半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构及其形成方法，所述半导体结构的形成方法包括：提供基底，所述基底包括衬底以及凸出于所述衬底的鳍部；采用等离子体增强原子层沉积工艺，在所述鳍部的顶部和侧壁、以及所述衬底表面形成第一氧化层，形成第一氧化层的等离子体增强原子层沉积工艺采用的输出功率为第一功率；采用等离子体增强原子层沉积工艺，在所述第一氧化层上形成第二氧化层，形成第二氧化层的等离子体增强原子层沉积工艺采用的输出功率为第二功率，所述第二功率大于所述第一功率，所述第二氧化层与所述第一氧化层用于构成栅氧化层。本发明专利技术实施例有利于提高栅氧化层的形成质量，进而有利于提高栅氧化层的电学性能，相应优化了半导体结构的性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本专利技术实施例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。

技术介绍

[0002]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，为了适应更小的特征尺寸，金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)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，因此栅极结构对沟道的控制能力随之变差，栅极电压夹断Pinch off)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(Subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channel effects)更容易发生。
[0003]因此，为了减小短沟道效应的影响，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应晶体管(FinFET)。FinFET中，栅极结构至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，与平面MOSFET相比，栅极结构对沟道的控制能力更强，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，与现有集成电路制造具有更好的兼容性。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提高栅氧化层的形成质量。
[0005]为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括衬底以及凸出于所述衬底的鳍部；采用等离子体增强原子层沉积工艺，在所述鳍部的顶部和侧壁、以及所述衬底表面形成第一氧化层，形成第一氧化层的等离子体增强原子层沉积工艺采用的输出功率为第一功率；采用等离子体增强原子层沉积工艺，在所述第一氧化层上形成第二氧化层，形成第二氧化层的等离子体增强原子层沉积工艺采用的输出功率为第二功率，所述第二功率大于所述第一功率，所述第二氧化层与所述第一氧化层用于构成栅氧化层。
[0006]可选的，所述半导体结构的形成方法还包括：在形成所述第一氧化层后，在所述第一氧化层上形成第二氧化层之前，对所述第一氧化层进行第一紫外线照射处理，适于提高所述第一氧化层的致密度。
[0007]可选的，其特征在于，所述半导体结构的形成方法还包括：在形成所述第一氧化层后，在所述第一氧化层上形成第二氧化层之前，对所述第一氧化层进行微波处理，适于提高所述第一氧化层的致密度。
[0008]可选的，所述第一功率为50W至200W。
[0009]可选的，所述第二功率为300W至500W。
[0010]可选的，所述第一氧化层的厚度为至
[0011]可选的，所述第一紫外线照射处理的工艺参数包括：温度为0℃至100℃，照射时间为1min至120min。
[0012]可选的，形成所述第二氧化层的步骤中，所述第二氧化层的厚度为至
[0013]可选的，在形成所述第二氧化层后，所述半导体结构的形成方法还包括：对所述第二氧化层进行第二紫外线照射处理，适于提高所述第二氧化层的致密度。
[0014]可选的，在含氧气体氛围中，对所述第二氧化层进行第二紫外线照射处理；或者，在进行所述第二紫外线照射处理后，所述半导体结构的形成方法还包括：在含氧气体氛围中，对所述第二氧化层进行第二等离子体处理。
[0015]可选的，所述第二紫外线照射处理的工艺参数包括：温度为0℃至100℃，照射时间为1min至120min。
[0016]可选的，在含氧气体氛围中，对所述第二氧化层进行第二紫外线照射处理，所述含氧气体为氧气，氧气的气体流量为0sccm至500sccm。
[0017]可选的，所述第一氧化层的材料包括氧化硅。
[0018]可选的，所述第二氧化层的材料包括氧化硅。
[0019]相应的，本专利技术实施例还提供一种半导体结构，包括：基底，所述基底包括衬底以及凸出于所述衬底的鳍部；第一氧化层，位于所述鳍部的顶部和侧壁、以及所述衬底表面，所述第一氧化层通过等离子体增强原子层沉积工艺形成，形成第一氧化层的等离子体增强原子层沉积工艺采用的输出功率为第一功率；第二氧化层，位于所述第一氧化层上，所述第二氧化层通过等离子体增强原子层沉积工艺形成，形成第二氧化层的等离子体增强原子层沉积工艺采用的输出功率为第二功率，所述第二功率大于所述第一功率，所述第二氧化层与第一氧化层构成栅氧化层。
[0020]可选的，所述第一氧化层的厚度为至
[0021]可选的，所述第二氧化层的厚度为至
[0022]可选的，所述第一氧化层的材料包括氧化硅。
[0023]可选的，所述第二氧化层的材料包括氧化硅。
[0024]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下优点：
[0025]本专利技术实施例的半导体结构的形成方法中，所述第一氧化层和第二氧化层均通过等离子体增强原子层沉积工艺形成，所述第一氧化层和第二氧化层的生长方式相同，从而使得所述第一氧化层和第二氧化层材料的性质(例如：内部应力、致密度等)较为接近，所述第一氧化层和第二氧化层之间的粘附性较好、界面缺陷较少，从而有利于提高所述栅氧化层的形成质量，进而有利于提高栅氧化层的电学性能，相应优化了半导体结构的性能。
[0026]此外，形成第一氧化层的等离子体增强原子层沉积工艺采用的输出功率为第一功率，形成第二氧化层的等离子体增强原子层沉积工艺采用的输出功率为第二功率，所述第二功率大于所述第一功率，本专利技术实施例通过先采用较低的输出功率形成第一氧化层，再采用较高的输出功率形成第二氧化层，形成第一氧化层时对鳍部的消耗较少，且所述第一氧化层能够对形成第二氧化层时采用的含氧气体起到阻挡作用，从而能够采用较大的输出功率形成第二氧化层，有利于提高第二氧化层的形成质量，且对鳍部产生的损耗小，进而有利于减小对鳍部的消耗、以及对鳍部的尺寸进行精确控制。
[0027]可选方案中，通过在形成第二氧化层之前，还对第一氧化层进行第一紫外线照射处理，适于提高所述第一氧化层的致密度，这不仅有利于提高第一氧化层的形成质量，而且第一氧化层的致密度较高还有利于提高所述第一氧化层在形成第二氧化层时对含氧气体的阻挡作用，从而有利于进一步防止对鳍部产生消耗、减小鳍部的损失，进而有利于对鳍部的尺寸进行精确控制。
附图说明
[0028]图1至图3是一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图；
[0029]图4至图8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的结构示意图；
[0030]图9是采用本专利技术实施例的方法形成的半导体结构的TDDB韦布尔分布曲线图；
[0031]图10是单位时间内湿法刻蚀工艺对采用本专利技术实施例的方法形成的栅氧化层的刻蚀速率；
[0032]图11是采用本专利技术实施例的形成方法形成的鳍部和栅氧化层的局部结构示意图以及对鳍部产生的消耗量。
具体实施方式
[0033]目前所形成的器件仍有性能不佳的问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：提供基底，所述基底包括衬底以及凸出于所述衬底的鳍部；采用等离子体增强原子层沉积工艺，在所述鳍部的顶部和侧壁、以及所述衬底表面形成第一氧化层，形成第一氧化层的等离子体增强原子层沉积工艺采用的输出功率为第一功率；采用等离子体增强原子层沉积工艺，在所述第一氧化层上形成第二氧化层，形成第二氧化层的等离子体增强原子层沉积工艺采用的输出功率为第二功率，所述第二功率大于所述第一功率，所述第二氧化层与所述第一氧化层用于构成栅氧化层。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，所述半导体结构的形成方法还包括：在形成所述第一氧化层后，在所述第一氧化层上形成第二氧化层之前，对所述第一氧化层进行第一紫外线照射处理，适于提高所述第一氧化层的致密度。3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体结构的形成方法还包括：在形成所述第一氧化层后，在所述第一氧化层上形成第二氧化层之前，对所述第一氧化层进行微波处理，适于提高所述第一氧化层的致密度。4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一功率为50W至200W。5.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二功率为300W至500W。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，所述第一氧化层的厚度为至7.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一紫外线照射处理的工艺参数包括：温度为0℃至100℃，照射时间为1min至120min。8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述第二氧化层的步骤中，所述第二氧化层的厚度为至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，在形成所述第二氧化层后，所述半导体结构的形成方法还包括：对所述第二氧化层进行第二紫外线照射处理，适于提高所述第二氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：成国良，张文广，郑春生，张华，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：