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，方法包括：提供衬底，所述衬底上具有若干相互分立的第一鳍，所述第一鳍的材料含有锗元素；在衬底上形成隔离介质层，所述隔离介质层还位于第一鳍的部分侧壁面；在形成隔离介质层后，在暴露的第一鳍表面形成第一厚度的硅膜；采用低于预设氧化速率的第一氧化工艺氧化所述硅膜，形成第二厚度的第一氧化层，所述第二厚度小于或等于第一厚度。所述形成方法能够改善所形成的半导体结构的性能。半导体结构的性能。半导体结构的性能。

【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领域，尤其是涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路制造技术的快速发展，促使集成电路中的半导体器件的尺寸不断地缩小，使整个集成电路的运作速度将因此而能有效地提升。
[0003]通常在先进工艺节点中，通过采用晶格常数大于硅的材料作为鳍部的材料，使P型晶体管的沟道上产生压应力，以提高电子在沟道中的迁移速度。从而，提高了P型晶体管的载流子迁移率，提高了半导体结构的性能。
[0004]然而，现有技术形成的半导体器件的性能有待改善。

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及其形成方法，以对半导体器件的性能进行改善。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底上具有若干相互分立的第一鳍，所述第一鳍的材料含有锗元素；位于衬底上的隔离介质层，所述隔离介质层还位于第一鳍的部分侧壁面；位于暴露的第一鳍表面的第一氧化层，所述第一氧化层具有第二厚度。
[0007]可选的，第一鳍的材料包括硅锗。
[0008]可选的，所述第二厚度的范围为5埃至10埃。
[0009]可选的，衬底上还具有若干相互分立的第二鳍，第一鳍和第二鳍的材料不同，隔离介质层还位于第二鳍的部分侧壁面，第一氧化层还位于暴露的第二鳍表面。
[0010]可选的，第二鳍的材料包括硅。
[0011]可选的，所述衬底包括第一区和第二区，所述第一鳍和第二鳍位于第一区上，所述第二区上还具有相互分立的若干第三鳍和若干第四鳍，所述第三鳍或第四鳍的材料含有锗元素，所述隔离介质层还位于所述第三鳍和第四鳍的部分侧壁面；所述半导体结构还包括：位于暴露的第三鳍和第四鳍表面的第二氧化层，所述第二氧化层具有第三厚度，所述第三厚度大于第二厚度。
[0012]可选的，第三鳍或第四鳍的材料包括硅锗。
[0013]相应的，本专利技术的技术方案还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底上具有若干相互分立的第一鳍，所述第一鳍的材料含有锗元素；在衬底上形成隔离介质层，所述隔离介质层还位于第一鳍的部分侧壁面；在形成隔离介质层后，在暴露的第一鳍表面形成第一厚度的硅膜；采用低于预设氧化速率的第一氧化工艺氧化所述硅膜，形成第二厚度的第一氧化层，所述第二厚度小于或等于第一厚度。
[0014]可选的，所述第一氧化工艺为湿化学氧化工艺。
[0015]可选的，所述第一氧化工艺的工艺参数包括：温度范围为450摄氏度～800摄氏度。
[0016]可选的，所述第一氧化工艺采用的氧化性液体包括双氧水或硝酸。
[0017]可选的，所述双氧水的浓度范围为0.5％～60％。
[0018]可选的，所述硝酸的浓度范围为1％～30％。
[0019]可选的，所述第一氧化工艺为干法氧化工艺，且所述第一氧化工艺的氧化剂包括氧化氮气体。
[0020]可选的，所述第一氧化工艺的温度范围为450摄氏度～800摄氏度。
[0021]可选的，所述在第一鳍表面形成第一厚度的硅膜的工艺为选择性外延工艺。
[0022]可选的，所述第一厚度的范围为13埃至18埃，所述第二厚度的范围为5埃至10埃。
[0023]可选的，还包括：在所述第一鳍表面形成第一厚度的硅膜之后，且在氧化所述硅膜之前，去除所述硅膜表面的自然氧化物。
[0024]可选的，在暴露的第一鳍表面形成第一厚度的硅膜之前，还包括：对第一鳍表面进行预处理清洗步骤，以去除第一鳍表面的自然氧化膜。
[0025]可选的，在对第一鳍表面进行预处理清洗步骤之后，还包括：在同一机台对所述第一鳍进行表面处理，所述表面处理的工艺包括热处理工艺，并且，所述热处理工艺采用的气体包括氮气、氢气和惰性气体中的至少一种。
[0026]可选的，所述衬底上还具有若干相互分立的第二鳍，所述第一鳍和第二鳍的材料不同，隔离介质层还位于所述第二鳍的部分侧壁面，第一氧化层还位于暴露的第二鳍表面。
[0027]可选的，所述衬底包括第一区和第二区，所述第一鳍和第二鳍位于第一区上，所述第二区上还具有相互分立的若干第三鳍和若干第四鳍，所述第三鳍或第四鳍的材料含有锗元素，所述隔离介质层还位于所述第三鳍和第四鳍的部分侧壁面；所述半导体结构的形成方法还包括：在暴露的第一鳍和第二鳍表面形成第一厚度的硅膜之前，在暴露的第三鳍和第四鳍表面形成第三厚度的第二氧化层，所述第三厚度大于第二厚度。
[0028]可选的，所述在第三鳍和第四鳍表面形成第三厚度的第二氧化层的方法包括：在形成隔离介质层之后，在第一鳍、第二鳍、第三鳍和第四鳍表面形成低温氧化物，形成所述低温氧化物的工艺包括原子层沉积工艺，并且，所述原子层沉积工艺的温度为50摄氏度至95摄氏度；对所述低温氧化物进行热处理，在第一鳍、第二鳍、第三鳍和第四鳍表面形成第三厚度的第二氧化层；去除第一鳍和第二鳍表面的第二氧化层。
[0029]可选的，所述在第三鳍和第四鳍表面形成第三厚度的第二氧化层的方法还包括：在形成隔离介质层之后，且在形成所述低温氧化物之前，去除所述第三鳍和第四鳍表面的自然氧化物。
[0030]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：
[0031]本专利技术的技术方案提供的半导体结构的形成方法中，通过在暴露的第一鳍表面形成第一厚度的硅膜，并且，采用低于预设氧化速率的第一氧化工艺氧化所述硅膜，形成第二厚度的第一氧化层，所述第二厚度小于或等于第一厚度，因此，形成了厚度小、且氧化锗含量低的第一氧化层，使得器件的工作电压低、界面陷阱密度低，从而，改善了半导体结构的性能。具体而言，由于采用低于预设氧化速率的第一氧化工艺氧化硅膜，因此，利用了第一氧化工艺具有较低的氧化效率的特点，使硅膜的氧化速度慢，从而，对硅膜的氧化程度控制精度高。由此，不仅能够对较薄的硅膜进行精确的氧化，因此，形成了厚度小(第二厚度)的第一氧化层，从而，器件的工作电压低。同时，第一氧化工艺不易氧化到含有锗元素的第一
鳍，因此，氧化硅膜的过程中不易形成氧化锗，使得第一氧化层中的氧化锗含量低，从而，器件的界面陷阱密度低。综上，所述半导体结构的形成方法改善了半导体结构的性能。
[0032]进一步，由于在形成硅膜之前，在第三鳍和第四鳍表面形成厚度大于第一氧化层的第二氧化层，因此，不仅第二氧化层的形成工艺的选择自由度高，并且，第二氧化层的形成工艺对第一氧化层的影响很小。从而，能够分别在第一区和第二区形成厚度不同且氧化锗含量低的氧化层，以在降低器件陷阱密度的同时，满足对于不同区域上的鳍表面的氧化层的厚度要求。
附图说明
[0033]图1至图2是一种半导体结构的形成过程各步骤的剖面结构示意图；
[0034]图3至图15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
[0035]如
技术介绍
所述，现有技术形成的半导体器件的性能仍然有本文档来自技高网...

【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相互分立的第一鳍，所述第一鳍的材料含有锗元素；位于衬底上的隔离介质层，所述隔离介质层还位于第一鳍的部分侧壁面；位于暴露的第一鳍表面的第一氧化层，所述第一氧化层具有第二厚度。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，第一鳍的材料包括硅锗。3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第二厚度的范围为5埃至10埃。4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，衬底上还具有若干相互分立的第二鳍，第一鳍和第二鳍的材料不同，隔离介质层还位于第二鳍的部分侧壁面，第一氧化层还位于暴露的第二鳍表面。5.如权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，第二鳍的材料包括硅。6.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述衬底包括第一区和第二区，所述第一鳍和第二鳍位于第一区上，所述第二区上还具有相互分立的若干第三鳍和若干第四鳍，所述第三鳍或第四鳍的材料含有锗元素，所述隔离介质层还位于所述第三鳍和第四鳍的部分侧壁面；所述半导体结构还包括：位于暴露的第三鳍和第四鳍表面的第二氧化层，所述第二氧化层具有第三厚度，所述第三厚度大于第二厚度。7.如权利要求6所述的半导体结构，其特征在于，第三鳍或第四鳍的材料包括硅锗。8.一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相互分立的第一鳍，所述第一鳍的材料含有锗元素；在衬底上形成隔离介质层，所述隔离介质层还位于第一鳍的部分侧壁面；在形成隔离介质层后，在暴露的第一鳍表面形成第一厚度的硅膜；采用低于预设氧化速率的第一氧化工艺氧化所述硅膜，形成第二厚度的第一氧化层，所述第二厚度小于或等于第一厚度。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，所述第一氧化工艺为湿化学氧化工艺。10.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一氧化工艺的工艺参数包括：温度范围为450摄氏度～800摄氏度。11.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一氧化工艺采用的氧化性液体包括双氧水或硝酸。12.如权利要求11所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述双氧水的浓度范围为0.5％～60％。13.如权利要求11所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述硝酸的浓度范围为1％～30％。14.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一氧化工艺为干法氧化工艺，且所述第一氧化工艺的氧化剂包括氧化氮气体。15.如权利要求14所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一氧化工...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏飞，
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：