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：形成半导体基底，所述半导体基底包括衬底、凸出于所述衬底的鳍部，所述鳍部的顶部和侧壁表面形成有屏蔽层；采用含氟气体去除所述屏蔽层；去除所述屏蔽层之后，对所述鳍部进行表面处理以去除所述鳍部表面的含氟副产物；形成横跨所述鳍部且覆盖所述鳍部的部分顶部表面和侧壁表面的栅极结构。本发明专利技术在采用含氟气体去除所述屏蔽层之后，在所述鳍部表面形成栅极结构之前，先对所述鳍部进行表面处理，去除因所述屏蔽层的去除工艺而残留于所述鳍部表面的含氟的副产物，避免残留的氟对所述鳍部的质量造成不良影响，从而提高鳍部内沟道的界面质量，进而提高半导体器件的载流子迁移率、可靠性等电学性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的形成方法
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体结构的形成方法。
技术介绍
在半导体制造中，随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小。为了适应特征尺寸的减小，MOSFET场效应管的沟道长度也相应不断缩短。然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，因此栅极对沟道的控制能力随之变差，栅极电压夹断(pinchoff)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthresholdleakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channeleffects)更容易发生。因此，为了更好的适应特征尺寸的减小，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应管(FinFET)。FinFET中，栅至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，具有比平面MOSFET器件强得多的栅对沟道的控制能力，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，具有更好的现有的集成电路制作技术的兼容性。但是，现有技术形成的半导体器件的电学性能较差。
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的形成方法，提高半导体器件的电学性能。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。包括如下步骤：形成半导体基底，所述半导体基底包括衬底、凸出于所述衬底的鳍部，所述鳍部的顶部和侧壁表面形成有屏蔽层；采用含氟气体去除所述屏蔽层；去除所述屏蔽层之后，对所述鳍部进行表面处理以去除所述鳍部表面的含氟副产物；形成横跨所述鳍部且覆盖所述鳍部的部分顶部表面和侧壁表面的栅极结构。可选的，所述屏蔽层的材料为氧化硅或氮氧化硅。可选的，去除所述屏蔽层的工艺为SiCoNi刻蚀工艺。可选的，所述SiCoNi刻蚀工艺的步骤包括：以三氟化氮和氨气作为反应气体以生成刻蚀气体；通过刻蚀气体刻蚀所述屏蔽层，形成含氟副产物；进行退火工艺，将所述含氟副产物升华分解为气态产物；通过抽气方式去除所述气态产物。可选的，所述SiCoNi刻蚀工艺的工艺参数包括：三氟化氮的气体流量为20sccm至200sccm，氨气的气体流量为200sccm至500sccm，腔室压强为2Torr至10Torr，工艺时间为20S至100S，所述退火工艺的温度为100℃至200℃。可选的，所述鳍部的材料为硅，所述含氟副产物与所述鳍部表面形成硅-氟键，对所述鳍部进行表面处理的步骤包括：对所述鳍部进行光照工艺，使所述硅-氟键断开；进行所述光照工艺之后，对所述鳍部表面进行氧化处理，在所述鳍部表面形成氧化层；去除所述氧化层。可选的，采用紫外线对所述鳍部进行光照工艺，光照强度为1mW/cm2至200mW/cm2，工艺温度为350℃至650℃，工艺时间为20min至200min。可选的，对所述鳍部进行氧化处理的工艺为湿法氧化工艺或干法氧化工艺。可选的，通过臭氧对所述鳍部进行湿法氧化工艺，工艺时间为60S至150S。可选的，对所述鳍部进行氧化处理的工艺为干法氧化工艺，反应气体为氧气，载气为氮气，氧气与氮气的流量之比为1：60至1：20，工艺时间为10S至100S，工艺温度为650℃至950℃，腔室压强为30Torr至200Torr。可选的，所述氧化层的材料为氧化硅。可选的，去除所述氧化层的工艺为湿法刻蚀工艺。可选的，所述湿法刻蚀工艺所采用的溶液为氢氟酸。可选的，所述氢氟酸的体积浓度为100：1至1000：1。可选的，所述栅极结构为伪栅结构。可选的，形成所述伪栅结构的步骤包括：形成横跨所述鳍部且覆盖所述鳍部的部分顶部表面和侧壁表面的伪栅氧化层；在所述伪栅氧化层表面形成伪栅电极层。可选的，所述伪栅氧化层的材料为氧化硅。可选的，形成所述伪栅氧化层的工艺为原位蒸汽生成氧化工艺。可选的，所述伪栅电极层的材料为多晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅或非晶碳。可选的，形成所述半导体基底的步骤包括：提供初始基底；在所述基底上形成图形化的硬掩膜层；以所述硬掩模层为掩膜，刻蚀所述初始基底，形成若干分立的凸起，刻蚀后的初始基底作为衬底，位于所述衬底表面的凸起作为鳍部；在所述鳍部的顶部和侧壁表面形成屏蔽层；以所述屏蔽层作为注入缓冲层，对所述鳍部进行阈值电压调节掺杂处理。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术在采用含氟气体去除屏蔽层之后，在所述鳍部表面形成栅极结构之前，先对所述鳍部进行表面处理，去除因所述屏蔽层的去除工艺而残留于所述鳍部表面的含氟的副产物，避免残留的氟对所述鳍部的质量造成不良影响，从而提高鳍部内硅沟道的界面质量，进而提高半导体器件的载流子迁移率、可靠性等电学性能。可选方案中，所述含氟副产物与所述鳍部表面形成硅-氟键，对所述鳍部进行表面处理时，先采用紫外线对所述鳍部进行光照工艺，使硅-氟键断开，再对所述鳍部表面进行氧化处理，使硅键与氧结合形成氧化层，最后通过湿法刻蚀工艺刻蚀去除形成的氧化层，有效地去除所述鳍部表面残留的氟，从而提高鳍部内沟道的界面质量，提高半导体器件的载流子迁移率、可靠性等电学性能。附图说明图1至图6是本专利技术半导体结构的形成方法一实施例中各步骤对应结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术形成的半导体器件的电性能较差。分析其原因在于：为了形成具有不同阈值电压的半导体器件，在形成栅极结构之前，需对鳍部进行阈值电压调节掺杂处理。在进行阈值电压调节掺杂处理之前，先在鳍部的顶部和侧壁表面形成屏蔽层，在阈值电压调节掺杂处理过程中，所述屏蔽层作为注入缓冲层，能够减小掺杂处理对鳍部造成的晶格损伤，在完成阈值电压调节掺杂处理之后，还需去除所述屏蔽层。然而，去除所述屏蔽层的工艺中，刻蚀屏蔽层形成的副产物为含氟副产物，副产物经退火工艺升华分解为气态产物，去除所述气态产物之后，还有一部分含氟副产物残留于鳍部表面，所述含氟副产物与所述鳍部表面形成硅-氟键，形成硅-氟键后的含氟副产物难以被去除，而残留的氟容易降低硅沟道的界面质量、降低器件的载流子迁移率和可靠性性能。为了解决所述技术问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：形成半导体基底，所述半导体基底包括衬底、凸出于所述衬底的鳍部，所述鳍部表面形成有屏蔽层；采用含氟气体去除所述屏蔽层；去除所述屏蔽层之后，对所述鳍部进行表面处理以去除所述鳍部表面的含氟副产物；形成横跨所述鳍部且覆盖所述鳍部的部分顶部表面和侧壁表面的栅极结构。本专利技术在采用含氟气体去除所述屏蔽层之后，在所述鳍部表面形成栅极结构之前，先对所述鳍部进行表面处理，去除因所述屏蔽层的去除工艺而残留于所述鳍部表面的含氟的副产物，避免残留的氟对所述鳍部的质量造成不良影响，从而提高鳍部内硅沟道的界面质量，进而提高半导体器件的载流子迁移率、可靠性等电学性能。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图1至图6是本专利技术半导体结构的形成方法一实施例中各步骤对应结构示意图。结合参考图1至图3，形成半导体基底，所述半导体基底包括衬底100、凸出于所述衬底100的鳍部110，所述鳍部110的顶部和侧壁表面形成有屏蔽层102(如图3所示)。以下结合附图，对形成所述半导体基底的步骤做具体说明。如图1所示，形成半导体基底，所述半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：形成半导体基底，所述半导体基底包括衬底、凸出于所述衬底的鳍部，所述鳍部的顶部和侧壁表面形成有屏蔽层；采用含氟气体去除所述屏蔽层；去除所述屏蔽层之后，对所述鳍部进行表面处理以去除所述鳍部表面的含氟副产物；形成横跨所述鳍部且覆盖所述鳍部的部分顶部表面和侧壁表面的栅极结构。

【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：形成半导体基底，所述半导体基底包括衬底、凸出于所述衬底的鳍部，所述鳍部的顶部和侧壁表面形成有屏蔽层；采用含氟气体去除所述屏蔽层；去除所述屏蔽层之后，对所述鳍部进行表面处理以去除所述鳍部表面的含氟副产物；形成横跨所述鳍部且覆盖所述鳍部的部分顶部表面和侧壁表面的栅极结构。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，所述屏蔽层的材料为氧化硅或氮氧化硅。3.如权利要求1或2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述屏蔽层的工艺为SiCoNi刻蚀工艺。4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述SiCoNi刻蚀工艺的步骤包括：以三氟化氮和氨气作为反应气体以生成刻蚀气体；通过刻蚀气体刻蚀所述屏蔽层，形成含氟副产物；进行退火工艺，将所述含氟副产物升华分解为气态产物；通过抽气方式去除所述气态产物。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，所述SiCoNi刻蚀工艺的工艺参数包括：三氟化氮的气体流量为20sccm至200sccm，氨气的气体流量为200sccm至500sccm，腔室压强为2Torr至10Torr，工艺时间为20S至100S，所述退火工艺的温度为100℃至200℃。6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述鳍部的材料为硅，所述含氟副产物与所述鳍部表面形成硅-氟键，对所述鳍部进行表面处理的步骤包括：对所述鳍部进行光照工艺，使所述硅-氟键断开；进行所述光照工艺之后，对所述鳍部表面进行氧化处理，在所述鳍部表面形成氧化层；去除所述氧化层。7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用紫外线对所述鳍部进行光照工艺，光照强度为1mW/cm2至200mW/cm2，工艺温度为350℃至650℃，工艺时间为20min至200min。8.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，对所述鳍部进行氧化处理的工艺为湿法氧化工艺或干法氧化工艺。9.如权利要求8所述的半导体结构的形...

【专利技术属性】
技术研发人员：周飞，
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