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，包括：衬底，衬底上具有鳍部；位于衬底上的隔离层；位于衬底上的栅极结构，栅极结构横跨于鳍部上；位于栅极结构两侧的鳍部内的第二源漏开口，第二源漏开口包括第一区以及位于第一区上的第二区，第一区沿第二方向具有第一尺寸，第二区沿第二方向具有第二尺寸，第一尺寸大于第二尺寸。通过隔离层暴露出更多的第二源漏开口，进而降低隔离层对后续通过外延生长所形成的源漏掺杂层的限制，使得源漏掺杂层的体积增大。通过第一尺寸大于第二尺寸。使得形成于第一区内的源漏掺杂层与沟道区域的距离减小，使得源漏掺杂层为沟道区域提供更大的应力，进而使得沟道区域中的载流子的迁移率提升，提升最终形成的半导体结构的性能。导体结构的性能。导体结构的性能。

【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]MOS(金属-氧化物-半导体)晶体管，是现代集成电路中最重要的元件之一。MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括：位于半导体衬底表面的栅介质层以及位于栅介质层表面的栅电极层；位于栅极结构两侧半导体衬底中的源漏掺杂区。
[0003]随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁的栅极结构，位于栅极结构两侧的鳍部中的源漏掺杂区。
[0004]然而，现有技术中鳍式场效应晶体管构成的半导体器件的性能仍有待提高。

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，能够有效提升最终形成的半导体结构的性能。
[0006]为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底上具有若干沿第一方向平行排布的鳍部，所述鳍部沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直；位于所述衬底上的隔离层，所述隔离层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述隔离层的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；位于所述衬底上的栅极结构，所述栅极结构沿所述第一方向横跨于所述鳍部上；位于所述栅极结构两侧的所述鳍部内的第二源漏开口，所述第二源漏开口包括第一区以及位于所述第一区上的第二区，所述第一区沿所述第二方向具有第一尺寸，所述第二区沿所述第二方向具有第二尺寸，所述第一尺寸大于所述第二尺寸。
[0007]可选的，还包括：位于所述第二源漏开口底部表面的绝缘层。
[0008]可选的，所述绝缘层的材料包括氧化硅。
[0009]可选的，所述第二源漏开口的底部表面高于所述隔离层的顶部表面。
[0010]可选的，还包括：位于所述第二源漏开口内的源漏掺杂层，所述源漏掺杂层内具有源漏离子。
[0011]可选的，所述源漏离子包括N型离子或P型离子。
[0012]可选的，还包括：位于所述衬底上的介质层，所述介质层覆盖所述栅极结构的侧壁。
[0013]可选的，所述隔离层的厚度小于10埃。
[0014]相应的，本专利技术还提供了一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底上具有若干沿第一方向平行排布的鳍部，所述鳍部沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直；在所述衬底上形成初始隔离层，所述初始隔离层覆盖部分所述鳍部的侧壁，
且所述初始隔离层的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；在所述衬底上形成若干栅极结构，所述栅极结构沿所述第一方向横跨于所述鳍部上；在所述栅极结构两侧的所述鳍部内形成初始源漏开口，所述初始源漏开口的底部表面低于所述初始隔离层的顶部表面；对所述初始源漏开口的侧壁进行扩张处理，形成第一源漏开口，所述第一源漏开口包括第一区以及位于所述第一区上的第二区，所述第一区沿所述第二方向具有第一尺寸，所述第二区沿所述第二方向具有第二尺寸，所述第一尺寸大于所述第二尺寸；采用第一刻蚀工艺回刻蚀所述初始隔离层，形成隔离层，所述隔离层的厚度小于所述初始隔离层的厚度。
[0015]可选的，在形成所述第一源漏开口之前，还包括：在所述初始源漏开口的底部表面形成保护层。
[0016]可选的，所述保护层的材料包括氮化硅。
[0017]可选的，所述保护层的形成方法包括：对所述初始源漏开口底部暴露出的鳍部进行第一氧化处理，形成所述保护层。
[0018]可选的，所述第一氧化处理的参数包括：氧化气体包括氧气，氧化时间为10秒～300秒。
[0019]可选的，在回刻蚀所述初始隔离层的过程中，还包括：所述第一刻蚀工艺还去除所述保护层以及所述第一源漏开口暴露出的部分所述鳍部，形成第二源漏开口。
[0020]可选的，所述第二源漏开口的底部表面高于所述隔离层的顶部表面。
[0021]可选的，所述隔离层的厚度小于10埃。
[0022]可选的，所述第一刻蚀工艺采用异步脉冲刻蚀工艺，所述异步脉冲刻蚀工艺的参数包括：采用的反应气体包括CH3F、CH4和He，其中CH3F的流量为5标准毫升/分钟～100标准毫升/分钟，CH4的流量为5标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟，He的流量为100标准毫升/分钟～1000标准毫升/分钟。
[0023]可选的，在形成所述第二源漏开口之后，还包括：在所述第二源漏开口的底部表面形成绝缘层。
[0024]可选的，所述绝缘层的材料包括氧化硅。
[0025]可选的，所述绝缘层的形成方法包括：对所述第二源漏开口暴露出的所述鳍部进行第二氧化处理，形成所述绝缘层。
[0026]可选的，所述第二氧化处理的参数包括：氧化气体包括氧气，氧化时间为10秒～600秒。
[0027]可选的，所述扩张处理包括干法刻蚀工艺。
[0028]可选的，所述干法刻蚀工艺的参数包括：采用的刻蚀气体包括NF3、Cl2、H2、He和N2，其中，NF3、Cl2和H2的流量分别为5标准毫升/分钟～500标准毫升/分钟，He和N2的流量分别为100标准毫升/分钟～1000标准毫升/分钟。
[0029]可选的，在形成所述栅极结构之前，还包括：在所述衬底上形成若干伪栅结构，所述伪栅结构沿所述第一方向横跨于所述鳍部上。
[0030]可选的，所述初始源漏开口的形成方法包括：以所述伪栅结构为掩膜刻蚀所述鳍部，在所述鳍部内形成所述初始源漏开口。
[0031]可选的，在形成所述第二源漏开口之后，还包括：在所述第二源漏开口内形成源漏掺杂层，所述源漏掺杂层内具有源漏离子。
[0032]可选的，所述源漏离子包括N型离子或P型离子。
[0033]可选的，所述源漏掺杂层的形成方法包括：采用外延生长工艺在所述第二源漏开口内形成外延层；在所述外延生长的过程中，采用原位掺杂工艺在所述外延层内掺入所述源漏离子，形成所述源漏掺杂层。
[0034]可选的，在形成所述源漏掺杂层之后，还包括：在所述衬底上形成介质层，所述介质层覆盖所述伪栅结构的侧壁。
[0035]可选的，所述栅极结构的形成方法包括：去除所述伪栅结构，在所述介质层内形成栅极开口；在所述栅极开口内形成栅极结构。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
[0037]本专利技术技术方案的结构中，位于所述衬底上的隔离层，所述隔离层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述隔离层的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面，使得所述隔离层暴露出更多的第二源漏开口，进而降低所述隔离层对后续通过外延生长所形成的源漏掺杂层的限制，使得所述源漏掺杂层的体积增大。当所述源漏掺杂层的体积增大时，对应的在所述源漏掺杂层内掺入的源漏离子剂量也会增多，进而提升所述源漏掺杂层之间的电流，使得最终形成的半导体结构的性能提升。
[003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：衬底，所述衬底上具有若干沿第一方向平行排布的鳍部，所述鳍部沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直；位于所述衬底上的隔离层，所述隔离层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述隔离层的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；位于所述衬底上的栅极结构，所述栅极结构沿所述第一方向横跨于所述鳍部上；位于所述栅极结构两侧所述鳍部内的第二源漏开口，所述第二源漏开口包括第一区以及位于所述第一区上的第二区，所述第一区沿所述第二方向具有第一尺寸，所述第二区沿所述第二方向具有第二尺寸，所述第一尺寸大于所述第二尺寸。2.如权利要求1所述半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第二源漏开口底部表面的绝缘层。3.如权利要求2所述半导体结构，其特征在于，所述绝缘层的材料包括氧化硅。4.如权利要求1所述半导体结构，其特征在于，所述第二源漏开口的底部表面高于所述隔离层的顶部表面。5.如权利要求1所述半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第二源漏开口内的源漏掺杂层，所述源漏掺杂层内具有源漏离子。6.如权利要求5所述半导体结构，其特征在于，所述源漏离子包括N型离子或P型离子。7.如权利要求1所述半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述衬底上的介质层，所述介质层覆盖所述栅极结构的侧壁。8.如权利要求1所述半导体结构，其特征在于，所述隔离层的厚度小于10埃。9.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底上具有若干沿第一方向平行排布的鳍部，所述鳍部沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直；在所述衬底上形成初始隔离层，所述初始隔离层覆盖部分所述鳍部的侧壁，且所述初始隔离层的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；在所述衬底上形成若干栅极结构，所述栅极结构沿所述第一方向横跨于所述鳍部上；在所述栅极结构两侧的所述鳍部内形成初始源漏开口，所述初始源漏开口的底部表面低于所述初始隔离层的顶部表面；对所述初始源漏开口的侧壁进行扩张处理，形成第一源漏开口，所述第一源漏开口包括第一区以及位于所述第一区上的第二区，所述第一区沿所述第二方向具有第一尺寸，所述第二区沿所述第二方向具有第二尺寸，所述第一尺寸大于所述第二尺寸；采用第一刻蚀工艺回刻蚀所述初始隔离层，形成隔离层，所述隔离层的厚度小于所述初始隔离层的厚度。10.如权利要求9所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述第一源漏开口之前，还包括：在所述初始源漏开口的底部表面形成保护层。11.如权利要求10所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述保护层的材料包括氮化硅。12.如权利要求10所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述保护层的形成方法包括：对所述初始源漏开口底部暴露出的鳍部进行第一氧化处理，形成所述保护层。
13.如权利要求12所述半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一氧化处理的参数包括：氧化气体包括氧气，氧化时间为10秒～300秒。14.如权利要求9所述半导体结构的形成方法，其特征在于，在回刻蚀所述初始隔离层的过程中，还包括：所述第一刻蚀工艺还去除所述保护层以及所述第一源漏开口...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，王开立，肖杏宇，
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：