半导体结构及其制作方法技术

本申请公开了一种半导体结构及其制作方法。其中所述半导体结构包括：半导体衬底以及位于半导体衬底上的鳍片，其中仅在所述鳍片顶部及半导体衬底表面形成有氮氧化层。本发明专利技术的实施例中，鳍片两侧可以直接形成栅介质层，提高了晶体管的电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体结构及其制作方法，此种半导体结构涉及鳍型场效应晶体管(FinFET)。
技术介绍
集成电路即IC技术的不断进步，集成在同一芯片上的元器件数量已从最初的几十几百个进化到现在的数以百万计。目前IC的性能和复杂度远非当初所能想象。为了满足复杂度和电路密度的要求(即：集成到确定区域内的器件数量)，最小的特征尺寸，也就是公知的器件的“几何线宽”随着工艺技术的革新而越来越小。如今，MOS晶体管的最小线宽已经小于65纳米。随着晶体管的尺寸的不断缩小，对于更小型的晶体管的需求日益增强，因此在晶体管技术中发展出了鳍型场效应晶体管。申请号为200810161098.3的中国专利申请中公开了一种现有鳍型场效应晶体管的结构。如图1所示，鳍型场效应晶体管包括：半导体衬底2；位于半导体衬底2上的鳍片4；位于半导体衬底2上的氧化硅层18；依次位于氧化硅层18表面且横跨鳍片的栅介质层(未示出)和栅极8；位于鳍片4两侧的鳍间侧墙12；位于栅极8两侧的栅极侧墙14；位于栅极8及栅极侧墙14两侧鳍片4内的源/漏极6。现有技术在形成鳍型场效应晶体管的过程中，会采用热氧化法在半导体衬底表面形成氧化硅层，用于隔离器件和半导体衬底；但是，由于鳍片也是由含硅材料构成，因此在热氧化过程中，鳍片的两侧及表面也会形成氧化硅层，其厚度与半导体衬底表面的氧化硅层一致。在刻蚀氧化硅层时，鳍片两侧的氧化硅层难以去除干净，对器件的栅控能力有很大的影响。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体结构及其制作方法，防止鳍片两侧硅消耗过多。根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体结构，包括：半导体衬底以及位于所述半导体衬底上的鳍片，其特征在于，仅在所述鳍片顶部及半导体衬底表面形成有氮氧化层。优选地，所述鳍片材料与半导体衬底材料一致。优选地，所述半导体衬底可以为Si衬底，所述氮氧化层包括氮氧化硅。进一步地，所述半导体结构还可以包括：沟道区，位于所述鳍片的中间；栅堆叠，与所述沟道区邻接，且形成于所述半导体衬底上；源/漏极，位于所述沟道区两侧的鳍片内。其中，所述栅堆叠包括可以栅介质层和位于栅介质层上的栅电极，所述栅介质层从所述鳍片的侧壁延伸至半导体衬底上；或者所述栅堆叠可以包括栅介质层和位于栅介质层上的栅电极，所述栅介质层从所述鳍片顶部的氮氧化硅层及鳍片侧壁延伸至半导体衬底上。根据本专利技术的另一个方面，提出了一种半导体结构的制作方法，包括下列步骤：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成鳍片；在所述鳍片顶部及半导体衬底表面形成氮氧化层，在所述鳍片的侧壁形成氧化层；去除所述鳍片两侧的氧化层。可选地，在所述鳍片顶部及半导体衬底表面形成氮氧化层，在所述鳍片的侧壁形成氧化层的步骤可以包括：向所述半导体衬底的表面和鳍片顶部注入氮离子；对所述半导体衬底的表面和鳍片表面进行氧化，以使所述鳍片两侧形成氧化层，所述鳍片两侧的半导体衬底上以及鳍片顶部形成氮氧化层。可选地，在对所述半导体衬底的表面和鳍片表面进行氧化之后，还可以包括退火步骤。可选地，在所述鳍片顶部及半导体衬底表面形成氮氧化层，在所述鳍片的侧壁形成氧化层的步骤可以包括：对所述半导体衬底的表面和鳍片表面进行氧化，以使所述半导体衬底和鳍片表面形成氧化层；向所述半导体衬底的表面和鳍片顶部注入氮离子，并进行退火，以使所述鳍片两侧的半导体衬底上以及鳍片顶部的氧化层形成氮氧化层，所述鳍片两侧保留氧化层。可选地，采用缓冲氧化刻蚀剂刻蚀去除鳍片两侧的氧化层。优选地，所述半导体衬底为Si衬底，所述氮氧化层包括氮氧化硅，所述氧化层包括氧化硅。可选地，去除鳍片两侧的氧化层后，本专利技术的实施例提供的方法还可以包括步骤：在所述半导体衬底和鳍片表面形成栅介质层和栅导电层；图案化刻蚀栅导电层和栅介质层至露出半导体衬底，在鳍片中央及半导体衬底上形成栅堆叠；在栅堆叠两侧形成栅极侧墙；在栅堆叠和栅极侧墙两侧的鳍片两端形成源/漏极。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：通过向所述半导体衬底的表面和鳍片顶部注入氮离子以形成氮氧化层，而在鳍片的侧壁形成氧化层，由于氮氧化层和氧化层是不同的物质，可以选择对氮氧化层和氧化层刻蚀速率不同的刻蚀剂刻蚀去除氧化层，而对氮氧化层的影响很小；因此，在刻蚀去除氧化层后，仍会在半导体衬底表面及鳍片顶部保留适当厚度的氮氧化层用于器件间的隔离保护，同时能够将鳍片两侧的氧化层去除干净，提高了晶体管的电性能。进一步，由于鳍片材料与半导体衬底材料一致，由于鳍片下方为半导体基底，而非以氧化层为材料的绝缘层，半导体材料的导热性比氧化层好，有利于鳍片散热。附图说明图1为现有鳍型场效应晶体管的结构示意图；图2为本专利技术形成包含鳍片的半导体结构具体实施方式的工艺流程图；图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9a、图9b、图10a、图10b为本专利技术制作鳍型场效应晶体管的实施例示意图。具体实施方式现有工艺在形成鳍型场效应晶体管的过程中，会采用热氧化法在半导体衬底表面形成氧化硅层，用于隔离器件和半导体衬底；由于通常采用硅作为半导体衬底，而鳍片也是由含硅材料构成，因此在热氧化过程中，鳍片的两侧及表面也会形成氧化硅层，其厚度与半导体衬底表面的氧化硅层一致。在刻蚀氧化硅层时，鳍片两侧的氧化硅层难以去除干净，对器件的栅控能力有很大的影响。本专利技术通过改进工艺，在半导体衬底表面及鳍片顶部保留适当厚度的氧化层用于器件间的隔离保护的同时，能将鳍片两侧的氧化层去除干净。根据本专利技术的一个实施例，形成包含鳍片的半导体结构具体实施方式的工艺流程如图2所示，步骤S11，提供半导体衬底；步骤S12，在所述半导体衬底上形成鳍片；步骤S13，在所述鳍片顶部及半导体衬底表面形成氮氧化层，在所述鳍片的侧壁形成氧化层；步骤S14，刻蚀去除鳍片两侧的氧化层。基于上述实施方式形成的包含鳍片的半导体结构，包括：半导体衬底，位于半导体衬底上的鳍片，其特征在于，仅所述鳍片顶部及半导体衬底表面形成有氮氧化层，而在鳍片的侧壁没有氧化层或氮氧化层。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9a、图9b、图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，包括：半导体衬底以及位于所述半导体衬底上的鳍片，
其特征在于，仅在所述鳍片顶部及半导体衬底表面形成有氮氧化层。
2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述鳍片材料与半导
体衬底材料一致。
3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体衬底为Si
衬底，所述氮氧化层包括氮氧化硅。
4.根据权利要求1至3之一所述的半导体结构，其特征在于，还包括：沟
道区，位于所述鳍片的中间；栅堆叠，与所述沟道区邻接，且形成于所
述半导体衬底上；源/漏极，位于所述沟道区两侧的鳍片内。
5.根据权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述栅堆叠包括栅介
质层和位于栅介质层上的栅电极，所述栅介质层从所述鳍片的侧壁延伸
至半导体衬底上。
6.根据权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述栅堆叠包括栅介
质层和位于栅介质层上的栅电极，所述栅介质层从所述鳍片顶部的氮氧
化硅层及鳍片侧壁延伸至半导体衬底上。
7.一种半导体结构的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：
提供半导体衬底；
在所述半导体衬底上形成鳍片；
在所述鳍片顶部及半导体衬底表面形成氮氧化层，在所述鳍片的侧壁形
成氧化层；
去除所述鳍片两侧的氧化层。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述鳍片顶部及半导体衬
底表面形成氮氧化层，在所述鳍片的侧壁形成氧化层的步骤，包括：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹤飞，骆志炯，刘佳，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：