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：刻蚀所述初始第一掩膜层侧壁，减小所述初始第一掩膜层沿初始鳍部结构延伸方向上的尺寸，形成第一掩膜层；形成覆盖第一掩膜层的初始隔离层，所述初始隔离层暴露出所述第一掩膜层顶部表面；形成所述初始隔离层之后，去除所述第一掩膜层；去除所述第一掩膜层之后，以所述初始隔离层为掩膜，刻蚀所述初始鳍部结构。通过控制刻蚀所述初始第一掩膜层的工艺参数，能够使形成的第一掩膜层的宽度足够小，精准度较高，并且有效降低了工艺难度，进而使形成的开口的尺寸足够小，有利于提高形成的半导体结构的性能。有利于提高形成的半导体结构的性能。有利于提高形成的半导体结构的性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体结构的形成方法。

技术介绍

[0002]鳍式场效应晶体管晶体管架构是当今半导体行业的主力军。但是，随着器件的持续微缩，在沟道长度小到一定值时，鳍式场效应晶体管结构又无法提供足够的静电控制以及足够的驱动电流，因此，引入了纳米片(Nanosheet)结构，即环绕栅极技术(Gate-All-Around，简称GAA)，与鳍式场效应晶体管相比，纳米片的这种GAA特性提供了出色的沟道控制能力。同时，沟道在三维中的极佳分布使得单位面积的有效驱动电流得以优化。
[0003]随着走向更小的轨道高度的旅程的继续，单元高度的进一步减小将要求标准单元内NMOS和PMOS器件之间的间距更小。但是，对于鳍式场效应晶体管和纳米片而言，工艺限制了这些NMOS和PMOS器件之间的间距。为了扩大这些器件的可微缩性，提出了一种创新的架构，称为叉型纳米片(Forksheet)器件。叉型纳米片可以被认为是纳米片的自然延伸。与纳米片相比，叉型纳米片的沟道由叉形栅极结构控制，这是通过在栅极图案化之前在NMOS和PMOS器件之间引入“介电墙”来实现的。该墙将NMOS栅沟槽与PMOS栅沟槽物理隔离，从而大幅减少了NMOS和PMOS的间距，使得叉型纳米片具有更佳的面积和性能的可微缩性。
[0004]然而，叉型纳米片的性能还有待改善。

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的形成方法，以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的形成方法，包括：在初始鳍部结构表面形成初始第一掩膜层，所述初始鳍部结构包括若干层沿沿初始鳍部结构顶部表面法线方向重叠的牺牲层、以及位于相邻牺牲层之间的沟道层；刻蚀所述初始第一掩膜层侧壁，减小所述初始第一掩膜层沿初始鳍部结构延伸方向上的尺寸，形成第一掩膜层；形成覆盖第一掩膜层的初始隔离层，所述初始隔离层暴露出所述第一掩膜层顶部表面；形成所述初始隔离层之后，去除所述第一掩膜层；去除所述第一掩膜层之后，以所述初始隔离层为掩膜，刻蚀所述初始鳍部结构。
[0007]可选的，沿初始鳍部结构延伸方向，所述第一掩膜层的宽度范围为3纳米至30纳米。
[0008]可选的，刻蚀所述初始第一掩膜层侧壁的方法包括：在所述初始第一掩膜层顶部表面形成第二掩膜层，所述初始第一掩膜层和第二掩膜层的材料不同；刻蚀所述初始第一掩膜层，形成所述第一掩膜层；形成所述第一掩膜层之后，去除所述第二掩膜层。
[0009]可选的，所述初始鳍部结构和初始第一掩膜层和第二掩膜层的形成方法包括：在基底上形成鳍部材料膜，所述鳍部材料膜包括若干层沿基底法线方向重叠的牺牲材料膜、以及位于相邻牺牲材料膜之间的沟道材料膜；在所述鳍部材料膜表面形成第一掩膜材料
膜；在所述第一掩膜材料膜表面形成第二掩膜材料膜，所述第一掩膜材料膜和第二掩膜材料膜的材料不同；在所述第二掩膜材料膜表面形成图形化层，所述图形化层覆盖部分第二掩膜材料膜；以所述图形化层为掩膜，刻蚀所述第二掩膜材料膜、第一掩膜材料膜和鳍部材料膜，直至暴露出基底表面，在所述基底上形成所述初始鳍部结构、初始第一掩膜层和第二掩膜层。
[0010]可选的，刻蚀所述初始第一掩膜层的工艺为湿法刻蚀工艺，所述湿法刻蚀的工艺参数包括：采用的刻蚀溶液包括稀磷酸，温度范围为50摄氏度至90摄氏度。
[0011]可选的，去除所述第二掩膜层的工艺包括：干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0012]可选的，去除所述第一掩膜层的工艺包括：干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0013]可选的，所述初始第一掩膜层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。
[0014]可选的，所述第二掩膜层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。
[0015]可选的，所述初始第一掩膜层的厚度范围为5纳米至100纳米。
[0016]可选的，所述第二掩膜层的厚度范围为5纳米至100纳米。
[0017]可选的，还包括：刻蚀所述初始鳍部结构，直至暴露出基底表面，形成鳍部结构和位于鳍部结构内的开口；在所述开口内形成隔离结构。
[0018]可选的，所述隔离结构的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。
[0019]可选的，所述初始隔离层的材料和第一掩膜层的材料不同；所述初始隔离层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。
[0020]可选的，所述初始隔离层的形成方法包括：在基底上形成覆盖所述初始鳍部结构顶部表面和侧壁表面以及第一掩膜层顶部表面和侧壁表面的初始隔离层膜；平坦化所述初始隔离层膜，直至暴露出第一掩膜层表面，形成所述初始隔离层。
[0021]可选的，还包括：形成所述隔离结构之后，刻蚀所述初始隔离层，形成隔离层，所述隔离层覆盖部分所述鳍部结构的侧壁表面。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
[0023]本专利技术技术方案提供的半导体结构的形成方法中，通过控制刻蚀所述初始第一掩膜层侧壁的工艺参数，能够使形成的第一掩膜层的宽度足够小，精准度较高，且有利于降低工艺难度。进而以初始隔离层为掩膜，进行自对准刻蚀所述初始鳍部结构，由于所述第一掩膜层的尺寸和位置定义了鳍部结构内的开口的尺寸和位置，所述第一掩膜层的宽度较小，使得形成的开口的尺寸足够小，有利于提高形成的半导体结构的性能。
[0024]进一步，由于所述初始第一掩膜层和第二掩膜层的材料不同，且所述第二掩膜层位于初始第一掩膜层顶部表面，使得在刻蚀初始第一掩膜层的过程中，所述第二掩膜层能够保护初始第一掩膜层顶部表面，使初始第一掩膜层的宽度减小，形成所述第一掩膜层，无需要求分辨率较高的光刻工艺，有效降低了工艺难度。
[0025]进一步，刻蚀所述初始第一掩膜层的工艺为湿法刻蚀工艺时，所述湿法刻蚀工艺
使形成的第一掩膜层的宽度在较小的范围的同时，使所述第一掩膜层的边缘粗糙度较小。由于所述第一掩膜层的尺寸和位置定义了鳍部结构内的开口的尺寸和位置，所述第一掩膜层的边缘粗糙度较小，有利于提高图形转移的精准度，使得形成的开口的形貌较好，从而有利于提高形成的半导体结构的性能。
附图说明
[0026]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；
[0027]图4至图13是本专利技术一实施例中的半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图。
具体实施方式
[0028]需要注意的是，本说明书中的“表面”、“上”，用于描述空间的相对位置关系，并不限定于是否直接接触。
[0029]首先，对现有半导体结构的性能较差的原因结合附图进行详细说明，图1至图3是一种现有半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图。
[0030]请参考图1，提供基底100，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：在初始鳍部结构表面形成初始第一掩膜层，所述初始鳍部结构包括若干层沿初始鳍部结构顶部表面法线方向重叠的牺牲层、以及位于相邻牺牲层之间的沟道层；刻蚀所述初始第一掩膜层侧壁，减小所述初始第一掩膜层沿初始鳍部结构延伸方向上的尺寸，形成第一掩膜层；形成覆盖第一掩膜层的初始隔离层，所述初始隔离层暴露出所述第一掩膜层顶部表面；形成所述初始隔离层之后，去除所述第一掩膜层；去除所述第一掩膜层之后，以所述初始隔离层为掩膜，刻蚀所述初始鳍部结构。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，沿初始鳍部结构延伸方向，所述第一掩膜层的宽度范围为3纳米至30纳米。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，刻蚀所述初始第一掩膜层侧壁的方法包括：在所述初始第一掩膜层顶部表面形成第二掩膜层，所述初始第一掩膜层和第二掩膜层的材料不同；刻蚀所述初始第一掩膜层，形成所述第一掩膜层；形成所述第一掩膜层之后，去除所述第二掩膜层。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，所述初始鳍部结构和初始第一掩膜层和第二掩膜层的形成方法包括：在基底上形成鳍部材料膜，所述鳍部材料膜包括若干层沿基底法线方向重叠的牺牲材料膜、以及位于相邻牺牲材料膜之间的沟道材料膜；在所述鳍部材料膜表面形成第一掩膜材料膜；在所述第一掩膜材料膜表面形成第二掩膜材料膜，所述第一掩膜材料膜和第二掩膜材料膜的材料不同；在所述第二掩膜材料膜表面形成图形化层，所述图形化层覆盖部分第二掩膜材料膜；以所述图形化层为掩膜，刻蚀所述第二掩膜材料膜、第一掩膜材料膜和鳍部材料膜，直至暴露出基底表面，在所述基底上形成所述初始鳍部结构、初始第一掩膜层和第二掩膜层。5.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，刻蚀所述初始第一掩膜层的工艺为湿法刻蚀工艺，所述湿法刻蚀的工艺参数包括：采用的刻蚀溶液包括稀磷酸，温度范围为50摄氏度至90摄氏度。6.如权利要求3所述的半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩秋华，
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：