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，其中方法包括：提供基底，所述基底包括稀疏区和密集区，所述稀疏区上具有第一鳍部，所述密集区上具有第二鳍部；在所述稀疏区上形成第一隔离层，所述第一隔离层覆盖第一鳍部的部分侧壁表面；在所述密集区上形成第二隔离层，所述第二隔离层覆盖第二鳍部的部分侧壁表面，且所述第二隔离层的顶部表面低于所述第一隔离层的顶部表面；在所述第一隔离层上形成横跨所述第一鳍部的第一栅极结构，所述第一栅极结构侧壁表面具有第一侧墙，且所述第一栅极结构顶部表面齐平于第一侧墙。所述方法能够有效提高形成的半导体结构的性能。构的性能。构的性能。

【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

[0002]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。器件作为最基本的半导体器件，目前正被广泛应用，传统的平面器件对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应而导致漏电流，最终影响半导体器件的电学性能。
[0003]为了克服器件的短沟道效应，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，鳍式场效应晶体管的结构包括：位于半导体衬底表面的鳍部和隔离层，所述隔离层覆盖部分所述鳍部的侧壁，且隔离层顶部表面低于鳍部顶部；位于隔离层表面，以及鳍部的顶部和侧壁表面的栅极结构；位于所述栅极结构侧壁表面的侧墙；位于所述栅极结构和侧墙两侧的鳍部内的源区和漏区。
[0004]然而，现有技术形成的半导体结构的性能仍有待提升。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，能够有效提高形成的半导体结构的性能。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种半导体结构，包括：基底，所述基底包括稀疏区和密集区，所述稀疏区上具有第一鳍部，所述密集区上具有第二鳍部；位于所述稀疏区上的第一隔离层，所述第一隔离层覆盖第一鳍部的部分侧壁表面；位于所述密集区上的第二隔离层，所述第二隔离层覆盖第二鳍部的部分侧壁表面，且所述第二隔离层的顶部表面低于所述第一隔离层的顶部表面；位于所述第一隔离层上且横跨所述第一鳍部的第一栅极结构，所述第一栅极结构侧壁表面具有第一侧墙，且所述第一栅极结构顶部表面齐平于第一侧墙。
[0007]可选的，还包括：位于所述第二隔离层上且横跨所述第二鳍部的第二栅极结构，所述第二栅极结构侧壁表面具有第二侧墙，且所述第二栅极结构顶部表面齐平于第二侧墙。
[0008]可选的，所述第一栅极结构和第二栅极结构的顶部表面齐平。
[0009]可选的，相邻第一栅极结构之间的间距，大于相邻第二栅极结构之间的间距。
[0010]可选的，所述第二隔离层的顶部表面低于所述第一隔离层的顶部表面的范围为20埃～60埃。
[0011]可选的，所述第一隔离层的顶部表面低于所述第一鳍部的顶部表面，所述第二隔离层的顶部表面低于所述第二鳍部的顶部表面。
[0012]可选的，还包括：位于第一隔离层第二隔离层上的介质层，所述介质层覆盖所述第一侧墙和第二侧墙的侧壁表面。
[0013]可选的，所述第一隔离层的材料为绝缘材料；所述第二隔离层的材料为绝缘材料。
[0014]可选的，所述绝缘材料包括：氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、氮化硼或碳氮化硼。
[0015]可选的，所述第一侧墙的材料和第一隔离层的材料不同。
[0016]可选的，所述第二侧墙的材料和第二隔离层的材料不同。
[0017]可选的，所述第一栅极结构包括：位于所述第一鳍部部分顶部表面和侧壁表面、以及第一隔离层表面的第一栅介质层、位于所述第一栅介质层表面的第一功函数层、以及位于所述第一功函数层表面的第一栅电极层。
[0018]可选的，所述第一栅电极层的材料包括：金属。
[0019]可选的，所述第二栅极结构包括：位于所述第二鳍部部分顶部表面和侧壁表面、以及第二隔离层表面的第二栅介质层、位于所述第二栅介质层表面的第二功函数层、以及位于所述第二功函数层表面的第二栅电极层。
[0020]可选的，所述第二栅电极层的材料包括：金属。
[0021]相应的，本专利技术技术方案还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括稀疏区和密集区，所述稀疏区上具有第一鳍部，所述密集区上具有第二鳍部；在所述稀疏区上形成第一隔离层，所述第一隔离层覆盖第一鳍部的部分侧壁表面；在所述密集区上形成第二隔离层，所述第二隔离层覆盖第二鳍部的部分侧壁表面，且所述第二隔离层的顶部表面低于所述第一隔离层的顶部表面；在所述第一隔离层上形成横跨所述第一鳍部的第一栅极结构，所述第一栅极结构侧壁表面具有第一侧墙，且所述第一栅极结构顶部表面齐平于第一侧墙。
[0022]可选的，还包括：在所述第二隔离层上形成横跨所述第二鳍部的第二栅极结构，所述第二栅极结构侧壁表面具有第二侧墙，且所述第二栅极结构顶部表面齐平于第二侧墙。
[0023]可选的，所述第一栅极结构和第二栅极结构的顶部表面齐平。
[0024]可选的，相邻第一栅极结构之间的间距，大于相邻第二栅极结构之间的间距。
[0025]可选的，所述第一隔离层和第二隔离层的形成方法包括：在所述稀疏区和密集区上形成隔离材料膜，所述隔离材料膜覆盖所述第一鳍部和第二鳍部部分侧壁表面；在所述隔离材料膜表面形成图形化层，所述图形化层暴露出密集区上的隔离材料膜；以所述图形化层为掩膜，刻蚀所述隔离材料膜，在所述稀疏区上形成第一隔离层，在所述密集区上形成第二隔离层，且所述第二隔离层的顶部表面低于所述第一隔离层的顶部表面。
[0026]可选的，所述第一栅极结构和第二栅极结构的形成方法包括：在所述第一隔离层上形成横跨所述第一鳍部的第一伪栅极结构；在所述第二隔离层上形成横跨所述第二鳍部的第二伪栅极结构；在所述第一伪栅极结构侧壁表面形成第一初始侧墙材料膜；在所述第二伪栅极结构侧壁表面形成第二初始侧墙材料膜；在所述基底上形成介质膜，且所述介质膜覆盖所述第一伪栅极结构和第二伪栅极结构的顶部表面；平坦化所述介质膜，在所述基底上形成介质层，且使第一初始侧墙材料膜为第一初始侧墙，使第二初始侧墙材料膜为第二初始侧墙；去除所述第一伪栅极结构，在介质层内形成第一开口，去除所述第二伪栅极结构，在所述介质层内形成第二开口；在所述第一开口内形成第一栅极结构，在所述第二开口内形成第二栅极结构。
[0027]可选的，所述第一初始侧墙的顶部表面高于或者齐平于所述第二初始侧墙的顶部表面。
[0028]可选的，所述平坦化所述介质膜的工艺对稀疏区上的第一初始侧墙材料膜具有第一抛光速率，所述平坦化所述介质膜的工艺对密集区上的第二初始侧墙材料膜具有第二抛光速率，且所述第一抛光速率大于第二抛光速率。
[0029]可选的，在所述第一开口内形成第一栅极结构和在第二开口内形成第二栅极结构的方法包括：在所述第一开口内形成第一初始栅极材料膜，所述第一初始侧墙位于所述第一初始栅极材料膜侧壁表面；在所述第二开口内形成第二初始栅极材料膜，所述第二初始侧墙位于所述第二初始栅极材料膜侧壁表面；平坦化所述第一初始栅极材料膜、第二初始栅极材料膜、第一初始侧墙以及第二初始侧墙，在所述第一隔离层上形成第一栅极结构、以及位于所述第一栅极结构侧壁表面的第一侧墙，在所述第二隔离层形成第二栅极结构、以及位于所述第二栅极结构侧壁表面的第二侧墙，且所述第二栅极结构的顶部表面高于第二鳍部的顶部表面的距离达到预设值。
[0030]可选的，所述第一初始栅极材料膜的顶部表面高于所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：基底，所述基底包括稀疏区和密集区，所述稀疏区上具有第一鳍部，所述密集区上具有第二鳍部；位于所述稀疏区上的第一隔离层，所述第一隔离层覆盖第一鳍部的部分侧壁表面；位于所述密集区上的第二隔离层，所述第二隔离层覆盖第二鳍部的部分侧壁表面，且所述第二隔离层的顶部表面低于所述第一隔离层的顶部表面；位于所述第一隔离层上且横跨所述第一鳍部的第一栅极结构，所述第一栅极结构侧壁表面具有第一侧墙，且所述第一栅极结构顶部表面齐平于第一侧墙。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第二隔离层上且横跨所述第二鳍部的第二栅极结构，所述第二栅极结构侧壁表面具有第二侧墙，且所述第二栅极结构顶部表面齐平于第二侧墙。3.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅极结构和第二栅极结构的顶部表面齐平。4.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，相邻第一栅极结构之间的间距，大于相邻第二栅极结构之间的间距。5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第二隔离层的顶部表面低于所述第一隔离层的顶部表面的范围为20埃～60埃。6.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一隔离层的顶部表面低于所述第一鳍部的顶部表面，所述第二隔离层的顶部表面低于所述第二鳍部的顶部表面。7.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于第一隔离层第二隔离层上的介质层，所述介质层覆盖所述第一侧墙和第二侧墙的侧壁表面。8.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一隔离层的材料为绝缘材料；所述第二隔离层的材料为绝缘材料。9.如权利要求8所述的半导体结构，其特征在于，所述绝缘材料包括：氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、氮化硼或碳氮化硼。10.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一侧墙的材料和第一隔离层的材料不同。11.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第二侧墙的材料和第二隔离层的材料不同。12.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅极结构包括：位于所述第一鳍部部分顶部表面和侧壁表面、以及第一隔离层表面的第一栅介质层、位于所述第一栅介质层表面的第一功函数层、以及位于所述第一功函数层表面的第一栅电极层。13.如权利要求12所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅电极层的材料包括：金属。14.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第二栅极结构包括：位于所述第二鳍部部分顶部表面和侧壁表面、以及第二隔离层表面的第二栅介质层、位于所述第二栅介质层表面的第二功函数层、以及位于所述第二功函数层表面的第二栅电极层。15.如权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述第二栅电极层的材料包括：金属。
16.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底包括稀疏区和密集区，所述稀疏区上具有第一鳍部，所述密集区上具有第二鳍部；在所述稀疏区上形成第一隔离层，所述第一隔离层覆盖第一鳍部的部分侧壁表面；在所述密集区上形成第二隔离层，所述第二隔离层覆盖第二鳍部的部分侧壁表面，且所述第二隔离层的顶部表面低于所述第一隔离层的顶部表面；在所述第一隔离层上形成横跨所述第一鳍部的第一栅极结构，所述第一栅极结构侧壁表面具有第一侧墙，且所述第一栅极结构顶部表面齐平于第一侧墙。17.如权利要求16所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，还包括：在所述第二隔离层上形成横跨所述第二鳍部的第二栅极结构，所述第二栅极结构侧壁表面具有第二侧墙，且所述第二栅极结构顶部表面齐平于第二侧墙。18.如权利要求17所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一栅极结构和第二栅极结构的顶部表面齐平。19.如权利要求17所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，相邻第一栅极结构之间的间距，大于相邻第二栅极结构之间的间距。20.如权利要求16所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一隔离层和第二隔离层的形成方法包括：在所述稀疏区和密集区上形成隔离材料膜，所述隔离材料膜覆盖所述第一鳍部和第二鳍部部分侧壁表面；在所述隔离材料膜表面形成图形化层，所述图形化层暴露出密集区上的隔离材料膜；以所述图形化层为掩膜，刻蚀所述隔离材料膜，在所述稀疏区上形成第一隔离层，在所述密集区上形成第二隔离层，且所述第二隔离层的顶部表面低于所述第一隔离层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆，
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：