔离层的形成步骤包括:在所述第一开口和第二开口中,以及所述牺牲层上形成初始隔离层;去除所述牺牲层上的初始隔离层,形成隔离层。由于第一开口与所述第二开口的相对位置不容易发生偏移,则所述第一开口中的隔离层不容易偏离所述第二开口中的隔离层位置,从而能够改善所形成半导体结构的性能。

进一步,由于所述隔离层相对于所述第二开口无偏移,则所述隔离层与所述栅极结构之间的距离不容易发生改变,因此,形成源漏掺杂层之后,所述源漏掺杂层的尺寸均一,从而能够改善所形成半导体结构的性能。

进一步,通过湿法刻蚀工艺或远程等离子体处理对所述初始隔离结构进行刻蚀。湿法刻蚀工艺和远程等离子体处理的刻蚀选择性好,在对所述初始隔离结构进行刻蚀的过程中,初始隔离结构与鳍部的刻蚀选择比较大,因此,所述形成方法不容易损伤所述鳍部。

进一步,去除所述牺牲层之前,对所述初始隔离层进行刻蚀。对所述初始隔离层进行刻蚀的过程中,所述牺牲层能够保护所述鳍部,从而减少鳍部的损耗。

进一步,形成隔离层之前,在所述第一开口和第二开口侧壁表面形成保型层。在形成隔离层的过程中,所述保型层能够对隔离层材料起支撑作用,从而减小所形成隔离层的变形。

本发明技术方案提供的半导体结构中,隔离层材料能够充分填充所述第二开口,从而能够提高形成的隔离层的隔离性能,进而改善所形成半导体结构性能。

附图说明

图1至图5是一种半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图;

图6至图18是本发明的半导体结构的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。

具体实施方式

半导体结构的形成方法存在诸多问题,例如:所形成的半导体结构的性能较差。

现结合一种半导体结构的形成方法,分析所述形成方法形成的半导体结构性能较差的原因:

图1至图5是一种半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图。

请参考图1,提供衬底100,所述衬底100上具有多个鳍部101,所述鳍部101的延伸方向相同,所述鳍部101中具有第一开口,在沿垂直于所述鳍部101延伸方向且平行与所述衬底100表面的方向上,所述第一开口贯穿所述鳍部101。

继续参考图1,在所述衬底100上和所述第一开口中形成初始隔离结构110,所述初始隔离结构110覆盖所述鳍部101侧壁,所述初始隔离结构110表面高于或齐平于所述鳍部101顶部表面。

请参考图2,在所述鳍部101上形成牺牲层130,所述牺牲层130中具有第二开口112,所述第二开口112暴露出所述第一开口中的初始隔离结构110。

请参考图3,在所述第二开口112(参考图2)中形成初始隔离层120;形成初始隔离层120之后,去除所述牺牲层130(如图2所示)。

请参考图4和图5,图5为图4的立体图,图4为图5沿虚线a-a方向的剖面图,对所述初始隔离结构110和初始隔离层120进行刻蚀,使相邻鳍部101之间的初始隔离结构110表面低于所述鳍部101顶部表面,形成隔离结构111,并降低所述初始隔离层120的高度,形成隔离层121。

后续形成横跨所述鳍部101的栅极结构,所述栅极结构覆盖所述鳍部101部分侧壁和顶部表面;在所述隔离层121上形成伪栅极结构;在所述栅极结构两侧的鳍部101中形成源漏掺杂层。

其中,在形成所述牺牲层130的过程中,由于工艺精度的限制,所述第二开口112位置容易发生偏差,导致所述初始隔离层120的位置发生偏差,从而容易使栅极结构与隔离层121之间的距离发生变化,进而容易导致所形成的源漏掺杂层的尺寸不均一。因此,所述形成方法所形成半导体结构的性能较差。同时,由于所述初始隔离层120位置的偏移,所述初始隔离层120容易暴露出所述第一开口中的部分初始隔离结构110。在对所述初始隔离结构110进行刻蚀的过程中,所述第二开口中的部分初始隔离结构110容易被刻蚀,从而使所述第二开口中的隔离结构111的隔离性能降低,进而影响所形成半导体结构性能。

此外,在对所述初始隔离结构110和初始隔离层120进行刻蚀的过程中,为了减小对所述第二开口中的初稿隔离结构100的损伤,需要通过各向异性干法刻蚀工艺对所述初始隔离结构110和初始隔离层120进行刻蚀。然而由于各向异性干法刻蚀工艺中,等离子体具有较大的能量,对鳍部101的刻蚀速率也较大,容易损伤所述鳍部101,进而影响所形成的半导体结构性能。

为解决所述技术问题,本发明提供了一种半导体结构的形成方法,包括:提供衬底,所述衬底上具有鳍部;在所述衬底上形成隔离结构,所述隔离结构覆盖所述鳍部部分侧壁,所述隔离结构表面低于所述鳍部顶部表面;形成隔离结构之后,在所述鳍部和隔离结构上形成牺牲层,所述牺牲层中具有第一开口,所述第一开口底部暴露出所述鳍部部分顶部表面,在垂直于所述鳍部延伸方向且平行于衬底表面的方向上,所述第一开口贯穿位于所述鳍部顶部上的牺牲层;以所述牺牲层为掩膜对所述鳍部进行刻蚀,在所述鳍部中形成第二开口,所述第二开口底部表面低于所述隔离结构表面;在所述第二开口中形成隔离层;形成隔离层之后,去除所述牺牲层。

其中,形成所述牺牲层之后,以所述牺牲层为掩膜对所述鳍部进行刻蚀,形成第二开口,则所述牺牲层中的第一开口与所述第二开口的中心轴重合,从而能够使所述牺牲层完全暴露出所述第二开口。在形成隔离层的过程中,隔离层材料能够充分填充所述第二开口,从而能够提高形成的隔离层的隔离性能,进而改善所形成半导体结构性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图6至图18是本发明半导体结构的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。

请参考图6,提供衬底200,所述衬底200上具有鳍部201。

本实施例中,所述衬底200上具有多个鳍部201,多个鳍部201的延伸方向平行。

本实施例中,所述衬底200为硅衬底。在其他实施例中,所述衬底还可以为锗衬底、硅锗衬底、绝缘体上硅衬底或绝缘体上锗等半导体衬底。

本实施例中,所述鳍部201的材料为硅。在其他实施例中,所述鳍部的材料还可以为锗或硅锗。

所述衬底200和鳍部201的形成步骤包括:提供初始衬底;在所述初始衬底上形成图形化的掩膜层(图中未示出);以所述掩膜层为掩膜对所述初始衬底进行刻蚀形成衬底200和位于衬底200上的鳍部201。

本实施例中,所述掩膜层的材料为氮化硅或氮氧化硅。

后续在所述衬底200上形成隔离结构,所述隔离结构覆盖部分所述鳍部201侧壁,所述隔离结构表面低于所述鳍部201顶部表面。

形成所述隔离结构的步骤如图7至图9所示。

请参考图7,在所述衬底200上形成初始隔离结构210,所述初始隔离结构210覆盖所述鳍部201侧壁表面,所述初始隔离结构210表面高于或齐平于所述鳍部201顶部表面。

所述初始隔离结构210用于形成隔离结构。

本实施例中,所述初始隔离结构210的材料为氧化硅。在其他实施例中,所述初始隔离结构的材料还可以为氮氧化硅。

本实施例中,通过流体化学气相沉积工艺形成所述初始隔离结构210。流体化学气相沉积工艺形成的初始隔离结构210对相邻鳍部201之间间隙的填充能力较强,形成的初始隔离结构210的隔离性能较好。在其他实施例中,形成所述初始隔离结构的工艺还可以为等离子体增强化学气相沉积工艺。

通过流体化学气相沉积工艺形成所述初始隔离结构210的步骤包括:在所述衬底200上形成前驱体;对所述前驱体进行水汽退火处理,使所述前驱体固化,形成初始隔离结构210。

所述前驱体具有一定的流动性,能够充分填充鳍部201之间的间隙。所述前驱体为由硅、氢、氮和氧等元素形成的聚合物,在水汽退火处理的过程中,水汽中的氧原子取代前驱体中的氢原子和氮原子,形成初始隔离结构210。

请参考图8和图9,图9是图8中1区域的立体图,对所述初始隔离结构210(如图7所示)进行刻蚀,使所述初始隔离结构210表面低于所述鳍部201顶部表面,形成隔离结构211。

所述隔离结构211用于实现相邻鳍部201之间的隔离。

对所述初始隔离结构210进行刻蚀,使所述初始隔离结构210表面低于所述鳍部201顶部表面,从而暴露出所鳍部201部分侧壁表面,能够使后续形成的栅极结构覆盖所述鳍部201暴露出的侧壁表面,从而能够增加栅极结构对鳍部201内电流的控制。

需要说明的是,在形成后续的隔离层之前,对所述初始隔离结构210进行刻蚀,则所述初始隔离结构210的表面可以为平坦的表面,也就是说可以通过各向同性的刻蚀工艺对所述初始隔离结构210进行刻蚀。

本实施例中,通过远程等离子体处理对所述初始隔离结构210进行刻蚀。在其他实施例中,还可以通过湿法刻蚀对所述初始隔离结构进行刻蚀。

通过湿法刻蚀工艺和远程等离子体处理的刻蚀选择性好,在对所述初始隔离结构210进行刻蚀的过程中,初始隔离结构210与鳍部201的刻蚀选择比较大,因此,所述形成方法不容易损伤所述鳍部201。

本实施例中,对所述初始隔离结构210进行刻蚀的反应气体包括:nf3。

远程等离子体处理的基本原理是通过nf3自由基与所述初始结构210进行化学反应实现对初始隔离结构210的刻蚀。nf3自由基与初始隔离结构210的反应速率远大于与鳍部201的反应速率,因此,所述形成方法对鳍部201的损伤小。

后续形成隔离结构211(如图9所示)之后,在所述鳍部201和隔离结构211上形成牺牲层,所述牺牲层中具有第一开口,所述第一开口底部暴露出鳍部201部分顶部表面,在垂直于所述鳍部201延伸方向且平行于衬底表面的方向上,所述第一开口贯穿所述鳍部201顶部上的牺牲层。

形成所述牺牲层的步骤如图10和图11所示。

请参考图10,图10是图9沿切割线1-2方向上的后续步骤的剖面图,在所述鳍部201和隔离结构211(如图9所示)上形成初始牺牲层220。

由于所述隔离结构211表面低于所述鳍部201顶部表面,所述初始牺牲层220需要填充所述鳍部201之间的间隙,并使表面平坦。

本实施例中,所述初始牺牲层220为旋涂碳层。在其他实施例中,所述初始牺牲层的材料还可以为有机介质层。旋涂碳层和有机介质层能够填充所述鳍部201之间的间隙,从而能够在后续去除牺牲层上的初始隔离层的过程中保护所述隔离结构211。

所述初始牺牲层220用于后续形成牺牲层,且用于在后续刻蚀初始隔离层的过程中保护所述鳍部201,以及鳍部201之间的初始隔离结构211。旋涂工艺能够形成表面平坦的初始牺牲层220,且能够使初始牺牲层220充分填充鳍部201之间的间隙。

本实施例中,所述旋涂碳层的材料为含碳聚合物,具体的,所述旋涂碳层的材料为含有苯环和烷基集团的聚合物。所述初始牺牲层220中碳原子的质量百分比值为85%~90%。

如果所述初始牺牲层220的厚度过小,后续对鳍部201和隔离结构211的保护作用较小;如果所述初始牺牲层220的厚度过大,容易使后续形成的隔离层的厚度过大,从而容易增加对隔离层的刻蚀量,进而增加刻蚀难度。具体的,所述初始牺牲层220的厚度为200埃~2000埃。

本实施例中,形成所述初始牺牲层220的工艺包括旋涂工艺。

继续参考图10,在所述初始牺牲层220上形成图形层203。

所述图形层203用于定义后续第一开口的位置和形状。

本实施例中,所述图形层203的材料为光刻胶。

形成所述图形层203之前还包括:在所述初始牺牲层220上形成抗反射涂层202。

所述抗反射涂层202用于在形成所述图形层203过程中,减小光的漫反射。

请参考图11,以所述图形层203为掩膜对所述初始牺牲层220(如图10所示)进行刻蚀,形成牺牲层221,所述牺牲层221中具有第一开口222,在垂直于所述鳍部201延伸方向且平行于衬底表面的方向上,所述第一开口222贯穿所述图形层221。

所述牺牲层221用于在后续去除牺牲层221上的初始隔离层的过程中保护所述鳍部201和隔离结构211。此外,所述牺牲层221还可以在后续刻蚀隔离层的过程中,保护隔离结构211和所述鳍部201不被刻蚀。

本实施例中,对所述初始牺牲层220进行刻蚀的工艺包括干法刻蚀工艺。

本实施例中,通过干法刻蚀工艺对所述初始牺牲层220进行刻蚀的刻蚀气体包括o2、so2和n2。

本实施例中,所述牺牲层221的材料与所述初始牺牲层220的材料相同。具体的,所述牺牲层221为旋涂碳层。在其他实施例中,所述牺牲层的材料也可以为有机介质层。

本实施例中,所述牺牲层221的厚度小于初始牺牲层220的厚度且大于100埃,具体的,所述牺牲层221的厚度为100埃~2000埃。

需要说明的是,形成所述牺牲层221的步骤还包括:对所述初始牺牲层220进行刻蚀之后,去除所述图形层203(如图10所示)。

本实施例中,去除所述图形层203之后,形成所述牺牲层221的步骤还包括:去除所述抗反射涂层202。

本实施例中,去除所述图形层203和抗反射涂层202的工艺包括:干法刻蚀、湿法刻蚀或灰化工艺。

继续参考图11,以所述牺牲层221为掩膜对所述鳍部201进行刻蚀,在所述鳍部201中形成第二开口204,所述第二开口204底部低于所述隔离结构211表面。

所述第二开口204用于后续容纳隔离层,实现所述第二开口204两侧鳍部201之间的电隔离。

需要说明的是,以所述牺牲层221为掩膜对所述鳍部201进行刻蚀,形成第二开口204,则所述牺牲层221中的第一开口222与所述第二开口204的中心轴重合,从而能够使所述牺牲层221完全暴露出所述第二开口204。在后续形成隔离层的过程中,隔离层材料能够充分填充所述第二开口204,从而能够提高形成的隔离层的隔离性能,进而改善所形成半导体结构的性能。

本实施例中,对所述鳍部201进行刻蚀的工艺包括干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。

如果所述第二开口204的深度过小,不利于充分实现所述第二开口204两侧鳍部201之间的电绝缘;如果所述第二开口204的深度过大,容易增加工艺难度。具体的,所述第二开口204的深度大于1000埃。

请参考图12,在所述第一开口222和第二开口204侧壁表面形成保型层240,所述保型层240的熔点大于所述牺牲层221的熔点。

所述保型层240用于后续形成所述隔离层的过程中,减小隔离层的变形。

本实施例中,所述保型层240的材料为氧化硅。

本实施例中,形成所述保型层240的工艺包括:原子层沉积工艺。原子层沉积工艺形成的保型层240的致密性较高,且熔点较高,在后续形成隔离层的过程中,不容易发生变形,从而能够减小隔离层的变形。在其他实施例中,形成所述保型层的工艺包括:化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺。

如果所述保型层240的厚度过小,不容易减小后续形成的隔离层的变形;如果所述保型层240的厚度过大,容易给形成工艺带来困难。具体的,所述保型层240的厚度小于或等于150埃。

本实施例中,所述保型层240还位于所述牺牲层221上。

后续在所述第二开口204中形成隔离层。

本实施例中,形成所述隔离层的步骤如图13和图14所示。

请参考图13,在所述第一开口222(如图12所示)和第二开口204(如图12所示)中,以及所述牺牲层221上形成初始隔离层250。

所述初始隔离层250用于后续形成隔离层。

需要说明的是,在形成初始隔离层250的过程中,所述保型层240能够对初始隔离层250材料起支撑作用,从而减小所形成初始隔离层250的变形,进而减小所形成隔离层的变形。

具体的,由于所述牺牲层221为有机材料,所述牺牲层221的熔点较低,在形成所述初始隔离层250的过程中,所述牺牲层221容易软化变形。所述保型层240的熔点大于所述牺牲层221的熔点,能够对所述初始隔离层250起支撑作用,从而减小所述初始隔离层250的变形。

本实施例中,所述初始隔离层250的材料为氧化硅。

本实施例中,形成所述初始隔离层250的工艺包括:高密度等离子体沉积工艺或高深宽比沉积工艺。高密度等离子体沉积工艺或高深宽比沉积工艺形成的初始隔离层250的致密性较高,隔离性能好。在其他实施例中,形成所述初始隔离层的工艺还可以包括流体化学气相沉积工艺。

请参考图14,去除所述牺牲层221上的初始隔离层250,形成隔离层251。

所述隔离层251用于实现所述第二开口204(如图12所示)两侧鳍部201之间的隔离。

本实施例中,通过化学机械研磨工艺去除所述牺牲层221上的初始隔离层250。

本实施例中,去除所述牺牲层221上的初始隔离层250之前,还包括:去除所述牺牲层250上的保型层240。

本实施例中,去除所述牺牲层250上的保型层240的工艺包括:干法刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺或化学机械平坦化。

请参考图15,以所述牺牲层221为掩膜对所述隔离层251进行刻蚀,使所述隔离层251表面低于所述牺牲层221表面。

对所述隔离层252进行刻蚀的目的在于,使所述隔离层252顶部表面与所述鳍部201顶部表面的高度差符合设计要求。

如果所述隔离层252顶部表面与鳍部201顶部表面的高度差过大,不利于后续伪栅极结构的形成;如果所述隔离层252顶部表面与鳍部201顶部表面的高度差过小,不利于抑制后续形成的隔离层251两侧的源漏掺杂区的连接。具体的,本实施例中,所述隔离层251顶部表面与所述鳍部201顶部表面的高度差为450埃~550埃。

需要说明的是,本实施例中,在去除所述牺牲层221(如图14所示)之前,对所述隔离层251进行刻蚀。在对隔离层251进行刻蚀的过程中,所述牺牲层221能够保护所述鳍部201,从而能够避免所述鳍部201被刻蚀。所述牺牲层221覆盖所述隔离层结构211,能够减少隔离结构211的损耗。

本实施例中,通过干法刻蚀工艺对所述隔离层251进行刻蚀。在其他实施例中,还可以通过湿法刻蚀工艺对所述隔离层进行刻蚀。

需要说明的是,在其他实施例中,如果去除所述牺牲层上的初始隔离层之后,所述隔离结构上的初始隔离层顶部表面与鳍部顶部表面的高度差符合设计要求,则所述形成方法还可以不包括:对所述隔离层进行刻蚀的步骤。

请参考图16和图17,图17是图16的立体图,图16是图17沿切割线3-4的剖面图,对所述隔离层251进行刻蚀之后,去除所述牺牲层221。

本实施例中,对所述隔离层251进行刻蚀之后,去除所述牺牲层221。在其他实施例中,还可以在对所述隔离层进行刻蚀之前,去除所述牺牲层。

本实施例中,所述牺牲层221为旋涂碳层,可以通过灰化工艺去除所述牺牲层221。在其他实施例中,还可以通过干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺去除所述牺牲层。

请参考图18,形成隔离层251之后,形成横跨所述鳍部201的栅极结构271,所述栅极结构271覆盖所述鳍部201部分侧壁和顶部表面;在所述隔离层251上形成伪栅极结构270,所述伪栅结构270的延伸方向与所述栅极结构271的延伸方向相同;在所述栅极结构271两侧的鳍部201中形成源漏掺杂层261。

本实施例中,形成所述源漏掺杂区261的工艺包括外延生长工艺。

本实施例中,形成所述源漏掺杂区261的步骤包括:在所述栅极结构271两侧的鳍部201中形成凹槽;通过外延生长工艺在所述凹槽中形成源漏掺杂层261。

本实施例中,所述栅极结构271位于所述伪栅极结构270两侧;所述源漏掺杂层261位于所述伪栅极结构270两侧的鳍部201中。

本实施例中,所述隔离层251表面高于所述鳍部201顶部表面,则在形成所述源漏掺杂层261的过程中,所述隔离层251能够防止所述源漏掺杂层261接触,从而能够保证所形成半导体结构性能。

需要说明的是,本实施例中,所述隔离层251表面高于所述鳍部201顶部表面,则部分隔离层251形成于所述第一开口222(如图12所示)中。由于第一开口222与所述第二开口204的相对位置不容易发生偏移,则所述第一开口222中的隔离层251不容易偏离所述第二开口204中的隔离层251位置。

所述隔离层251与栅极结构271用于限定伪栅极结构270与栅极结构271之间源漏掺杂层261的生长空间。因此,所述第一开口211中的隔离层251与所述第二开口204中的隔离层251位置无偏移,形成源漏掺杂层261之后,所述源漏掺杂层261的尺寸较均一,从而能够改善所形成半导体结构的性能。

综上,本实施例的半导体结构的形成方法中,形成所述牺牲层之后,以所述牺牲层为掩膜对所述鳍部进行刻蚀,形成第二开口,则所述牺牲层中的第一开口与所述第二开口的中心轴重合,从而能够使所述牺牲层完全暴露出所述第二开口。在形成隔离层的过程中,隔离层材料能够充分填充所述第二开口,从而能够提高形成的隔离层的隔离性能,进而改善所形成半导体结构性能。

继续参考图18,本发明还提供一种半导体结构的实施例,包括:衬底,所述衬底上具有鳍部201,所述鳍部201中具有第二开口,所述第二开口在垂直于所述鳍部201延伸方向,且平行于所述衬底表面的方向上贯穿所述鳍部201;位于所述鳍部201两侧衬底上的隔离结构(图中未示出),所述隔离结构覆盖所述鳍部201部分侧壁,所述隔离结构表面低于所述鳍部201顶部表面,且所述隔离结构表面高于所述第二开口底部表面;位于所述第二开口中的隔离层251。

本实施例中,所述半导体结构还包括:位于所述隔离层251侧壁表面的保型层240。

所述保型层240能够支撑所述隔离层251,从而减小隔离层251的变形。

本实施例中,所述半导体结构还包括:横跨所述鳍部201的栅极结构271,所述栅极结构271覆盖所述鳍部201部分侧壁和顶部表面;位于所述隔离层251上的伪栅极结构270,所述伪栅结构270的延伸方向与所述栅极结构271的延伸方向相同;位于所述栅极结构271两侧的鳍部201中的源漏掺杂层261。

本实施例中,所述衬底200、鳍部201、隔离结构、隔离层251、保型层240、栅极结构271、伪栅极结构270和源漏掺杂层261与上一实施例相同,在此不多做赘述。

虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

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