半导体结构的形成方法技术

一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底表面形成鳍部；在所述衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面，且所述隔离层覆盖部分鳍部的侧壁表面；在形成所述隔离层之后，对所述鳍部进行非晶化处理，使所述鳍部内位于侧壁表面和顶部表面的区域形成非晶化区；在所述非晶化处理之后，采用氧化工艺对所述非晶化区进行氧化，在所述鳍部的侧壁和顶部表面形成氧化层。所形成的氧化层的厚度均匀，因此所形成的半导体结构稳定性提高、性能改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种。
技术介绍
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。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。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表面的隔离层102，所述隔离层102覆盖部分所述鳍部101的侧壁，且隔离层102表面低于鳍部101顶部；位于隔离层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。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。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，所形成的半导体结构形貌良好、性能改善。为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括:提供衬底；在所述衬底表面形成鳍部；在所述衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面，且所述隔离层覆盖部分鳍部的侧壁表面；在形成所述隔离层之后，对所述鳍部进行非晶化处理，使所述鳍部内位于侧壁表面和顶部表面的区域形成非晶化区；在所述非晶化处理之后，采用氧化工艺对所述非晶化区进行氧化，在所述鳍部的侧壁和顶部表面形成氧化层。可选的，所述非晶化处理工艺为等离子体处理工艺，所述等离子处理工艺的处理气体为氮气、IS气或氮气和IS气的混合气体。可选的，所述等离子处理工艺的参数包括:氩气的流量为lOOOsccm?lOOOOsccm，氣气流量为lOOOsccm?lOOOOsccm,气压为ltorr?lOtorr,功率为50W?500W。可选的，所述处理气体为氮气和氩气的混合气体时，所述氮气和氩气的气体比例为 1:1 ?1:10。可选的，所述非晶化处理工艺为采用通入臭氧的水溶液对鳍部的侧壁和顶部表面进行处理。可选的，所述通入臭氧的水溶液中，臭氧在水中的浓度为5ppm?50ppm。可选的，采用通入臭氧的水溶液对鳍部表面进行处理的方法为喷淋、冲洗或浸溃。可选的，所述非晶化处理工艺为钝化注入处理，所述钝化注入处理所注入的离子为锗离子、硅离子或锗离子和硅离子的混合。可选的，所述钝化注入处理注入离子的能量小于或等于IKeV，剂量为lE14atoms/cm2 ?lE17atoms/cm2。可选的，所述钝化注入处理注入离子的能量小于或等于0.5KeV。可选的，所述非晶化区的厚度为5埃?15埃。可选的，所述衬底包括核心区和外围区，所述核心区和外围区的衬底表面均形成有鳍部。可选的，在核心区的鳍部表面所形成的氧化层厚度为5埃?15埃；在外围区的鳍部表面形成的氧化层厚度为10埃?40埃。可选的，还包括:在对所述鳍部进行非晶化处理之前，对所述鳍部进行阱区注入。可选的，还包括:在对所述鳍部进行非晶化处理之前，对所述鳍部进行阈值调节注入。可选的，还包括:在形成所述氧化层之后，在所述氧化层和隔离层表面形成横跨于所述鳍部上的栅极结构，所述栅极结构包括:位于氧化层表面的栅介质层、以及位于栅介质层表面的栅极层。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。可选的，还包括:在形成所述隔离层之后，对所述鳍部进行非晶化处理之前，在所述隔离层和鳍部的侧壁和顶部表面形成横跨于所述鳍部上的伪栅极结构，所述伪栅极结构包括伪栅极层，所述伪栅极层的材料为多晶硅；在所述伪栅极结构两侧的鳍部内形成源漏区；在形成所述源漏区之后，在隔离层表面和鳍部表面形成介质层，所述介质层的表面与伪栅极结构的表面齐平；去除所述伪栅极结构，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、以及鳍部的侧壁和顶部表面。可选的，所述伪栅极结构还包括伪栅介质层，所述伪栅极层位于所述伪栅介质层表面，所述伪栅介质层的材料为氧化石圭。可选的，在对所述鳍部进行非晶化处理之前，所述鳍部顶部表面的晶向为〈100〉，所述鑛部侧壁表面的晶向为〈110〉。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:本专利技术的形成方法中，在形成隔离层和鳍部之后，对所述鳍部进行非晶化处理，在鳍部内位于表面的区域形成非晶化区，而所述非晶化区表面不具有固定的晶向，因此所述非晶化区的表面原子分布密度均匀。在所述非晶化处理之后，采用氧化工艺对所述非晶化区进行氧化，在所述鳍部的侧壁和顶部表面形成氧化层，由于所述非晶化区表面不具有固定的晶向，因此对所述非晶化区表面的氧化速率相同，从而能够保证形成于鳍部侧壁和顶部表面的氧化层厚度均匀。因此，后续在所述氧化层表面形成栅极结构之后，所形成的鳍式场效应管的性能稳定、可靠性提高。进一步，所述非晶化处理工艺为等离子体处理工艺，所述等离子体处理工艺通过将处理气体等离子体化，并将所产生的等离子体向鳍部的侧壁和顶部表面轰击，以所述等离子体打乱鳍部的侧壁和顶部表面的晶格结构，从而能够在鳍部内位于侧壁表面和顶部表面的区域形成非晶化区，由于所述非晶化区的晶格结构被破坏，并呈非晶化状态，因此所述非晶化区的表面不具有固定晶向，能够使后续形成的氧化层厚度均匀。进一步，所述非晶化处理工艺为采用通入臭氧的水溶液对鳍部表面进行处理。在所述通入臭氧的水溶液中，臭氧成为离子状态，在对所述鳍部的顶部和侧壁表面进行处理时，所述臭氧的离子能够进入鳍部内，并破坏鳍部内位于表面的部分区域的晶格结构，从而在鳍部内位于侧壁表面和顶部表面的区域形成非晶化区，所述非晶化区呈非晶化状态，进而，后续能够采用氧化工艺在鳍部的侧壁和顶部表面形成厚度均匀的氧化层。进一步，所述非晶化处理工艺为钝化注入处理，所述钝化注入处理所注入的离子为锗离子、硅离子或锗离子和硅离子的混合。所述钝化注入处理通过将离子注入鳍部内位于表面的区域，所述离子进入鳍部内位于表面的部分区域的晶格结构内，从而能够将鳍部内位于侧壁和顶部的部分区域的晶格结构打乱并呈非晶化状态，从而能够在鳍部内位于侧壁表面和顶部表面的区域形成非晶化区，后续能够以氧化工艺在鳍部的侧壁和顶部表面形成厚度均匀的氧化层。【附图说明】图1是一种鳍式场效应晶体管的立体结构示意图；图2是在形成栅极结构之前，在鳍部表面形成氧化层的剖面结构示意图；图3至图11是本专利技术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】如
技术介绍
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。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103为高K金属栅极结构时，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。但是，由于所述高K介质材料与鳍部101的材料的晶格常数差异较大，使得栅介质层与鳍部101之间的本文档来自技高网...

【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；在所述衬底表面形成鳍部；在所述衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面，且所述隔离层覆盖部分鳍部的侧壁表面；在形成所述隔离层之后，对所述鳍部进行非晶化处理，使所述鳍部内位于侧壁表面和顶部表面的区域形成非晶化区；在所述非晶化处理之后，采用氧化工艺对所述非晶化区进行氧化，在所述鳍部的侧壁和顶部表面形成氧化层。

【技术特征摘要】

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