半导体结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种半导体结构及其形成方法，其中，形成方法包括：提供衬底，所述衬底包括：相邻的器件区和隔离区；分别在所述器件区和隔离区衬底上形成栅极结构；在所述衬底上形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述栅极结构侧壁；去除所述隔离区栅极结构，在所述牺牲层中形成第一开口；对所述第一开口底部的衬底进行刻蚀，在所述隔离区衬底和牺牲层中形成第二开口；在所述第二开口中形成隔离结构；形成隔离结构之后，去除所述牺牲层；在所述栅极结构两侧的衬底中形成源漏掺杂区。所述形成方法能够使所述隔离结构与邻近隔离结构的器件区栅极结构之间的间距等于器件区相邻栅极结构之间的间距，从而改善半导体结构性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。
技术介绍
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，关键尺寸的缩小意味着在芯片上可布置更多数量的晶体管，进而可以提高器件的性能。然而，随着器件面积以及器件之间的距离不断缩小，问题也随之产生。为了减小不同晶体管之间的影响，不同晶体管之间的衬底中需要形成隔离结构。形成隔离结构之后，在隔离结构两侧形成晶体管。形成所述晶体管的步骤包括：在所述隔离结构两侧的衬底上形成栅极结构；在所述栅极结构两侧的衬底中形成凹槽，所述凹槽位于所述隔离结构两侧；在所述凹槽中形成源漏掺杂区。所述隔离结构用于实现隔离结构两侧衬底中的源漏掺杂区之间的隔离。然而，现有的半导体结构的形成方法容易影响所形成半导体结构性能。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括：相邻的器件区和隔离区；分别在所述器件区和隔离区衬底上形成栅极结构；在所述衬底上形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述栅极结构侧壁；去除所述隔离区栅极结构，在所述牺牲层中形成第一开口；对所述第一开口底部的衬底进行刻蚀，在所述隔离区衬底和牺牲层中形成第二开口；在所述第二开口中形成隔离结构；形成隔离结构之后，去除所述牺牲层；在所述栅极结构两侧的衬底中形成源漏掺杂区。可选的，所述隔离结构包括：隔离层和位于所述隔离层上的保护层；形成所述隔离结构的步骤包括：在所述第二开口中形成隔离层；在所述隔离层上形成保护层，所述保护层的材料与所述隔离层的材料不相同。可选的，所述牺牲层的材料与所述隔离层的材料相同。可选的，所述隔离层表面高于或齐平于所述牺牲层表面；在所述隔离层上形成保护层的步骤包括：对所述隔离层进行刻蚀，去除部分厚度的隔离层，在所述牺牲层中形成第三开口；在所述第三开口中形成保护层。可选的，对所述隔离层进行刻蚀之前，还包括：在所述牺牲层上形成掩膜层，所述掩膜层暴露出所述隔离层。可选的，对所述隔离层进行刻蚀的工艺包括：干法刻蚀或湿法刻蚀。可选的，形成所述保护层的工艺包括：化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。可选的，所述牺牲层的材料与所述隔离结构的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。可选的，所述保护层的材料为氧化硅或氮氧化硅。可选的，所述牺牲层的材料与所述隔离结构的材料不相同。可选的，去除所述隔离区栅极结构的步骤包括：在所述器件区栅极结构上形成图形化的掩膜层；以所述掩膜层为掩膜对栅极结构进行刻蚀，去除所述隔离区栅极结构，形成第一开口。可选的，所述牺牲层的材料为硅、锗或硅锗；所述隔离结构的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。可选的，形成所述牺牲层的工艺包括：化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺。可选的，形成所述牺牲层之前，还包括：在所述栅极结构侧壁表面形成侧墙层。可选的，所述侧墙层的材料为氮化硅、氮氧化硅或氮氧碳化硅。可选的，去除所述隔离区栅极结构的工艺包括：干法刻蚀或湿法刻蚀。可选的，所述衬底为平面衬底；或者，所述衬底包括：基底和位于所述基底上的鳍部；所述栅极结构横跨所述鳍部，所述栅极结构位于所述鳍部部分侧壁和顶部表面；所述源漏掺杂区位于所述栅极结构两侧的鳍部中；所述第二开口位于所述隔离区鳍部中，且所述第二开口在垂直于所述鳍部延伸方向上贯穿所述鳍部；形成鳍部之后，所述形成方法还包括：在所述基底上形成隔离材料层，所述隔离材料层覆盖所述鳍部部分侧壁，且所述隔离材料层表面低于所述鳍部顶部表面。可选的，所述隔离结构顶部表面高于所述源漏掺杂区顶部表面。可选的，所述隔离区栅极结构的个数包括：一个或多个。可选的，形成所述栅极结构的步骤包括：在所述器件区和隔离区衬底上形成栅极结构层；在所述栅极结构层上形成图形化的硬掩膜；以所述硬掩膜为掩膜对所述栅极结构层进行刻蚀，形成栅极结构。相应的，本专利技术还提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底包括：相邻的器件区和隔离区；位于所述器件区衬底上的栅极结构；位于所述隔离区衬底中的隔离结构，所述隔离结构表面高于所述衬底表面；位于所述栅极结构两侧器件区衬底中的源漏掺杂区。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的半导体结构的形成方法中，形成隔离结构之前，在所述衬底上形成栅极结构，并通过对隔离区栅极结构和衬底进行刻蚀形成第二开口，在所述第二开口中形成隔离结构，因此所述隔离结构的位置与所述隔离区栅极结构的位置相同。形成所述隔离结构之后，所述隔离结构与所述栅极结构之间的间距等于去除隔离区栅极结构之前栅极结构之间的间距。因此，所述形成方法不容易使隔离结构与所述器件区栅极结构之间的距离缩小，从而不容易缩小所形成的源漏掺杂区在垂直于所述栅极结构延伸方向上的尺寸，因此，所述形成方法能够改善半导体结构性能。本专利技术技术方案提供的半导体结构中，所述隔离结构到相邻栅极结构之间的距离相等，从而使所述源漏掺杂区的尺寸相同，从而能够改善半导体结构的性能。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13是本专利技术的半导体结构的形成方法一实施例各步骤的结构示意图；图14至图18是本专利技术的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，提供衬底100，所述衬底100中具有隔离结构110。请参考图2，在所述隔离结构110上形成伪栅极结构120，并在所述伪栅极结构120两侧的衬底100上分别形成第一栅极结构121和第二栅极结构122。请参考图3，对所述衬底100进行刻蚀，形成凹槽130。后续在所述凹槽130中通过外延生长形成源漏掺杂区。其中，形成所述第一栅极结构121、第二栅极结构122和伪栅极结构120的步骤包括：在所述衬底100和隔离结构110上形成栅极结构层；对所述栅极结构层进行图形化，形成所述第一栅极结构121、第二栅极结构122和伪栅极结构120。在图形化所述栅极结构层的过程中，由于光罩位置的偏移，容易引起所形成的第一栅极结构121、第二栅极结构122和伪栅极结构120的偏移，例如，容易使所述第一栅极结构121朝向所述隔离结构110发生偏移，导致隔离结构110与第一栅极结构121之间的间距减小。在形成所述凹槽130的过程中，由于所述隔离结构110和所述第一栅极结构121的阻挡，凹槽130位于所述第一栅极结构121和隔离结构110之间。由于所述隔离结构110与第一栅极结构121之间的间距减小，位于所述第一栅极结构121与所述隔离结构110之间的凹槽130尺寸减小，从而导致形成于所述第一栅极结构121与所述隔离结构110之间的源漏掺杂区的尺寸减小，进而导致第一栅极结构121两侧衬底100中的源漏掺杂区的尺寸不相同，因此，所述形成方法容易降低所形成半导体结构的性能。为解决所述技术问题，本专利技术提供了一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括：相邻的器件区和隔离区；分别在所述器件区和隔离区衬底上形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括：相邻的器件区和隔离区；分别在所述器件区和隔离区衬底上形成栅极结构；在所述衬底上形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述栅极结构侧壁；去除所述隔离区栅极结构，在所述牺牲层中形成第一开口；对所述第一开口底部的衬底进行刻蚀，在所述隔离区衬底和牺牲层中形成第二开口；在所述第二开口中形成隔离结构；形成隔离结构之后，去除所述牺牲层；在所述栅极结构两侧的衬底中形成源漏掺杂区。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括：相邻的器件区和隔离区；分别在所述器件区和隔离区衬底上形成栅极结构；在所述衬底上形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述栅极结构侧壁；去除所述隔离区栅极结构，在所述牺牲层中形成第一开口；对所述第一开口底部的衬底进行刻蚀，在所述隔离区衬底和牺牲层中形成第二开口；在所述第二开口中形成隔离结构；形成隔离结构之后，去除所述牺牲层；在所述栅极结构两侧的衬底中形成源漏掺杂区。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述隔离结构包括：隔离层和位于所述隔离层上的保护层；形成所述隔离结构的步骤包括：在所述第二开口中形成隔离层；在所述隔离层上形成保护层，所述保护层的材料与所述隔离层的材料不相同。3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料与所述隔离层的材料相同。4.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述隔离层表面高于或齐平于所述牺牲层表面；在所述隔离层上形成保护层的步骤包括：对所述隔离层进行刻蚀，去除部分厚度的隔离层，在所述牺牲层中形成第三开口；在所述第三开口中形成保护层。5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，对所述隔离层进行刻蚀之前，还包括：在所述牺牲层上形成掩膜层，所述掩膜层暴露出所述隔离层。6.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，对所述隔离层进行刻蚀的工艺包括：干法刻蚀或湿法刻蚀。7.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的工艺包括：化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。8.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料与所述隔离结构的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅；所述保护层的材料为氧化硅或氮氧化硅。9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料与所述隔离结构的材料不相同。10.如权利要求1或9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述隔离区栅极结构的步骤包括：在所述器件区栅极结构上形成图形化的掩膜层；以所述掩膜层为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽杰，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31