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，所述方法包括：提供衬底，所述衬底的表面上形成有位于所述衬底不同区域的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层的材料不同；图形化所述第一半导体层和所述第二半导体层，以剩余在所述衬底上的第一半导体层为第一鳍部，以剩余在所述衬底上的第二半导体层为第二鳍部，所述第一鳍部的壁厚大于所述第二鳍部的壁厚；形成覆盖所述第二鳍部的保护层；形成覆盖所述第二鳍部的保护层之后，去除所述第一鳍部的部分侧壁，使去除部分侧壁后的第一鳍部的壁厚与所述第二鳍部的壁厚之差小于或等于第一预设值。所述方法提升了半导体结构的电学性能。电学性能。电学性能。

【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，晶体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(Fin Field-Effect Transistor，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，且与现有集成电路制造具有更好的兼容性。
[0004]然而，现有的半导体工艺形成的器件性能不佳。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，以改善器件的电学性能。
[0006]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：
[0007]提供衬底，所述衬底的表面上形成有位于所述衬底不同区域的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层的材料不同；
[0008]图形化所述第一半导体层和所述第二半导体层，以剩余在所述衬底上的第一半导体层为第一鳍部，以剩余在所述衬底上的第二半导体层为第二鳍部，所述第一鳍部的壁厚大于所述第二鳍部的壁厚；
[0009]形成覆盖所述第二鳍部的保护层；
[0010]形成覆盖所述第二鳍部的保护层之后，去除所述第一鳍部的部分侧壁，使去除部分侧壁后的第一鳍部的壁厚与所述第二鳍部的壁厚之差小于或等于第一预设值。
[0011]相应的，本专利技术实施例还进一步提供了一种半导体结构，包括：
[0012]衬底；
[0013]位于衬底上的第一鳍部和第二鳍部，所述第一鳍部和所述第二鳍部的材料不同；
[0014]用于覆盖所述第二鳍部的保护层；
[0015]所述第一鳍部的壁厚与所述第二鳍部的壁厚之差小于或等于第一预设值。
[0016]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：
[0017]本专利技术实施例在图形化形成第一鳍部和第二鳍部后，形成覆盖壁厚尺寸较小的第二鳍部的保护层，并进一步在所述保护层保护所述第二鳍部的前提下，去除所述第一鳍部
的部分侧壁，从而使去除部分侧壁后的第一鳍部的壁厚与所述第二鳍部的壁厚之差小于或等于第一预设值，提高了器件尺寸的均一性，提升了器件的性能。
附图说明
[0018]图1是一种半导体结构对应的结构示意图；
[0019]图2至图10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。
具体实施方式
[0020]目前所形成的器件仍有性能不佳的问题。现结合一种半导体结构的形成方法分析器件性能不佳的原因。
[0021]参考图1，示出了一种半导体结构的结构示意图，包括第一鳍部1和第二鳍部2，其中，第一鳍部1和第二鳍部2的材料不同。通常，在半导体形成工艺中，第一鳍部1和第二鳍部2同时形成，即，采用同一图形化工艺，同时采用干法蚀刻形成第一鳍部和第二鳍部。
[0022]传统思路下，通常认为同一图形化工艺形成的第一鳍部和第二鳍部的尺寸是相同的，从而很少注意这一工艺中可能出现尺寸均一性的问题。
[0023]然而，本专利技术的专利技术人发现，在形成第一鳍部和第二鳍部的过程中，基于第一鳍部和第二鳍部为不同的材料，对应的蚀刻速率实质上是具有差别的，从而使得形成的第一鳍部和第二鳍部的尺寸不同，进而造成器件的性能不佳。
[0024]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：提供衬底，所述衬底的表面上形成有位于所述衬底不同区域的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层的材料不同；图形化所述第一半导体层和所述第二半导体层，以剩余在所述衬底上的第一半导体层为第一鳍部，以剩余在所述衬底上的第二半导体层为第二鳍部，所述第一鳍部的壁厚大于所述第二鳍部的壁厚；形成覆盖所述第二鳍部的保护层；去除所述第一鳍部的部分侧壁，使去除部分侧壁后的第一鳍部的壁厚与所述第二鳍部的壁厚之差小于或等于第一预设值。
[0025]可以看出，本专利技术实施例在图形化形成第一鳍部和第二鳍部后，形成覆盖壁厚尺寸较小的第二鳍部的保护层，并进一步在所述保护层保护所述第二鳍部的前提下，去除所述第一鳍部的部分侧壁，从而使去除部分侧壁后的第一鳍部的壁厚与所述第二鳍部的壁厚之差小于或等于第一预设值，提高了器件尺寸的均一性，提升了器件的性能。
[0026]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。
[0027]图2至图10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。
[0028]参考图2，提供衬底100，所述衬底100的表面上形成有位于所述衬底100不同区域的第一半导体层110和第二半导体层120。
[0029]所述衬底100用于作为器件的基底，为器件形成提供支撑，所述第一半导体层110和第二半导体层120用于形成鳍部，所述第一半导体层110和所述第二半导体层120的材料不同，从而可以形成具有不同材料的第一鳍部和第二鳍部。
Patterning，SAQP)形成，也可以采用本领域的其他工艺形成。
[0040]在刻蚀去除部分所述第一半导体层和部分所述第二半导体层的过程中，可以采用干法刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺或干法和湿法相结合的刻蚀工艺实现，在本实施例中，可以采用干法刻蚀工艺刻蚀去除部分所述第一半导体层和部分所述第二半导体层，其中，采用的刻蚀气体包括Cl2和HBr，Cl2的流量为50sccm～1000sccm，HBr的流量为50sccm～500sccm，压力可以为2mτ～100mτ，功率可以为100W～2000W。
[0041]需要说明的是，本步骤可以采用本领域熟知的其他工艺实现所述第一半导体层和所述第二半导体层的图形化。本专利技术在此不做赘述。
[0042]另外，所述图形化过程中形成的第一掩膜层130可以保留，也可以去除，在本专利技术的优选实施例中，保留所述第一掩膜层130，以便于在后续步骤中保护所述鳍部的顶部。
[0043]参考图5至图6，形成覆盖所述第二鳍部的保护层。
[0044]所述保护层用于在后续去除第一鳍部的部分侧壁的步骤中，保护所述第二鳍部，从而使第一鳍部的壁厚与第二鳍部的壁厚相近，进而提高器件尺寸的均一性。
[0045]所述保护层可以本文档来自技高网...

【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：提供衬底，所述衬底的表面上形成有位于所述衬底不同区域的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层的材料不同；图形化所述第一半导体层和所述第二半导体层，以剩余在所述衬底上的第一半导体层为第一鳍部，以剩余在所述衬底上的第二半导体层为第二鳍部，所述第一鳍部的壁厚大于所述第二鳍部的壁厚；形成覆盖所述第二鳍部的保护层；形成覆盖所述第二鳍部的保护层之后，去除所述第一鳍部的部分侧壁，使去除部分侧壁后的第一鳍部的壁厚与所述第二鳍部的壁厚之差小于或等于第一预设值。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，在去除所述第一鳍部的部分侧壁的步骤中，所述第一预设值为所述第二鳍部的壁厚的0～20％。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，所述图形化所述第一半导体层和所述第二半导体层，包括：在所述第一半导体层和所述第二半导体层上形成图形化的第一掩膜层；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀去除部分所述第一半导体层和部分所述第二半导体层，形成第一鳍部和第二鳍部。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，所述第二鳍部上形成有图形化的第一掩膜层时，所述形成覆盖所述第二鳍部的保护层，包括：去除所述第二鳍部的部分侧壁，形成第一内陷空间，所述第一内陷空间由所述第一掩膜层、所述衬底和剩余的第二鳍部的侧壁围绕；在所述第一内陷空间内形成内侧墙，以所述内侧墙和所述第一掩膜层作为所述保护层。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，所述去除所述第一鳍部的部分侧壁，包括：确定所述第一鳍部的壁厚与去除部分侧壁后的第二鳍部的壁厚之差，以所述第一鳍部的壁厚与所述第二鳍部的壁厚之差为第二预设值；去除所述第一鳍部的预设厚度的侧壁，所述预设厚度等于所述第二预设值。6.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用干法刻蚀工艺刻蚀去除部分所述第一半导体层和部分所述第二半导体层，其中，采用的刻蚀气体包括Cl2和HBr，Cl2的流量为50sccm～1000sccm，HBr的流量为50sccm～500sccm。7.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用选择性刻蚀工艺去除所述第二鳍部的部分侧壁，所述选择性刻蚀工艺中，所述第二鳍部与所述第一鳍部的选择刻蚀比大于或等于10：1。8.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法，其特征在于...

【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：