【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例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
1、随着半导体制造技术的飞速发展，半导体晶体管朝着更高的元件密度，以及更高集成度的方向发展，半导体工艺节点遵循摩尔定律的发展趋势不断减小。晶体管作为最基本的半导体晶体管目前正被广泛应用，因此随着半导体晶体管的元件密度和集成度的提高，为了适应工艺节点的减小，不得不断缩短晶体管的沟道长度。
2、为了更好的适应晶体管尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐开始从平面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(finfet)、全包围栅极(gate-all-around，gaa)晶体管等。其中，全包围栅极晶体管包括垂直全包围栅极晶体管和水平全包围栅极晶体管。全包围栅极晶体管中，栅极从四周包围沟道所在的区域，与平面晶体管相比，全包围栅极晶体管的栅极对沟道的控制能力更强，能够更好地抑制短沟道效应。
3、随着器件尺寸的进一步缩小，如何提高全包围栅极结构器件的性能，越来越具有难度和挑战。
技术实现思路
1、本专利技术实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，有利于进一步提高半导体结构的性能。
2、为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种半导体结构，包括：基底；沟道结构层，悬置于基底的顶部，沟道结构层包括一个或多个在纵向上间隔设置的沟道层；器件栅极结构，位于基底上且横跨沟道结构层，器件栅极结构覆盖沟道层的部分顶部、部分侧壁和部分底部，沿平行于基底且与器件栅极
3、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：提供基底，基底的顶部形成有沟道叠层结构，沟道叠层结构包括一个或多个堆叠的沟道叠层，每一个沟道叠层包括牺牲层以及位于牺牲层上的沟道层，基底的顶部形成有横跨沟道叠层结构的栅极结构，栅极结构覆盖沟道叠层结构的部分顶部和部分侧壁；在栅极结构的侧壁形成侧墙层；在侧墙层的侧壁形成保护层，牺牲层和保护层之间具有刻蚀选择比；形成保护层之后，在栅极结构两侧的沟道叠层结构中形成凹槽，凹槽的侧壁暴露出沟道叠层；沿平行于基底且与栅极结构的延伸方向相垂直的方向上，横向刻蚀凹槽侧壁露出的部分牺牲层，形成内沟槽，内沟槽由相邻沟道层与剩余的牺牲层围成，或者，内沟槽由基底、与基底相邻的沟道层以及剩余的牺牲层围成；在内沟槽中形成内壁侧墙层；形成内壁侧墙层之后，在凹槽中形成源漏掺杂层。
4、与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下优点：
5、本专利技术实施例提供一种半导体结构的形成方法，在栅极结构的侧壁形成侧墙层，在侧墙层的侧壁形成保护层，牺牲层和保护层之间具有刻蚀选择比，相应的，在后续横向刻蚀凹槽侧壁露出的部分牺牲层的过程中，牺牲层和保护层之间具有刻蚀选择比，使得去除牺牲层的刻蚀工艺不易将保护层去除，即保护层对侧墙层的侧壁起到保护作用，降低了侧墙层受到损伤的概率，相应也就降低了栅极结构被暴露的风险，从而提高了半导体结构的性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述保护层的材料包括氧化硅和碳氧化硅中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，以沿平行于所述基底且与所述器件栅极结构的延伸方向相垂直的方向为横向，所述保护层的横向尺寸为3纳米至5纳米。
4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述侧墙层的材料包括氮化硅、掺氟氧化硅和氮氧化硅中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述器件栅极结构包括保形覆盖所述沟道层部分顶部、部分侧壁和部分底部的栅介质层、以及覆盖所述栅介质层的栅电极层；
6.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，横向刻蚀所述凹槽侧壁露出的部分所述牺牲层的工艺包括各向同性的干法刻蚀工艺。
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，所述各向同性的干法刻蚀工艺的刻蚀气体包括CF4、NF3和O2中的一种或多种。
9.如权利要求6所
10.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，横向刻蚀所述凹槽侧壁露出的部分所述牺牲层的过程中，所述牺牲层与所述沟道层之间的刻蚀选择比大于6：1；
11.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述侧墙层的步骤包括：在所述栅极结构的顶部和侧壁、以及所述栅极结构露出的所述沟道叠层结构顶部形成侧墙材料层；去除所述栅极结构顶部的侧墙材料层和所述沟道叠层结构顶部的侧墙材料层，剩余的位于所述栅极结构侧壁的侧墙材料层作为所述侧墙层。
12.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的步骤包括：在所述栅极结构的顶部、所述侧墙层的侧壁、以及所述栅极结构露出的所述沟道叠层结构顶部形成保护材料层；去除所述栅极结构顶部的保护材料层和所述沟道叠层结构顶部的保护材料层，剩余的位于所述侧墙层侧壁的所述保护材料层作为所述保护层。
13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述保护材料层的工艺包括原子层沉积工艺。
14.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述栅极结构顶部的保护材料层和所述沟道叠层结构顶部的保护材料层的工艺包括等离子体干法刻蚀工艺。
15.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述保护层之后，形成所述凹槽之前，所述半导体结构的形成方法还包括：在所述保护层的侧壁形成补偿层；
16.如权利要求15所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述补偿层的步骤包括：在所述保护层的侧壁、所述栅极结构的顶部、以及所述栅极结构露出的所述沟道叠层结构顶部形成补偿材料层；去除所述栅极结构顶部和所述沟道叠层结构顶部的补偿材料层，剩余的位于所述栅极结构侧壁的补偿材料层作为所述补偿层。
17.如权利要求15所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述补偿层的材料包括氮化硅、氧化硅和碳氧化硅中的一种或多种。
18.如权利要求15所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，以沿平行于所述基底且与所述栅极结构的延伸方向相垂直的方向为横向，所述补偿层的横向尺寸为3纳米至7纳米。
19.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，以沿平行于所述基底且与所述栅极结构的延伸方向相垂直的方向为横向，所述保护层的横向尺寸为3纳米至5纳米。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述保护层的材料包括氧化硅和碳氧化硅中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，以沿平行于所述基底且与所述器件栅极结构的延伸方向相垂直的方向为横向，所述保护层的横向尺寸为3纳米至5纳米。
4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述侧墙层的材料包括氮化硅、掺氟氧化硅和氮氧化硅中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述器件栅极结构包括保形覆盖所述沟道层部分顶部、部分侧壁和部分底部的栅介质层、以及覆盖所述栅介质层的栅电极层；
6.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，横向刻蚀所述凹槽侧壁露出的部分所述牺牲层的工艺包括各向同性的干法刻蚀工艺。
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，所述各向同性的干法刻蚀工艺的刻蚀气体包括cf4、nf3和o2中的一种或多种。
9.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，横向刻蚀所述凹槽侧壁露出的部分所述牺牲层的过程中，所述牺牲层与所述保护层的刻蚀选择比，大于所述牺牲层与所述侧墙层的刻蚀选择比。
10.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，横向刻蚀所述凹槽侧壁露出的部分所述牺牲层的过程中，所述牺牲层与所述沟道层之间的刻蚀选择比大于6：1；
11.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述侧墙层的步骤包括：在所述栅极结构的顶部和侧壁、以及所述栅极结构露出的所述沟道叠层结构顶部形成侧墙材料层；去除所述栅极结构顶部的侧墙材料层和所述沟道叠层结构顶部的侧墙材料层，剩余的位于所述栅极结构侧...
【专利技术属性】
技术研发人员：李政宁，宋佳，柯星，纪世良，张海洋，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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