半导体结构及其形成方法与流程

文档序号:17813448发布日期:2019-06-05 21:17阅读:140来源:国知局
半导体结构及其形成方法与流程

本发明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:

场效应晶体管性能的主要影响因素包括载流子的迁移率,这是由于:载流子的迁移率会影响沟道中电流的大小。场效应晶体管中载流子迁移率的下降不仅会降低晶体管的切换速度,而且还会使开和关时的电阻差异缩小。因此,在互补金属氧化物半导体场效应晶体管(cmos)的发展中,有效提高载流子迁移率一直都是晶体管结构设计的重点之一。

常规上,cmos器件制造技术中将p型金属氧化物半导体场效应晶体管(pmos)和n型金属氧化物半导体场效应晶体管(nmos)分开处理,例如,在pmos器件的制造方法中采用压应力材料,而在nmos器件中采用张应力材料,以向沟道区施加适当的应力,从而提高载流子的迁移率。其中,pmos器件采用嵌入式锗硅(sige)技术,硅锗能够对沟道区施加适当的压应力,以提高空穴的迁移率。目前,存在两种锗硅应力引入技术,一种是在pmos晶体管的源/漏区形成锗硅应力层,另一种是在栅极结构的正下方、在沟道区中形成锗硅应力层。

然而,现有技术形成的半导体器件的性能仍较差。



技术实现要素:

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法,以提高半导体器件的性能。

为解决上述技术问题,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,所述基底上具有鳍部;在所述基底上形成隔离结构,所述隔离结构的顶部表面低于鳍部的顶部表面,且覆盖鳍部的部分侧壁;去除部分鳍部以及沿鳍部宽度方向两侧的部分隔离结构,形成沿鳍部宽度方向贯穿鳍部的源漏开口结构,沿鳍部宽度方向上,所述源漏开口结构的尺寸大于鳍部宽度;在所述初始源漏开口结构内形成源漏掺杂区。

可选的,沿鳍部宽度方向上,所述源漏开口结构与鳍部宽度的差为:4纳米~16纳米。

可选的,形成所述源漏掺杂区之后,所述形成方法还包括:在所述源漏掺杂区的表面形成停止层;在所述鳍部、隔离结构和停止层上形成介质层,所述介质层内具有暴露出停止层的接触孔;去除所述接触孔底部的停止层;去除所述接触孔底部的停止层之后,在所述接触孔内形成插塞。

可选的,所述停止层的材料包括:氮化硅;所述介质层的材料包括:氧化硅。

可选的,所述鳍部和源漏开口结构的形成步骤包括:去除鳍部两侧部分隔离结构,在沿鳍部宽度方向两侧的隔离结构内形成第一初始源漏开口,所述第一初始源漏开口暴露出鳍部的部分侧壁;在所述第一初始源漏开口内形成保护层,所述保护层覆盖鳍部的部分侧壁;去除第一初始源漏开口之间的部分初始鳍部,形成第二源漏开口,所述第二源漏开口的底部与保护层顶部齐平;去除所述第二源漏开口底部部分鳍部,形成第三源漏开口,所述第三源漏开口与第一初始源漏开口相通;形成所述第三源漏开口之后,去除所述保护才呢过;所述源漏开口结构包括:第一初始源漏开口、第二源漏开口和第三源漏开口。

可选的,所述第一初始源漏开口沿鳍部宽度方向上的尺寸为:2纳米~8纳米。

可选的,所述隔离结构包括:隔离层和位于隔离层上的第一牺牲层,所述第一牺牲层与鳍部之间具有所述第一初始源漏开口;所述隔离结构和第一初始源漏开口的形成步骤包括:在所述基底上形成隔离层,所述隔离层的顶部表面低于鳍部的顶部表面,且覆盖鳍部的部分侧壁;在所述隔离层、以及鳍部的侧壁和顶部表面形成第一牺牲膜;在所述隔离层和鳍部顶部的第一牺牲膜表面形成第二牺牲层;以所述第二牺牲层为掩膜,刻蚀鳍部侧壁的第一牺牲膜,在隔离层和鳍部顶部形成所述第一牺牲层,所述第一牺牲层和鳍部之间具有第一初始源漏开口;形成隔离层之后,形成第一初始源漏开口之前,所述形成方法还包括:在鳍部的部分侧壁和顶部表面形成横跨鳍部的伪栅结构;所述第一初始源漏开口分别位于伪栅结构两侧的隔离结构内,而第二源漏开口分别位于所述伪栅结构两侧的鳍部上,所述第三源漏开口分别位于所述伪栅结构两侧的鳍部上;形成所述第一初始源漏开口之后,形成第二源漏开口之前,所述形成方法还包括:去除第二牺牲层。

可选的,所述第一牺牲膜的材料包括:sio2、sion、sibn、sibcn或者sibon;第二牺牲层的材料包括氮化硅。

可选的,所述第一牺牲膜的厚度为:2纳米~8纳米。

可选的,所述隔离结构为单层结构;所述隔离结构和第一初始源漏开口的形成步骤包括:在所述隔离结构表面第一掩膜层,所述第一掩膜层内具有掩膜开口,所述掩膜开口暴露出鳍部的侧壁;以所述第一掩膜层为掩膜,刻蚀所述隔离结构,形成第一初始源漏开口;形成所述隔离结构膜之后,形成第一初始源漏开口之前,所述形成方法还包括:在鳍部的部分侧壁和顶部表面形成横跨鳍部的伪栅结构;所述第一初始源漏开口分别位于所述伪栅结构两侧的隔离结构内,而第二源漏开口分别位于所述伪栅结构两侧的鳍部上,所述第三源漏开口分别位于伪栅结构两侧的鳍部上。

可选的,形成所述第一初始源漏开口之后,形成第二源漏开口之前,所述形成方法还包括:去除第一初始源漏开口侧壁和底部的部分隔离结构,形成所述第一源漏开口;在所述第一源漏开口内形成所述保护层。

可选的,所述第一源漏开口沿鳍部宽度方向上的最大尺寸为:3纳米~10纳米。

本发明技术方案提供一种半导体结构,包括:基底,所述基底上具有鳍部;位于所述基底表面的隔离结构,所述隔离结构覆盖鳍部的侧壁,所述隔离结构顶部表面的最低点与鳍部的顶部表面齐平;沿鳍部宽度方向贯穿鳍部的源漏开口结构,沿鳍部宽度方向上,所述源漏开口结构的尺寸大于鳍部的宽度;位于所述源漏开口结构内的源漏掺杂区。

可选的,沿鳍部宽度方向上,所述源漏开口结构的与鳍部宽度的差为:4纳米~16纳米。

可选的,所述半导体结构还包括:横跨鳍部的伪栅结构,所述源漏开口结构位于伪栅结构两侧的鳍部顶部;位于所述源漏掺杂区顶部表面的停止层;位于鳍部、隔离结构和部分所述停止层上的介质层,所述介质层内具有暴露出源漏掺杂区顶部表面的接触孔;位于所述接触孔内的插塞。

可选的,所述停止层的材料包括:氮化硅;所述介质层的材料包括:氧化硅。

与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:

本发明技术方案提供的半导体结构的形成方法中,去除部分初始鳍部以及初始鳍部两侧部分隔离结构,形成源漏开口结构。沿鳍部宽度方向上,所述源漏开口结构的尺寸大于鳍部的尺寸,使得后续在源漏开口结构内形成源漏掺杂区的体积较大,则所述源漏掺杂区对沟道区的应力较大,因此,有利于提高沟道区载流子的迁移率,进而提高半导体器件的性能。

进一步,所述源漏开口结构包括第一初始源漏开口和第二源漏开口。形成第一初始源漏开口之后,形成第二源漏开口之前,所述形成方法还包括:去除第一初始源漏开口侧壁和底部部分的隔离结构,形成第一源漏开口,使得第一源漏开口的尺寸较第一初始源漏开口尺寸大,则后续在所述源漏开口结构内形成的源漏掺杂区的体积更大,有利于进一步提高沟道区载流子的迁移率。

进一步,在所述源漏掺杂区的表面形成停止层,所述停止层一方面用于后续形成接触孔的停止层。另一方面,所述停止层能够防止相邻的源漏掺杂区接触,有利于提高半导体器件的性能。

附图说明

图1至图3是一种半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图;

图4至图21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;

图22至图23是本发明半导体结构的形成方法另一实施例各步骤的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述,半导体器件的性能较差。

图1至图3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和图2,图2是图1沿n-n1线的剖面示意图,提供基底,所述基底上具有鳍部100,鳍部100部分侧壁和顶部表面具有横跨所述鳍部100的栅极结构101;在所述栅极结构101两侧的鳍部100内形成源漏开口102,所述源漏开口102贯穿所述鳍部100。

请参考图3,在所述源漏开口102(见图2)内形成外延层(图中未标出);在所述外延层内掺入掺杂离子,形成源漏掺杂区103。

上述方法中,随着半导体器件集成度的提高,所述鳍部100沿垂直于鳍部100延伸方向上的尺寸不断减小,而所述源漏开口102贯穿鳍部100,因此,所述源漏开口102沿垂直于鳍部100延伸方向上的尺寸不断减小,则后续在源漏开口102内形成的源漏掺杂区103的体积较小,则所述源漏掺杂区103对pmos晶体管沟道区的应力较小,使得沟道区载流子的迁移率较低,不利于提高半导体器件的性能。

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:形成隔离结构,所述隔离结构的顶部表面低于初始鳍部的顶部表面,且覆盖初始鳍部的部分侧壁;去除部分初始鳍部以及初始鳍部两侧的部分隔离结构,形成鳍部和位于鳍部顶部的源漏开口结构,沿垂直于鳍部延伸方向上,源漏开口结构的尺寸大于鳍部的尺寸;在所述源漏开口结构内形成源漏掺杂区。所述方法形成的半导体器件性能较好。

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

图4至图21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4,提供基底200,所述基底200上具有鳍部201。

所述基底200和鳍部201的形成步骤包括:提供初始基底,所述初始基底上具有第三掩膜层,所述第三掩膜层暴露出部分初始基底;以所述第三掩膜层为掩膜,刻蚀所述初始基底,形成基底200和位于基底200上的鳍部201。

在本实施例中,所述初始基底的材料为硅,相应的,所述基底200和鳍部201的材料为硅。

在其他实施例中,所述初始基底的材料包括:锗、硅锗、绝缘体上硅或绝缘体上锗,相应的,所述基底和鳍部的材料包括:锗、硅锗、绝缘体上硅或绝缘体上锗。

所述第三掩膜层的材料包括:硅的氮化物、硅的氧化物或者硅的氮氧化物。所述第三掩膜层作为形成基底200和鳍部201的掩膜。

以所述第三掩膜层为掩膜,刻蚀所述初始基底的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。

形成所述基底200和鳍部201之后,还包括:在所述基底200顶部形成隔离结构,所述隔离结构的顶部表面低于鳍部201的顶部表面,且覆盖鳍部201的部分侧壁。在本实施例中,所述隔离结构包括:隔离层和位于隔离层上的第一牺牲层。具体请参考图5至图14。

请参考图5和图6,图6是图5沿c-c1线的剖面示意图,图5是图6沿d-d1线的剖面示意图,在所述基底200上形成隔离层202,所述隔离层202的顶部表面低于鳍部201的顶部表面,且覆盖鳍部201的部分侧壁。

需要说明的是,图5与图4的剖面方向一致。

所述隔离层202的形成步骤包括:在所述基底200上、以及鳍部201的侧壁和顶部表面形成隔离材料膜;去除部分隔离材料膜,形成所述隔离层202。

所述隔离材料膜的材料包括氧化硅。相应的,所述隔离层202的材料包括氧化硅。

在本实施例中,所述隔离材料膜的形成工艺为流体化学气相沉积工艺。流体化学气相沉积工艺的步骤包括:在所述基底200上、以及鳍部201的侧壁和顶部表面形成前驱体;对所述前驱体进行固化处理,使所述前驱体固化,形成隔离材料膜。所述前驱体为流体能够充分填充相邻鳍部201之间的间隙,从而形成隔离性能较好的隔离材料膜。

在其他实施例中,形成所述隔离材料膜的工艺包括高密度等离子体增强化学沉积工艺、高深宽比沉积工艺或物理气相沉积工艺。

所述隔离层202用于实现半导体不同器件之间的电隔离。

形成所述隔离层202之后,在所述隔离层202上形成第一牺牲层。

形成所述隔离层202之后,形成所述第一牺牲层之前,还包括:形成横跨鳍部201的伪栅结构,具体请参考图7至图10。

请参考图7,在所述鳍部201的部分侧壁和顶部表面上形成伪栅介质膜203。

需要说明的是,图7与图4的剖面方向一致。

所述伪栅介质膜203的材料包括:氧化硅。

所述伪栅介质膜203用于后续形成伪栅介质层,所述伪栅介质层的厚度是由器件的类型决定的,具体的,半导体器件为核心区器件时,由于核心区器件的工作电压较低,因此,所述伪栅介质层的厚度较薄。所述伪栅介质膜203用于形成伪栅介质层,因此伪栅介质膜203的厚度也较薄。在一实施例中,所述伪栅介质膜203的厚度为:5埃~15埃,所述伪栅介质膜203的形成工艺包括:化学氧化工艺;半导体器件为外围区器件时,由于外围区器件的工作电压较高,因此,所述伪栅介质层的厚度较厚。所述伪栅介质膜203用于形成伪栅介质层,因此,所述伪栅介质膜203的厚度较厚。在一实施例中,所述伪栅介质膜203的厚度为:10埃~20埃,所述伪栅介质膜203的形成工艺包括:原位水汽生成工艺。

请参考图8至图10,图9是图8沿e-e1线的剖面示意图,图8是图9沿f-f1线的剖面示意图,图10是图9沿g-g1线的剖面示意图,在所述伪栅介质膜203上形成伪栅极层204;以所述伪栅极层204为掩膜,刻蚀所述伪栅介质膜203,直至暴露出鳍部201,形成伪栅介质层(图中未表出)。

需要说明的是,图8与图4的剖面方向一致,图9与图6的剖面方向一致。

所述伪栅极层204的形成步骤包括:在所述基底200和伪栅介质膜203上形成伪栅极膜,所述伪栅极膜上具有第二掩膜层(图中未标出),所述第二掩膜层暴露出部分伪栅极膜;以所述第二掩膜层为掩膜,刻蚀所述伪栅极膜,直至暴露出伪栅介质膜203,形成伪栅极层204。

所述伪栅极膜的材料包括:硅,所述伪栅极膜的形成工艺包括:化学气相沉积工艺或者物理气相沉积工艺。

所述第二掩膜层的材料包括氮化硅,所述第二掩膜层作为形成伪栅极层204的掩膜。

以所述第二掩膜层为掩膜,刻蚀所述伪栅极膜的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。

以所述伪栅极层204为掩膜,刻蚀所述伪栅介质膜203的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。

所述伪栅结构包括:伪栅介质层和位于伪栅介质层上的伪栅极层204。

形成所述伪栅结构之后,在所述隔离层202上形成第一牺牲层,具体请参考图11至图14。

请参考图11,在所述隔离层202顶部表面、以及鳍部201的侧壁和顶部表面形成第一牺牲膜205。

需要说明的是,图11与图4的剖面方向一致。

所述第一牺牲膜205的材料包括:氧化硅,所述第一牺牲膜205的形成工艺包括:原子层沉积工艺。采用原子层沉积工艺形成所述第一牺牲膜205的厚度较均匀,且对鳍部201和隔离层202接触的拐角处的台阶覆盖能力较强。则后续去除鳍部201侧壁的第一牺牲膜205,在基底200和鳍部201顶部形成的第一牺牲层与鳍部201之间的第一源漏开口的形貌较规整,使得后续位于第一源漏开口内的保护层不易发生倾倒。

所述第一牺牲膜205的厚度为:2纳米~8纳米,选择所述第一牺牲膜205的厚度的意义在于:若所述第一牺牲膜205的厚度小于2纳米,使得后续形成的第一初始源漏开口沿鳍部201宽度方向上的尺寸较小,则后续形成的位于第一初始源漏开口、第二源漏开口和第三源漏开口内的源漏掺杂区的体积较小,则源漏掺杂区的材料对沟道区的应力较小,使得沟道区载流子的迁移率较低,不利于提高半导体器件的性能;若所述第一牺牲膜205的厚度大于8纳米,使得后续去除鳍部201侧壁上的第一牺牲膜205的难度较大。

所述第一牺牲膜205的厚度决定后续形成的第一开口沿垂直于初始鳍部201侧壁方向上的尺寸。

所述第一牺牲膜205用于后续形成第一牺牲层。

所述隔离结构膜包括:隔离层202和位于隔离层202上的第一牺牲膜205。

请参考图12,在所述第一牺牲膜205上形成第二牺牲膜206。

所述第二牺牲膜206的材料包括:氮化硅,所述第二牺牲膜206的形成工艺包括:化学气相沉积工艺。

所述第二牺牲膜206用于后续形成第二牺牲层。

与位于鳍部201侧壁的第二牺牲膜206的厚度相比,位于鳍部201顶部和基底200上的第二牺牲膜206的厚度较厚。

位于鳍部201侧壁的第二牺牲膜206的厚度较薄,有利于降低后续去除鳍部201侧壁上第二牺牲膜206的难度。

请参考图13,去除鳍部201侧壁的第二牺牲膜206(见图12),在鳍部201顶部和隔离层202上形成第二牺牲层207。

去除鳍部201侧壁的第二牺牲膜206的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。

去除鳍部201侧壁的第二牺牲膜206,有利于暴露出鳍部201侧壁的第一牺牲膜205,有利于后续去除鳍部201侧壁的第一牺牲膜205。

所述第二牺牲层207用于保护鳍部201和隔离层202上的第一牺牲膜205,有利于后续形成第一初始源漏开口。

所述第二牺牲层207用于作为后续形成第一牺牲层和第一初始源漏开口的掩膜。

请参考图14,以所述第二牺牲层207为掩膜,去除第一牺牲膜205,形成第一牺牲层225,所述第一牺牲层225和鳍部201之间具有第一初始源漏开口208,所述第一初始源漏开口208暴露出鳍部201的侧壁。

在其他实施例中,还包括:第一牺牲层底部部分隔离层形成所述第一初始源漏开口。

去除第一牺牲膜205的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。

所述第一初始源漏开口208沿鳍部201宽度方向上的尺寸是由第一牺牲膜205的厚度所决定的,因此,所述第一初始源漏开口208沿鳍部201宽度方向上的尺寸为:2纳米~8纳米。沿鳍部201宽度方向具体指的是沿垂直于鳍部201的延伸方向上。

选择所述第一初始源漏开口208沿鳍部201宽度方向上的尺寸的意义为:若所述第一初始源漏开口208沿鳍部201宽度方向上的尺寸小于2纳米,使得后续在第一初始源漏开口208、第二源漏开口和第三源漏开口内形成的源漏掺杂区的体积较小,使得源漏掺杂区的材料对晶体管沟道区的应力较小,不利于提高载流子的迁移率,使得半导体器件的性能较差;若所述第一初始源漏开口208沿鳍部201宽度方向上的尺寸大于8纳米,则所需第一牺牲膜205的厚度较厚,去除鳍部201侧壁的第一牺牲膜205的难度较大。

所述第一初始源漏开口208深度为:3纳米~10纳米。

在本实施例中,形成所述第一初始源漏开口208之后,还包括:去除第二牺牲层207;去除第二牺牲层207之后,去除第一初始源漏开口208侧壁的部分和底部的部分隔离结构,形成第一源漏开口,具体请参考图15至图16。

请参考图15,形成所述第一牺牲层225和第一初始源漏开口208之后,去除第二牺牲层207(见图15)。

去除第二牺牲层207的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。

请参考图16,去除第二牺牲层207之后,去除所述第一初始源漏开口208侧壁的和底部的部分隔离结构,形成第一源漏开口218。

去除第一初始源漏开口208侧壁的第一牺牲层225、以及第一初始源漏开口208底部部分隔离层202的工艺包括:siconi。

所述第一源漏开口218沿鳍部201宽度方向上的最大尺寸为:3纳米~10纳米。

所述第一源漏开口218的深度为:3纳米~10纳米。

去除第一初始源漏开口208侧壁和底部部分隔离结构,使得所述形成的第一源漏开口218的尺寸较第一初始源漏开口208的尺寸较大。则后续位于第一源漏开口218、第二源漏开口和第三源漏开口内的源漏掺杂区的体积较大,则所述源漏掺杂区材料对晶体管沟道区的应力较大,有利于提高载流子的迁移率,进而有利于提高半导体器件的性能。

在其他实施例中,不形成第一源漏开口,后续直接在第一初始源漏开口内形成保护层。

在本实施例中,形成所述第一源漏开口218之后,在所述第一源漏开口218内形成保护层,所述保护层覆盖鳍部201的部分侧壁。具体请参考图17至图18。

请参考图17,在所述第一牺牲层225、鳍部201的侧壁和顶部表面、以及第一源漏开口218(见图16)内形成保护膜220。

所述保护膜220的材料包括:氮化硅,所述保护膜220的形成工艺包括:化学气相沉积工艺。

所述保护膜220用于后续形成保护层。

请参考图18,去除鳍部201部分侧壁和顶部表面、以及第一牺牲层225顶部的保护膜220(如图17所示),在所述第一源漏开口218内形成保护层221,所述保护层221覆盖鳍部201的部分侧壁;去除所述第一源漏开口218之间的部分鳍部201,形成第二源漏开口230,所述第二源漏开口230的底部与保护层221的顶部齐平。

去除鳍部201部分侧壁和顶部表面、以及第一牺牲层225顶部的保护膜220的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。

所述保护层221的材料包括:氮化硅,所述保护层221和第一牺牲层225用于作为后续形成第二源漏开口的掩膜。

去除部分鳍部201的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。

所述第一源漏开口218、第二源漏开口230和后续形成第三源漏开口用于后续容纳外延层。

请参考图19,去除所述第二源漏开口230底部部分的鳍部201,形成第三源漏开口231,所述第三源漏开口231与第一源漏开口218连通。

去除所述第一源漏开口230底部部分的鳍部201的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。

所述第一源漏开口218(见图16)、第二源漏开口230和第三源漏开口231构成源漏开口结构。所述源漏开口结构用于后续容纳外延层。

沿鳍部201宽度方向上,所述源漏开口结构与鳍部201宽度的差为:4纳米~16纳米。

请参考图20,形成所述第三源漏开口231之后,去除所述保护层221,暴露出第一源漏开口218的侧壁和底部,所述第一源漏开口218与第三源漏开口231连通。

去除所述保护层221的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。

所述第一源漏开口218、第二源漏开口230和第三源漏开口231构成源漏开口结构,所述源漏开口结构用于后续容纳外延层。

请参考图21,在所述第一源漏开口218、第二源漏开口230和第三源漏开口231内形成源漏掺杂区227。

所述源漏掺杂区227不仅位于第二源漏开口230内,还位于第一源漏开口218和第三源漏开口231内,使得所述源漏掺杂区227的体积较大,则所述源漏掺杂区227的材料对沟道区的应力较大,有利于提高沟道区载流子的迁移率,从而提高半导体器件的性能。

形成所述源漏掺杂区227之前,所述形成方法还包括:在所述第一源漏开口218、第二源漏开口230和第三源漏开口231底部的鳍部201表面形成种子层226。

所述种子层226的材料包括硅锗,所述种子层226的形成工艺包括:外延生长工艺。

所述源漏掺杂区227的形成步骤包括:在所述第一源漏开口218、第二源漏开口230和第三源漏开口231内形成外延层;在所述外延层内掺入掺杂离子,形成源漏掺杂区227。

所述外延层的材料和掺杂离子的导电类型与晶体管的类型密切相关,在本实施例中,晶体管的类型为pmos晶体管,因此,所述外延层的材料包括:硅或者硅锗,掺杂离子为p型离子,如:硼离子。在其他实施例中,所述晶体管为nmos晶体管,因此,所述外延层的材料包括:硅或者碳化硅,掺杂离子为n型离子,如:磷离子或者砷离子。

在本实施例中,所述外延层的材料为硅锗,硅锗能够为pmos晶体管沟道区提供压应力,有利于提高pmos载流子的迁移率,从而有利于提高半导体器件的性能。

形成所述源漏掺杂区227之后,所述形成方法还包括:在所述源漏掺杂区227的表面形成停止层228。所述停止层228的材料包括:氮化硅,所述停止层228的作用包括:一方面,所述停止层228用于后续作为在源漏掺杂区227顶部的介质层内形成接触孔的停止层;另一方面,所述停止层228能够防止相邻的源漏掺杂区227之间发生接触,有利于提高半导体器件的性能。

图22至图23是本发明半导体结构的形成方法另一实施例各步骤的结构示意图。

请参考图22,在所述基底200上形成隔离结构300,所述隔离结构300的顶部表面低于鳍部201的侧壁,且覆盖鳍部201的部分侧壁。

需要说明的是,图22是在图4的基础上的结构示意图。

所述隔离结构300的形成步骤包括:在所述基底200表面、以及鳍部201的侧壁和顶部表面形成隔离结构膜;去除部分所述隔离结构膜,形成隔离结构300,所述隔离结构300的顶部表面低于鳍部201的顶部表面,且覆盖鳍部201的部分侧壁。

所述隔离结构膜的材料包括氧化硅,相应的,隔离结构300的材料包括氧化硅。所述隔离结构膜的形成工艺包括:化学气相沉积工艺。

所述隔离结构膜用于后续形成隔离结构。

形成所述隔离结构300之后,形成横跨鳍部201的伪栅结构。所述伪栅结构的形成步骤与上述实施例的形成步骤相同,在此不做赘述,具体请参考图7至图10。

请参考图23,形成所述伪栅结构之后,在所述隔离结构300表面形成第一掩膜层(图中未示出),所述第一掩膜层内具有掩膜开口,所述掩膜开口暴露出鳍部201的部分侧壁;以所述第一掩膜层为掩膜,刻蚀所述隔离结构300,形成第一初始源漏开口301,所述第一初始源漏开口301暴露出鳍部201的部分侧壁。

所述第一掩膜层的材料包括:氮化硅,所述第一掩膜层用于形成第一初始源漏开口301的掩膜。

所述第一初始源漏开口301沿鳍部201宽度方向上的尺寸为:2纳米~8纳米。

所述第一初始源漏开口301的深度为:3纳米~10纳米。

所述第一初始源漏开口301用于后续容纳保护层。

形成所述第一初始源漏开口301之后,包括:去除所述第一初始源漏开口301部分底部和侧壁的隔离结构300,形成第一源漏开口;在所述隔离结构3010顶部、第一源漏开口内、以及鳍部201的侧壁和顶部表面形成保护膜;去除鳍部201部分侧壁和顶部表面的保护膜,在鳍部201的部分侧壁上形成保护层;形成所述保护层之后,去除所述第一源漏开口之间的部分鳍部201,形成第二源漏开口,所述第二源漏开口底部与保护层顶部齐平;去除所述第二源漏开口底部部分鳍部201,形成第三源漏掺杂区,所述第三源漏开口与第一源漏开口连通;形成所述第三源漏掺杂区之后,去除所述保护层;在所述第一源漏开口、第二源漏开口和第三源漏开口内形成源漏掺杂区;在所述源漏掺杂区的顶部形成停止层。

所述第一源漏开口、保护层、第二源漏开口、第三源漏开口、源漏掺杂区和停止层的形成步骤与上述实施例相同,在此不做赘述,具体请参考图16至21。

所述第一源漏开口、第二源漏开口和第三源漏开口构成源漏开口结构。

形成所述停止层之后,所述形成方法还包括:在所述、隔离结构和停止层的表面、以及伪栅结构的侧壁和顶部表面形成介质层,所述介质层内具有暴露出停止层的接触孔;去除所述接触孔底部的停止层;去除所述接触孔底部的停止层之后,在所述接触孔内形成插塞。

所述介质层的材料包括:氧化硅。所述介质层用于实现半导体不同器件之间的电隔离。

所述插塞的形成步骤包括:在所述介质层和接触孔内形成插塞材料;平坦化所述插塞材料,直至暴露出介质层的顶部表面,在所述接触孔内形成插塞。

所述插塞材料包括:钨,相应的,插塞的材料包括:钨。所述插塞材料的形成工艺包括:化学气相沉积工艺。

平坦化所述插塞材料的工艺包括:化学机械研磨工艺。

相应的,本发明实施例还提供一种用上述方法所形成的半导体结构,请参考图21,包括:基底200,所述基底200上具有鳍部201;所述基底200顶部表面的隔离结构,所述隔离结构覆盖鳍部201的侧壁,且所述隔离结构顶部表面的最低点与鳍部201的顶部表面齐平;沿鳍部201宽度方向贯穿鳍部201的源漏开口结构,沿鳍部201的宽度方向上,所述源漏开口结构的尺寸大于鳍部2701的宽度;位于所述源漏开口结构内的源漏掺杂区227。

沿鳍部201宽度方向上,所述源漏开口结构与鳍部201宽度的差为:4纳米~16纳米。

所述半导体结构还包括:横跨鳍部201的伪栅结构,所述源漏开口结构位于伪栅结构两侧的鳍部201顶部;位于所述源漏掺杂区顶部表面的停止层228;位于鳍部201、隔离结构和部分所述停止层228顶部的介质层,所述介质层内具有暴露出源漏掺杂区227顶部表面的接触孔;位于所述接触孔内的插塞。

所述停止层228的材料包括:氮化硅;所述介质层的材料包括:氧化硅。

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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