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：提供衬底，衬底包括第一区，第一区上具有若干相互分立的第一鳍部；在第一区上形成第一栅极结构；在衬底上形成介质层；采用各向异性刻蚀工艺去除第一栅极结构、以及第一栅极结构覆盖的部分第一鳍部，在介质层内和第一鳍部内形成隔离开口；对隔离开口进行清洗处理，去除隔离开口内的残留物；由于采用的为各向异性刻蚀工艺，因此能够保证在去除第一栅极结构的过程中，减小了发生过刻蚀介质层进而损伤到其他器件结构的问题。另外，在形成隔离开口之后，对隔离开口进行清洗处理，去除隔离开口内的残留物，使得后续在隔离开口内形成的隔离结构具有较好的填充效果，进而提升最终形成的半导体结构的性能。能。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]随着半导体器件集成度的提高，晶体管的关键尺寸不断缩小。然而，随着晶体管尺寸的急剧减小，栅介质层厚度与工作电压不能相应改变使抑制短沟道效应的难度加大，使晶体管的沟道漏电流增大。
[0003]鳍式场效应晶体管(Fin Field
‑
Effect Transistor，FinFET)的栅极成类似鱼鳍的叉状3D架构。FinFET的沟道凸出衬底表面形成鳍部，栅极覆盖鳍部的顶面和侧壁，从而使反型层形成在沟道各侧上，可于鳍部的两侧控制电路的接通与断开。这种设计能够增加栅极对沟道区的控制，从而能够很好地抑制晶体管的短沟道效应。然而，鳍式场效应晶体管仍然存在短沟道效应。
[0004]此外，为了进一步减小短沟道效应对半导体器件的影响，降低沟道漏电流。半导体
引入了应变硅技术，应变硅技术的方法包括：在栅极结构两侧的鳍部中形成凹槽；通过外延生长工艺在所述凹槽中形成源漏掺杂层。
[0005]为了防止不同晶体管的源漏掺杂层相互连接，需要在鳍部中形成隔离层，同时为了减小隔离层的面积，提高所形成半导体结构的集成度。现有技术引入了SDB(Single Diffusion Break)技术。
[0006]然而，现有技术引入的SDB技术所形成的半导体结构性能较差。

技术实现思路

[0007]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，能够有效的提升最终形成的半导体结构的性能。
[0008]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：提供衬底，所述衬底包括第一区，所述第一区上具有若干相互分立的第一鳍部；在所述第一区上形成第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨于所述第一鳍部上；在所述衬底上形成介质层，所述介质层覆盖所述第一栅极结构的侧壁；采用各向异性刻蚀工艺去除所述第一栅极结构、以及所述第一栅极结构覆盖的部分所述第一鳍部，在所述介质层内和所述第一鳍部内形成隔离开口；对所述隔离开口进行清洗处理，去除所述隔离开口内的残留物；在所述清洗处理之后，在所述隔离开口内形成隔离结构。
[0009]可选的，所述第一栅极结构包括：栅介质层、位于所述栅介质层上的功函数层金属层、以及位于所述功函数金属层上的保护层。
[0010]可选的，所述栅介质层的材料包括高K介质材料。
[0011]可选的，所述功函数金属层的材料包括氮化钽和氮化钛。
[0012]可选的，所述保护层的材料包括氮化硅。
[0013]可选的，采用各向异性刻蚀工艺去除所述第一栅极结构、以及所述第一栅极结构
覆盖的部分所述第一鳍部的方法包括：采用第一干法刻蚀工艺去除所述保护层；采用第二干法刻蚀工艺去除所述功函数金属层和所述栅介质层；采用第三干法刻蚀工艺去除所述第一栅极结构覆盖的部分所述第一鳍部。
[0014]可选的，所述第一干法刻蚀工艺的参数包括：刻蚀气体包括CF4、CHF3、CH3F，其中CF4的气体流量为10标准毫升/分钟～100标准毫升/分钟、CHF3的气体流量为50标准毫升/分钟～120标准毫升/分钟、CH3F的气体流量为100标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟；压力为5毫托～100毫托；偏置电压为200伏～800伏安。
[0015]可选的，所述第二干法刻蚀工艺的参数包括：刻蚀气体包括Cl2、BCl3、CF4，其中Cl2的气体流量为5标准毫升/分钟～50标准毫升/分钟、BCl3的气体流量为100标准毫升/分钟～500标准毫升/分钟、CF4的气体流量为10标准毫升/分钟～100标准毫升/分钟；压力为5毫托～200毫托；偏置电压为500伏～1000伏安。
[0016]可选的，所述第三干法刻蚀工艺的参数包括：刻蚀气体包括HBr，其中HBr的气体流量为10标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟；压力为5毫托～200毫托；偏置电压为200伏～1000伏安。
[0017]可选的，所述残留物的材料包括：氮化钽和氮化钛。
[0018]可选的，所述清洗处理包括：第一清洗处理、以及在所述第一清洗处理进行之后的第二清洗处理。
[0019]可选的，所述第一清洗处理的工艺参数包括：清洗气体包括WCl5、Ar、H2，其中Ar、H2作为载气体，WCl5的气体流量为300标准毫升/分钟～1000标准毫升/分钟，Ar的气体流量为300标准毫升/分钟～1000标准毫升/分钟，H2的气体流量为3标准升/分钟～7标准升/分钟；清洗温度为400摄氏度～500摄氏度；压力为10托～50托。
[0020]可选的，所述第二清洗处理的工艺参数包括：20摄氏度～30摄氏度的HF，其中HF的溶液体积比为1：100～1:1000；20摄氏度～30摄氏度的NH4OH，其中NH4OH的溶液体积比为1：1～1:1:00；掺入HCl的水溶液，在N2的作用下呈雾状喷出。
[0021]可选的，所述第一栅极结构的形成方法包括：在所述第一区上形成第一伪栅结构，所述第一伪栅结构横跨于所述第一鳍部上，所述介质层覆盖所述第一伪栅结构的侧壁；去除所述第一伪栅结构，在所述介质层内形成第一栅极开口；在所述第一栅极开口内形成所述第一栅极结构。
[0022]可选的，所述衬底还包括与所述第一区相邻的第二区，所述第二区上具有若干相互分立的第二鳍部，所述第二鳍部和所述第一鳍部平行排布。
[0023]可选的，在形成所述第一栅极结构的过程中，还包括：在所述第二区上形成第二栅极结构，所述第二栅极结构横跨于所述第二鳍部上。
[0024]可选的，在形成所述第一栅极结构的过程中，还包括：在所述第一区上形成若干第三栅极结构，所述第三栅极结构横跨于所述第一鳍部上，且所述第一栅极结构位于相邻的所述第三栅极结构之间。
[0025]可选的，所述隔离结构的形成方法包括：在所述隔离开口内、以及所述介质层上形成初始隔离结构；对所述初始隔离结构进行平坦化处理，直至暴露出所述介质层的顶部表面为止，形成所述隔离结构。
[0026]可选的，所述初始隔离结构的形成工艺包括：化学气相沉积工艺、物理气相沉积工
艺或原子层沉积工艺。
[0027]可选的，对所述初始隔离结构进行平坦化处理的工艺包括化学机械研磨工艺。
[0028]可选的，所述隔离结构的材料包括氮化硅。
[0029]可选的，还包括：在所述衬底上形成隔离层，所述隔离层覆盖所述第一鳍部的部分侧壁，所述隔离层的顶部表面低于所述第一鳍部的顶部表面。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
[0031]本专利技术技术方案的形成方法中，采用各向异性刻蚀工艺去除所述第一栅极结构、以及所述第一栅极结构覆盖的部分所述第一鳍部，在所述介质层内形成隔离开口。由于采用的为各向异性刻蚀工艺，因此能够保证在去除所述第一栅极结构的过程中，减小了发生过刻蚀所述介质层进而损伤到其他器件结构的问题。另外，在形成所述隔离开口之后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构形成的方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括第一区，所述第一区上具有若干相互分立的第一鳍部；在所述第一区上形成第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨于所述第一鳍部上；在所述衬底上形成介质层，所述介质层覆盖所述第一栅极结构的侧壁；采用各向异性刻蚀工艺去除所述第一栅极结构、以及所述第一栅极结构覆盖的部分所述第一鳍部，在所述介质层内和所述第一鳍部内形成隔离开口；对所述隔离开口进行清洗处理，去除所述隔离开口内的残留物；在所述清洗处理之后，在所述隔离开口内形成隔离结构。2.如权利要求1所述半导体结构形成的方法，其特征在于，所述第一栅极结构包括：栅介质层、位于所述栅介质层上的功函数层金属层、以及位于所述功函数金属层上的保护层。3.如权利要求2所述半导体结构形成的方法，其特征在于，所述栅介质层的材料包括高K介质材料。4.如权利要求2所述半导体结构形成的方法，其特征在于，所述功函数金属层的材料包括氮化钽和氮化钛。5.如权利要求2所述半导体结构形成的方法，其特征在于，所述保护层的材料包括氮化硅。6.如权利要求2所述半导体结构形成的方法，其特征在于，采用各向异性刻蚀工艺去除所述第一栅极结构、以及所述第一栅极结构覆盖的部分所述第一鳍部的方法包括：采用第一干法刻蚀工艺去除所述保护层；采用第二干法刻蚀工艺去除所述功函数金属层和所述栅介质层；采用第三干法刻蚀工艺去除所述第一栅极结构覆盖的部分所述第一鳍部。7.如权利要求6所述半导体结构形成的方法，其特征在于，所述第一干法刻蚀工艺的参数包括：刻蚀气体包括CF4、CHF3、CH3F，其中CF4的气体流量为10标准毫升/分钟～100标准毫升/分钟、CHF3的气体流量为50标准毫升/分钟～120标准毫升/分钟、CH3F的气体流量为100标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟；压力为5毫托～100毫托；偏置电压为200伏～800伏安。8.如权利要求6所述半导体结构形成的方法，其特征在于，所述第二干法刻蚀工艺的参数包括：刻蚀气体包括Cl2、BCl3、CF4，其中Cl2的气体流量为5标准毫升/分钟～50标准毫升/分钟、BCl3的气体流量为100标准毫升/分钟～500标准毫升/分钟、CF4的气体流量为10标准毫升/分钟～100标准毫升/分钟；压力为5毫托～200毫托；偏置电压为500伏～1000伏安。9.如权利要求6所述半导体结构形成的方法，其特征在于，所述第三干法刻蚀工艺的参数包括：刻蚀气体包括HBr，其中HBr的气体流量为10标准毫升/分钟～200标准毫升/分钟；压力为5毫托～200毫托；偏置电压为200伏～1000伏安。10.如权利要求1所述半导体结构形成的方法，其特征在于，所述残留物的材料包括：氮化钽和氮化钛。11.如权利要求10所述半导体结构形成的方法，其特征在于，所述清洗处理包括：第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄豪俊，李波，
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：