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，所述方法首先形成第一阱区和覆盖所述第一阱区的第一鳍部材料层，之后，再形成第二阱区和覆盖所述第二阱区的第二鳍部材料层，可以实现第一阱区与所述第一鳍部材料层之间及第二阱区与所述第二鳍部材料层之间的准确对准，从而可以准确实现第一阱区与所述第一鳍部层之间及第二阱区与所述第二鳍部层之间的对准。同时，第一鳍部材料层非采用先外延生长而后通过刻蚀形成，可以避免所形成的第一鳍部材料层的底部出现圆角，以及避免刻蚀形成第一鳍部材料层的过程中对衬底的第二区域的顶部造成损伤。对衬底的第二区域的顶部造成损伤。对衬底的第二区域的顶部造成损伤。

【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，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]为了更好的适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET晶体管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)。
[0003]鳍式场效应晶体管通常包括凸出于衬底表面的鳍部、覆盖部分所述鳍部的顶部和侧壁的栅极结构，以及位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区。
[0004]但是，现有的鳍式场效应晶体管的制造方法所制造的半导体结构的性能仍有待提高。

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，以提高所形成的半导体结构的性能。
[0006]为解决上述问题，本专利技术提供了一种半导体结构的形成方法，所述方法包括：
[0007]提供初始基底，所述初始基底包括第一区域和第二区域；
[0008]在所述第二区域上形成第一阱区掩膜层；
[0009]以所述第一阱区掩膜层为掩膜对所述第一区域执行第一阱离子注入，在第一区域中形成第一阱区；
[0010]形成覆盖所述第一阱区的第一鳍部材料层；
[0011]形成覆盖所述第一鳍部材料层的第二阱区掩膜层；
[0012]形成所述第二阱区掩膜层之后，去除所述第一阱区掩膜层；
[0013]以所述第二阱区掩膜层为掩膜对所述第二区域执行第二阱离子注入，在所述第二区域中形成第二阱区；
[0014]形成覆盖所述第二阱区的第二鳍部材料层；
[0015]形成所述第二鳍部材料层之后，去除所述第二阱区掩膜层；
[0016]去除所述第二阱区掩膜层之后，平坦化所述第一鳍部材料层、所述第二鳍部材料层，使得所述第一鳍部材料层和所述第二鳍部材料层的顶部表面相齐平，形成第一鳍部层和第二鳍部层；
[0017]刻蚀所述第一鳍部层、所述第二鳍部层和部分厚度的所述初始基底，形成衬底和位于所述衬底上分立的第一鳍部和第二鳍部。
[0018]可选地，所述第一阱区掩膜层的材料为氮化硅。
[0019]可选地，所述第二阱区掩膜层的材料为氧化硅。
[0020]可选地，所述第一阱区掩膜层的厚度为60nm～200nm；所述第一鳍部材料层的厚度为40nm～100nm，所述第二阱区掩膜层的厚度为60nm～100nm。
[0021]可选地，在形成第二阱区掩膜层之前，所述方法还包括：形成覆盖第一鳍部材料层顶部和所述第二阱区掩膜层的侧壁的保护层。
[0022]可选地，所述保护层包括第一子保护层和位于所述第一子保护层上的第二子保护层；
[0023]形成所述保护层的步骤包括：形成保形覆盖所述第一阱区掩膜层和所述第一鳍部材料层的第一子保护材料层；形成保形覆盖所述第一子材料保护层的第二子保护材料层；形成所述第二阱区掩膜层之后，去除位于所述第一阱区掩膜层顶部的第一子保护材料层和第二子保护材料层，形成所述保护层。
[0024]可选地，所述第一子保护层的厚度为0.5nm～10nm，所述第二子保护层的厚度为1nm～20nm。
[0025]可选地，在所述第二区域上形成第一阱区掩膜层之前，所述方法还包括：形成覆盖所述第二区域的第一垫氧层；
[0026]形成所述第一垫氧层的步骤包括：在所述初始基底上形成第一垫氧材料层；去除所述第一区域上的第一垫氧材料层，形成所述第一垫氧层；
[0027]去除所述第一阱区掩膜层的过程中，还去除了所述第一垫氧层。
[0028]可选地，通过对所述初始基底表面执行第一氧化处理工艺，形成第一垫氧材料层。
[0029]可选地，在形成所述第二鳍部材料层之前，所述方法还包括：形成覆盖所述第二鳍部材料层的侧壁的第二垫氧层。
[0030]可选地，所述第二垫氧层的材料为氧化硅。
[0031]可选地，形成所述第二垫氧层的步骤包括：对所述初始基底的第二区域的顶部表面和所述第一鳍部材料层的侧壁执行第二氧化处理工艺，形成第二垫氧材料层；去除所述初始基底的第二区域的顶部表面的第二垫氧材料层，仅保留覆盖所述第一鳍部材料层的侧壁的第二垫氧材料层，形成所述第二垫氧层。
[0032]可选地，所述第二氧化处理工艺为原位水蒸气氧化工艺。
[0033]可选地，去除所述第二阱区掩膜层步骤包括：形成覆盖所述第二阱区掩膜层和所述第二鳍部材料层的牺牲层；形成所述牺牲层之后，对所述牺牲层和所述第二阱区掩膜层执行平坦化工艺，直至暴露出第一鳍部材料层与所述第二鳍部材料层的顶部表面。
[0034]可选地，所述牺牲层的材料包括等离子体增强氧化硅、高密度等离子体氧化硅或高深宽比填充氧化硅。
[0035]可选地，形成所述第一鳍部层和所述第二鳍部层之后，还包括：利用第一鳍部层和所述第二鳍部层形成后续图案化工艺的对准标记。
[0036]可选地，形成衬底和位于所述衬底上的第一鳍部和第二鳍部包括：在所述第一鳍部层和所述第二鳍部层上形成硬掩膜材料层；在所述硬掩膜材料层上形成多个分立的芯轴层；形成覆盖所述芯轴层侧壁的侧墙掩膜层；去除所述芯轴层，并以所述侧墙掩膜层为掩膜刻蚀所述硬掩膜材料层，形成图案化的硬掩模层；去除所述侧墙掩膜层，并以所述图案化的硬掩模层为掩膜刻蚀所述第一鳍部层、第二鳍部层和部分厚度的所述初始基底，形成所述衬底和位于所述衬底上分立的第一鳍部和第二鳍部。
[0037]可选地，在形成硬掩膜材料层之前，所述方法还包括：形成覆盖所述第一鳍部层和所述第二鳍部层上盖帽材料层；
[0038]在以所述图案化的硬掩模层刻蚀所述第一鳍部层、第二鳍部层和部分厚度的所述初始基底的过程中，还图案化了所述盖帽材料层，形成位于所述第一鳍部和第二鳍部上的盖帽层。
[0039]可选地，所述盖帽层的材料为硅。
[0040]可选地，所述盖帽层的厚度为0.5nm～5nm。
[0041]相应地，本专利技术实施例还提供了一种半导体结构，所述半导体结构包括：
[0042]衬底，所述衬底包括第一区域和第二区域；
[0043]第一阱区，位于所述第一区域内；第二阱区，位于所述第二区域内；所述第二阱区与所述第一阱区的掺杂类型不同；
[0044]第一类型半导电体材料，位于所述第一阱区上；第二类型半导电体材料，位于所述第二阱区上；所述第一类型半导电体材料与第二类型半导电体材料的导电类型不同；
[0045]第一开口，间隔位于所述第一类型半导电体材料；第二开口，间隔位于所述第二类型半导电体材料；
[0046]凸出所述衬底的第一区域的第一鳍部；凸出所述衬底的第二区域的第二鳍部。
[0047]可选地，所述半导体结构还包括：
[0048]隔离层，覆盖相邻的第一鳍部、相邻的第二鳍部及相邻的第一鳍部与第二鳍部的侧壁，且所述隔离层的顶部表面低于相邻的第一鳍部、相邻的第二鳍部和相邻的第一鳍部与第二鳍部的顶部表面。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：提供初始基底，所述初始基底包括第一区域和第二区域；在所述第二区域上形成第一阱区掩膜层；以所述第一阱区掩膜层为掩膜对所述第一区域执行第一阱离子注入，在第一区域中形成第一阱区；形成覆盖所述第一阱区的第一鳍部材料层；形成覆盖所述第一鳍部材料层的第二阱区掩膜层；形成所述第二阱区掩膜层之后，去除所述第一阱区掩膜层；以所述第二阱区掩膜层为掩膜对所述第二区域执行第二阱离子注入，在所述第二区域中形成第二阱区；形成覆盖所述第二阱区的第二鳍部材料层；形成所述第二鳍部材料层之后，去除所述第二阱区掩膜层；去除所述第二阱区掩膜层之后，平坦化所述第一鳍部材料层、所述第二鳍部材料层，使得所述第一鳍部材料层和所述第二鳍部材料层的顶部表面相齐平，形成第一鳍部层和第二鳍部层；刻蚀所述第一鳍部层、所述第二鳍部层和部分厚度的所述初始衬底，形成衬底和位于所述衬底上分立的第一鳍部和第二鳍部。2.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一阱区掩膜层的材料为氮化硅。3.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二阱区掩膜层的材料为氧化硅。4.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一阱区掩膜层的厚度为60nm～200nm；所述第一鳍部材料层的厚度为40nm～100nm，所述第二阱区掩膜层的厚度为60nm～100nm。5.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成第二阱区掩膜层之前，还包括：形成覆盖第一鳍部材料层顶部和所述第二阱区掩膜层的侧壁的保护层。6.根据权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述保护层包括第一子保护层和位于所述第一子保护层上的第二子保护层；形成所述保护层的步骤包括：形成保形覆盖所述第一阱区掩膜层和所述第一鳍部材料层的第一子保护材料层；形成保形覆盖所述第一子材料保护层的第二子保护材料层；形成所述第二阱区掩膜层之后，去除位于所述第一阱区掩膜层顶部的第一子保护材料层和第二子保护材料层，形成所述保护层。7.根据权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一子保护层的厚度为0.5nm～10nm，所述第二子保护层的厚度为1nm～20nm。8.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述第二区域上形成第一阱区掩膜层之前，还包括：形成覆盖所述第二区域的第一垫氧层；形成所述第一垫氧层的步骤包括：在所述初始基底上形成第一垫氧材料层；去除所述第一区域上的第一垫氧材料层，形成所述第一垫氧层；去除所述第一阱区掩膜层的过程中，还去除了所述第一垫氧层。
9.根据权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，通过对所述初始基底表面执行第一氧化处理工艺，形成第一垫氧材料层。10.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述第二鳍部材料层之前，还包括：形成覆盖所述第二鳍部材料层的侧壁的第二垫氧层。11.根据权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二垫氧层的材料为氧化硅。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘达，
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：