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，半导体结构包括：衬底，所述衬底上形成有鳍部；栅极结构，横跨所述鳍部，所述栅极结构的侧壁上具有凹槽，所述凹槽的开口朝向所述鳍部延伸方向，且所述凹槽暴露出所述鳍部的部分顶部和侧壁表面，所述栅极结构的顶部尺寸大于所述栅极结构的底部尺寸；第一侧墙，位于所述栅极结构的侧壁表面。本发明专利技术实施例提供的半导体结构及其形成方法，可以避免发生电泄露、提高所形成的栅极结构的性能，从而提高半导体结构的性能。能。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]随着半导体元器件尺寸的不断减小，传统的多晶硅栅极已经不能够再满足使用要求。金属栅极(Metal Gate)的出现使得半导体器件向更加精细化的方向发展。
[0003]传统形成金属栅极的过程中，通常先形成多晶硅栅极，然后将多晶硅栅极去除，在原先多晶硅栅极的位置形成金属栅极。然而，在形成多晶硅栅极时，在多晶硅栅极与鳍部的界面处，在实际刻蚀过程中不可避免地会出现突起，在后续形成金属栅极后对半导体器件的性能造成了不利的影响。
[0004]因此，急需提供一种半导体结构及其形成方法，形成界面处无突起的多晶硅栅极，提高半导体结构的性能。

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，有利于提高半导体结构的性能。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底上形成有鳍部；栅极结构，横跨所述鳍部，所述栅极结构的侧壁上具有凹槽，所述凹槽的开口朝向所述鳍部延伸方向，且所述凹槽暴露出所述鳍部的部分顶部和侧壁表面，所述栅极结构的顶部尺寸大于所述栅极结构的底部尺寸；第一侧墙，位于所述栅极结构的侧壁表面。
[0007]可选的，还包括：第二侧墙，位于所述第一侧墙的侧壁表面。
[0008]可选的，还包括：源漏掺杂层，位于所述栅极结构两侧的所述鳍部内。
[0009]可选的，所述第一侧墙的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳氧化硅。
[0010]可选的，所述第二侧墙的材料包括低k介质材料或超低k介质材料。
[0011]可选的，还包括：介质层，位于所述衬底上，所述介质层覆盖所述栅极结构的侧壁。
[0012]相应的，本专利技术实施例还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底上形成有鳍部；在所述衬底上形成间隔结构，部分所述间隔结构横跨所述鳍部，相邻所述间隔结构之间具有第一开口，所述间隔结构侧壁上具有沿所述鳍部延伸方向凸起的突出部，且所述突出部还位于所述鳍部的部分顶部和侧壁表面；在所述间隔结构以及所述突出部的顶部和侧壁上形成第一侧墙；在所述第一开口内形成伪栅结构，所述伪栅结构横跨所述鳍部；去除所述间隔结构以及所述突出部，在所述伪栅结构侧壁上形成凹槽，所述凹槽暴露出所述鳍部的部分顶部和侧壁表面。
[0013]可选的，在形成所述第一侧墙之前，还包括：在所述间隔结构的顶部表面形成第一覆盖层，所述第一侧墙覆盖所述第一覆盖层的顶部和侧壁表面。
[0014]可选的，形成所述伪栅结构的方法包括：在所述第一开口内形成伪栅材料层，所述伪栅材料层还覆盖所述第一侧墙的顶部表面；平坦化所述伪栅材料层，至暴露出所述第一
覆盖层的顶部表面；刻蚀所述伪栅材料层，至所述伪栅材料层的顶部表面低于所述第一覆盖层的顶部表面，形成所述伪栅结构。
[0015]可选的，在形成所述伪栅结构之后，去除所述间隔结构之前，还包括：在所述伪栅结构顶部表面形成第二覆盖层，所述第二覆盖层的顶部表面和所述第一覆盖层的顶部表面齐平。
[0016]可选的，形成所述第二覆盖层的方法包括：在所述伪栅结构顶部表面形成第二覆盖材料层，所述第二覆盖材料层还覆盖所述第一侧墙和所述第一覆盖层的顶部表面；平坦化所述第二覆盖材料层，至暴露出所述第一覆盖层的顶部表面，形成所述第二覆盖层。
[0017]可选的，所述第二覆盖层的材料与所述第一覆盖层的材料不同，所述第一覆盖层的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳氧化硅，所述第二覆盖层的材料包括氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅或碳氧化硅。
[0018]可选的，形成所述间隔结构、所述突出部以及所述第一覆盖层的方法包括：在所述衬底上形成间隔材料层，所述间隔材料层覆盖所述鳍部的顶部和侧壁表面；在所述间隔材料层上形成第一覆盖材料层；在所述第一覆盖材料层上形成掩膜结构，所述掩膜结构覆盖部分所述第一覆盖材料层；以所述掩膜结构为掩膜，刻蚀所述第一覆盖材料层和所述间隔材料层，直至暴露出所述衬底的表面，形成所述第一覆盖层、所述间隔结构以及所述突出部；去除所述掩膜结构。
[0019]可选的，在去除所述间隔结构和所述突出部之后，还包括：在所述第一侧墙的侧壁表面形成第二侧墙。
[0020]可选的，在去除所述间隔结构和所述突出部之后，还包括：在所述伪栅结构两侧的所述鳍部内形成源漏掺杂层。
[0021]可选的，在形成所述源漏掺杂层之后，还包括：去除所述伪栅结构，在所述第一开口内形成栅极结构。
[0022]可选的，在形成所述源漏掺杂层之后，去除所述伪栅结构之前，还包括：在衬底上形成介质层，所述介质层覆盖所述源漏掺杂层且暴露出所述伪栅结构的顶部。
[0023]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0024]本专利技术实施例提供的半导体结构，栅极结构的侧壁上具有凹槽，且凹槽的开口朝向鳍部的延伸方向，一方面，所述凹槽的存在使得栅极结构与鳍部的交界处呈杯型结构，在填充高k介质层、功函数层以及栅极材料层形成栅极结构时，更有利于提高材料填充的性能，从而与形成栅极结构的工艺具有更好的兼容性，可以提高所形成的栅极结构的性能，进而提高半导体结构的性能；另一方面，所述凹槽加大了栅极结构和源漏掺杂层之间的距离，避免发生电泄露，提高了半导体结构的电学性能。
[0025]本专利技术实施例提供的半导体结构的形成方法，在形成伪栅结构之前，先形成相邻伪栅结构之间的间隔结构，在形成间隔结构的过程中，在间隔结构的侧壁上形成突出部，由于后续间隔结构和突出部都要去除，避免突出部对所形成的半导体结构的性能造成不利影响；并且，由于所述突出部，在形成伪栅结构时，伪栅结构侧壁上具有与突出部相适应的凹槽，一方面，加大了后续形成的栅极结构和源漏掺杂层之间的距离，避免发生电泄露；另一方面，有利于伪栅结构完全去除，可以提高所形成的栅极结构的性能，进而提高所形成的半导体结构的性能。
附图说明
[0026]图1至图4是一实施例中半导体结构的结构示意图；
[0027]图5至图15是本专利技术一实施例中半导体结构形成过程各步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
[0028]由
技术介绍
可知，目前形成的多晶硅栅极对最终形成的半导体结构会造成不利影响。现结合具体的实施例进行分析说明。
[0029]图1至图4是一实施例中半导体结构的结构示意图，图1是立体结构示意图，图2是图1沿A
‑
A方向的剖面结构示意图，图3与图2的剖视方向一致，图4是半导体结构的俯视结构示意图。
[0030]结合参考图1和图2，所述半导体结构包括：衬底100，所述衬底100上形成有鳍部101和隔离层102，所述隔离层102覆盖所述鳍部101的部分侧壁表面；伪栅结构103，位于所述衬底100上且横跨所述鳍部101，所述伪栅结构103与鳍部101的界面处具有突起104，所述突起104沿所本文档来自技高网...

【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，所述衬底上形成有鳍部；栅极结构，横跨所述鳍部，所述栅极结构的侧壁上具有凹槽，所述凹槽的开口朝向所述鳍部延伸方向，且所述凹槽暴露出所述鳍部的部分顶部和侧壁表面，所述栅极结构的顶部尺寸大于所述栅极结构的底部尺寸；第一侧墙，位于所述栅极结构的侧壁表面。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：第二侧墙，位于所述第一侧墙的侧壁表面。3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：源漏掺杂层，位于所述栅极结构两侧的所述鳍部内。4.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包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳氧化硅。5.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包括低k介质材料或超低k介质材料。6.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：介质层，位于所述衬底上，所述介质层覆盖所述栅极结构的侧壁。7.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底上形成有鳍部；在所述衬底上形成间隔结构，部分所述间隔结构横跨所述鳍部，相邻所述间隔结构之间具有第一开口，所述间隔结构侧壁上具有沿所述鳍部延伸方向凸起的突出部，且所述突出部还位于所述鳍部的部分顶部和侧壁表面；在所述间隔结构以及所述突出部的顶部和侧壁上形成第一侧墙；在所述第一开口内形成伪栅结构，所述伪栅结构横跨所述鳍部；去除所述间隔结构以及所述突出部，在所述伪栅结构侧壁上形成凹槽，所述凹槽暴露出所述鳍部的部分顶部和侧壁表面。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，在形成所述第一侧墙之前，还包括：在所述间隔结构的顶部表面形成第一覆盖层，所述第一侧墙覆盖所述第一覆盖层的顶部和侧壁表面。9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述伪栅结构的方法包括：在所述第一开口内形成伪栅材料层，所述伪栅材料层还覆盖所述第一侧墙的顶部表面；平坦化所述伪栅材料层，至暴露出所述第一覆盖层的顶部表面；刻蚀所述伪栅材料层，至所述伪栅材料层的顶部表面低于所述第一覆盖层的顶部表面，形成所述伪栅结构。10.如权利要求9所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：任飞，
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：