半导体结构及其形成方法转让专利

申请号 : CN201810029722.8

文献号 : CN110034022A

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发明人 : 张焕云吴健

申请人 : 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司中芯国际集成电路新技术研发(上海)有限公司

摘要 :

一种半导体结构及其形成方法,其中方法包括:提供基底,所述基底上具有伪栅介质层,所述伪栅介质层表面具有伪栅极层,所述伪栅极层侧壁具有侧墙,且所述侧墙位于伪栅介质层的表面,所述基底表面具有第一介质层,所述第一介质层覆盖侧墙的侧壁,且暴露出伪栅极层的顶部表面;去除所述伪栅极层,在所述第一介质层内形成伪栅开口;在所述伪栅开口的侧壁形成第一牺牲层;以所述第一牺牲层为掩膜,去除所述伪栅开口底部的伪栅介质层,在所述侧墙和基底之间形成填充结构。所述方法形成的半导体器件的性能较好。

权利要求 :

1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:

提供基底,所述基底上具有伪栅介质层,所述伪栅介质层表面具有伪栅极层,所述伪栅极层的侧壁具有侧墙,且所述侧墙位于所述伪栅介质层的表面,所述基底表面具有第一介质层,所述第一介质层覆盖侧墙的侧壁,且暴露出伪栅极层的顶部表面;

去除所述伪栅极层,在所述第一介质层内形成伪栅开口;

在所述伪栅开口的侧壁形成第一牺牲层;

以所述第一牺牲层为掩膜,去除所述伪栅开口底部的伪栅介质层,在所述侧墙和基底之间形成填充结构。

2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述伪栅开口的宽度为:

28纳米~32纳米。

3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述侧墙的厚度为:6纳米~9纳米。

4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一牺牲层的形成步骤包括:在所述第一介质层的顶部表面、以及伪栅开口的侧壁和底部表面形成第一牺牲膜;

去除第一介质层和伪栅开口底部的第一牺牲膜,在所述伪栅开口的侧壁形成第一牺牲层。

5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一牺牲膜的材料包括:硅锗。

6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一牺牲层在垂直于伪栅开口侧壁方向上的尺寸为:8纳米~10纳米。

7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述伪栅介质层的材料包括:氧化硅,所述填充结构的材料包括:氧化硅。

8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述基底上具有鳍部和隔离层,所述隔离层的顶部表面低于鳍部的顶部表面,且覆盖鳍部的部分侧壁,所述伪栅介质层覆盖鳍部的部分侧壁和顶部表面,所述栅极层横跨所述鳍部;形成所述填充结构之后,所述形成方法还包括:去除所述第一牺牲层;去除所述第一牺牲层之后,在所述伪栅开口的侧壁以及鳍部的侧壁形成第二牺牲层;形成所述第二牺牲层之后,去除伪栅开口底部鳍部两侧的部分隔离层。

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,所述第二牺牲层的材料包括:硅锗;所述第二牺牲层在垂直于伪栅开口侧壁方向上的尺寸为:2纳米~4纳米。

10.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,去除所述伪栅开口底部鳍部两侧的部分隔离层之后,所述形成方法还包括:在所述伪栅开口内形成栅极结构。

11.一种半导体结构,其特征在于,包括:

基底,所述基底上具有侧墙;

位于所述基底上的第一介质层,所述第一介质层覆盖侧墙的侧壁,所述第一介质层内具有伪栅开口,所述伪栅开口的底部暴露出基底的顶部表面,且所述伪栅开口的侧壁暴露出侧墙;

位于所述侧墙和基底之间的填充结构;

位于所述伪栅开口侧壁侧墙上的第一牺牲层。

12.如权利要求11所述的半导体结构,其特征在于,所述伪栅开口的宽度为:28纳米~

32纳米。

13.如权利要求11所述的半导体结构,其特征在于,所述侧墙的厚度为:6纳米~9纳米。

14.如权利要求11所述的半导体结构,其特征在于,所述侧墙的材料包括氧化硅,所述填充结构的材料包括氧化硅。

15.如权利要求11所述的半导体结构,其特征在于,所述第一牺牲层的材料包括:硅锗。

16.如权利要求11所述的半导体结构,其特征在于,所述第一牺牲层在垂直于伪栅开口侧壁方向上的尺寸为:8纳米~10纳米。

说明书 :

半导体结构及其形成方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

[0002] MOSFET(金属氧化半导体场效应晶体管)是大部分半导体器件的主要构件,当沟道长度小于100nm时,传统的MOSFET中,由于围绕有源区的半导体衬底的半导体材料使源极和漏极区间互动,漏极与源极的距离也随之缩短,产生短沟道效应,这样一来栅极对沟道的控制能力变差,栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大,如此使亚阀值漏电(Subthrehhold leakage)现象更容易发生。
[0003] 鳍式场效晶体管(Fin Field effect transistor,FinFET)是一种新的金属氧化半导体场效应晶体管,其结构通常在绝缘体上硅(SOI)基片上形成,包括狭窄而孤立的硅条(即垂直型的沟道结构,也称鳍片),鳍片两侧带有栅极结构。FinFET结构使得器件更小,性能更高。
[0004] 然而,随着半导体器件集成度的进一步提高,鳍式场效晶体管的性能有待进一步提高。

发明内容

[0005] 本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法,能够改善半导体结构性能。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法,包括:提供基底,所述基底上具有伪栅介质层,所述伪栅介质层表面具有伪栅极层,所述伪栅极层的侧壁具有侧墙,且所述侧墙位于所述伪栅介质层的表面,所述基底表面具有第一介质层,所述第一介质层覆盖侧墙的侧壁,且暴露出伪栅极层的顶部表面;去除所述伪栅极层,在所述第一介质层内形成伪栅开口;在所述伪栅开口的侧壁形成第一牺牲层;以所述第一牺牲层为掩膜,去除所述伪栅开口底部的伪栅介质层,在所述侧墙和基底之间形成填充结构。
[0007] 可选的,所述伪栅开口的宽度为:28纳米~32纳米。
[0008] 可选的,所述侧墙的厚度为:6纳米~9纳米。
[0009] 可选的,所述第一牺牲层的形成步骤包括:在所述第一介质层的顶部表面、以及伪栅开口的侧壁和底部表面形成第一牺牲膜;去除第一介质层和伪栅开口底部的第一牺牲膜,在所述伪栅开口的侧壁形成第一牺牲层。
[0010] 可选的,所述第一牺牲膜的材料包括:硅锗。
[0011] 可选的,所述第一牺牲层在垂直于伪栅开口侧壁方向上的尺寸为:8纳米~10纳米。
[0012] 可选的,所述伪栅介质层的材料包括:氧化硅,所述填充结构的材料包括:氧化硅。
[0013] 可选的,所述基底上具有鳍部和隔离层,所述隔离层的顶部表面低于鳍部的顶部表面,且覆盖鳍部的部分侧壁,所述伪栅介质层覆盖鳍部的部分侧壁和顶部表面,所述栅极层横跨所述鳍部;形成所述填充结构之后,所述形成方法还包括:去除所述第一牺牲层;去除所述第一牺牲层之后,在所述伪栅开口的侧壁以及鳍部的侧壁形成第二牺牲层;形成所述第二牺牲层之后,去除所述伪栅开口底部鳍部两侧的部分隔离层。
[0014] 可选的,所述第二牺牲层的材料包括:硅锗;所述第二牺牲层在垂直于伪栅开口侧壁方向上的尺寸为:2纳米~4纳米。
[0015] 可选的,去除所述伪栅开口底部鳍部两侧的部分隔离层之后,所述形成方法还包括:在所述伪栅开口内形成栅极结构。
[0016] 本发明还提供一种半导体结构,包括:基底;位于所述基底上的第一介质层,所述第一介质层覆盖侧墙的侧壁,所述第一介质层内具有伪栅开口,所述伪栅开口的底部暴露出基底的顶部表面,且所述伪栅开口的侧壁暴露出侧墙;位于所述侧墙和基底之间的填充结构;位于所述伪栅开口侧壁侧墙上的第一牺牲层。
[0017] 可选的,所述伪栅开口的宽度为:28纳米~32纳米。
[0018] 可选的,所述侧墙的厚度为:6纳米~9纳米。
[0019] 可选的,所述侧墙的材料包括氧化硅,所述填充结构的材料包括氧化硅。
[0020] 可选的,所述第一牺牲层的材料包括:硅锗。
[0021] 可选的,所述第一牺牲层在垂直于伪栅开口侧壁方向上的尺寸为:28纳米~32纳米。
[0022] 与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
[0023] 本发明技术方案提供的半导体结构的形成方法中,所述侧墙均位于伪栅介质层表面。在去除所述伪栅开口底部的伪栅介质层之前,在所述伪栅开口的侧壁形成第一牺牲层,所述第一牺牲层对侧墙底部的伪栅介质层进行保护,使得以所述第一牺牲层为掩膜,去除所述伪栅开口底部的伪栅介质层时,侧墙和基底之间未被去除的伪栅介质层用于形成阻挡结构。所述阻挡结构用于填充侧墙与基底表面之间的空隙,因此,能够有效地防止因侧墙与基底之间存在空隙造成的漏电,有利于提高半导体器件的性能。
[0024] 进一步,形成所述填充结构之后,所述形成方法还包括:在所述伪栅开口内形成栅极结构。所述基底上具有鳍部,所述伪栅开口底部暴露出鳍部的部分侧壁和顶部表面。形成所述填充结构之后,形成所述栅极结构之前,所述形成方法包括:在所述伪栅开口和鳍部的侧壁形成第二牺牲层;形成所述第二牺牲层之后,去除部分隔离层。在去除部分隔离层的过程中,所述第二牺牲层对所述填充结构进行保护,防止所述填充结构被去除。同时,去除部分隔离层,使得暴露出的鳍部的高度较高,则后续形成的栅极结构的沟道长度较长,有利于提高半导体器件的电流。

附图说明

[0025] 图1至图2是一种鳍式场效晶体管的形成方法各步骤的结构示意图;
[0026] 图3至图19是本发明一实施例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

[0027] 正如背景技术所述,现有技术中形成的鳍式场效晶体管的性能较差。
[0028] 图1至图2是一种鳍式场效晶体管的形成方法各步骤的结构示意图。
[0029] 请参考图1,提供基底100;在所述基底100表面形成伪栅介质层101,在所述伪栅介质层101的表面形成伪栅极层102;在所述伪栅极层102的侧壁形成侧墙103,且所述侧墙103位于伪栅介质层101表面;在所述伪栅极层102两侧的基底100内形成源漏掺杂区106;在所述基底100和源漏掺杂区106的顶部表面形成第一介质层104,所述第一介质层覆盖侧墙103的侧壁,且暴露出伪栅极层102的顶部表面。
[0030] 请参考图2,去除所述伪栅极层102,在所述第一介质层104内形成伪栅开口105;去除所述伪栅开口105底部的伪栅介质层101(如图1所示)。
[0031] 上述方法中,所述伪栅介质层101的材料包括氧化硅,去除所述伪栅开口105底部的伪栅介质层101的工艺包括湿法刻蚀工艺。由于所述湿法刻蚀工艺不仅具有垂直于基底100表面方向上的刻蚀速率,还具有平行于基底100表面方向上的刻蚀速率。
[0032] 然而,由于侧墙103位于所述伪栅介质层102表面,使得采用湿法刻蚀工艺去除所述伪栅开口105底部的伪栅介质层101,易在侧墙103与基底100之间形成空洞。去除所述伪栅开口105之后,所述形成方法还包括在所述伪栅开口105内形成栅介质层。然而,所述栅介质层难以填充满侧墙103和基底100之间的所述空洞,则所述空洞使得半导体器件在工作状态时易发生漏电,不利于提高半导体器件的性能。
[0033] 为解决所述技术问题,本发明提供了一种半导体结构的形成方法,包括:去除所述伪栅开口底部的伪栅介质层之前,在所述伪栅开口的侧墙形成第一牺牲层,所述第一牺牲层能够对侧墙底部的伪栅介质层进行保护,使得侧墙和基底之间的伪栅介质层不被去除,用于形成填充结构。所述填充结构使得侧墙和基底之间无空洞,则半导体器件不易在侧墙和基底之间发生漏电,有利于提高半导体器件的性能。
[0034] 为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0035] 图3至图19是本发明一实施例半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图。
[0036] 请参考图3,提供基底200。
[0037] 所述基底200上还具有鳍部201。
[0038] 在本实施例中,所述基底200和鳍部201的形成步骤包括:提供初始基底,所述初始基底的表面具有第一掩膜层,所述第一掩膜层的顶部表面暴露出部分初始基底的顶部表面;以所述第一掩膜层为掩膜,刻蚀所述初始基底,形成基底200和位于基底200表面的鳍部201。
[0039] 在本实施例中,所述初始基底的材料为硅,相应的,基底200和鳍部201的材料为硅。
[0040] 在其他实施例中,所述初始基底的材料包括:锗、硅锗、绝缘体上硅或绝缘体上锗,相应的,所述基底和鳍部的材料包括:锗、硅锗、绝缘体上硅或绝缘体上锗。
[0041] 所述第一掩膜层的材料包括:氮化硅或者氮化钛。所述第一掩膜层用于形成基底200和鳍部201的掩膜。
[0042] 以所述第一掩膜层为掩膜,刻蚀所述初始基底的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0043] 所述基底200上还具有隔离层202,所述隔离层202的顶部表面低于鳍部201的顶部表面,且覆盖鳍部201的部分侧壁。
[0044] 所述隔离层202的形成步骤包括:在所述基底200表面、以及鳍部201的侧壁和顶部表面形成隔离材料层;去除部分隔离材料层,形成所述隔离层202。
[0045] 所述隔离材料层的材料包括:氧化硅或者氮氧化硅,相应的,隔离层202的材料包括:氧化硅或者氮氧化硅。
[0046] 所述隔离材料层的形成工艺包括:流体化学气相沉积工艺。
[0047] 去除部分隔离材料层的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0048] 在本实施例中,所述基底200包括第一区A和第二区B,所述第一区A用于形成NMOS晶体管,所述第二区B用于形成PMOS晶体管。
[0049] 在其他实施例中,所述基底仅包括第一区,所述第一区用于形成NMOS晶体管;或者,所述第一区用于形成PMOS晶体管。
[0050] 请参考图4,在所述鳍部201的侧壁和顶部表面形成伪栅介质层203;在所述伪栅介质层203表面形成伪栅极层204;在所述伪栅极层204的侧壁形成侧墙205,且所述侧墙205位于所述伪栅介质层203表面。
[0051] 所述伪栅介质层203的材料包括:氧化硅。所述伪栅介质层203的形成工艺包括:原位水汽生成工艺或者化学氧化工艺。
[0052] 所述栅极层204的形成步骤包括:在所述伪栅介质层203的表面形成栅极材料膜,所述栅极材料膜表面具有第二掩膜层(图中未标出),所述第二掩膜层暴露出部分栅极材料膜的顶部表面;以所述第二掩膜层为掩膜,刻蚀所述栅极材料膜,直至暴露出伪栅介质层201,形成栅极层204。
[0053] 所述第二掩膜层的材料包括:氮化硅或者氮化钛。所述第二掩膜层用于形成栅极层204。
[0054] 以所述第二掩膜层为掩膜,刻蚀所述栅极材料膜的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0055] 所述栅极材料膜的材料包括硅,相应的,所述栅极层204的材料包括硅。所述栅极材料膜的形成工艺包括:化学气相沉积工艺或者物理气相沉积工艺。
[0056] 所述侧墙205的形成工艺包括:在所述伪栅介质层203的顶部表面、以及栅极层204的侧壁和顶部表面形成侧墙膜;去除所述基底200表面以及栅极层204顶部表面的侧墙膜,在所述栅极层204的侧壁形成侧墙205。
[0057] 所述侧墙膜的材料包括:氮化硅,相应的,所述侧墙205的材料包括氮化硅。所述侧墙膜的形成工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0058] 所述侧墙205的厚度为:6纳米~9纳米。
[0059] 去除所述基底200表面以及栅极层204顶部表面的侧墙膜的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0060] 所述侧墙205底部和鳍部201之间具有伪栅介质层203,所述侧墙205和鳍部201之间的伪栅介质层203用于后续形成填充结构,所述填充结构能够防止侧墙205和鳍部201之间产生空洞,有利于防止侧墙205和鳍部201之间漏电,有利于提高半导体器件的性能。
[0061] 请参考图5,在所述伪栅极层204和侧墙205两侧的伪栅介质层203和鳍部201内形成源漏掺杂区。
[0062] 在本实施例中,在所述第一区A的伪栅极层204和侧墙205两侧的伪栅介质层203和鳍部201内形成第一源漏掺杂区206;在所述第二区B的伪栅极层204和侧墙205两侧的伪栅介质层203和鳍部201内形成第二源漏掺杂区207。
[0063] 所述第一源漏掺杂区206的形成步骤包括:在所述第一区A的伪栅极层204和侧墙205两侧的伪栅介质层203和鳍部201内形成第一源漏开口;在所述第一源漏开口内形成第一外延层;在所述第一外延层内掺入第一源漏离子,形成所述第一源漏掺杂区206。
[0064] 在本实施例中,所述第一区A用于形成NMOS晶体管,因此,所述第一外延层的材料包括:碳化硅或者硅,所述第一源漏离子为N型离子,如:磷离子或者砷离子。
[0065] 所述第二源漏掺杂区207的形成步骤包括:在所述第二区B的伪栅极层204和侧墙205两侧的伪栅介质层203和鳍部201内形成第二源漏开口;在所述第二源漏开口内形成第二外延层;在所述第二外延层内掺入第二源漏离子,形成所述第二源漏掺杂区207。
[0066] 在本实施例中,所述第二区B用于形成PMOS晶体管,因此,所述第二外延层的材料包括:硅锗或者硅,所述第二源漏离子为P型离子,如:硼离子。
[0067] 请继续参考图5,形成所述第一源漏掺杂区206和第二源漏掺杂区207之后,所述形成方法还包括:在所述隔离层202、伪栅介质层203、第一源漏掺杂区206和第二源漏掺杂区207的表面、侧墙205的侧壁、以及栅极层204的顶部表面形成停止层208。
[0068] 所述停止层208的材料包括氮化硅。所述停止层208用于后续在第一源漏掺杂区206和第二源漏掺杂区207上形成插塞的停止层,所述停止层208用于第一源漏掺杂区206和第二源漏掺杂区207的顶部表面进行保护,有利于提高第一源漏掺杂区206和第二源漏掺杂区207的性能。
[0069] 请参考图6,在所述停止层208表面形成第一介质层209,所述第一介质层209暴露出伪栅极层204的顶部表面。
[0070] 所述第一介质层209的形成步骤包括:在所述停止膜208的顶部表面形成第一介质材料膜;平坦化所述第一介质材料膜,直至暴露出伪栅极层204的顶部表面,形成第一介质层209。
[0071] 所述第一介质材料膜的材料包括氧化硅,相应的,所述第一介质层209的材料包括氧化硅。所述第一介质材料膜的形成工艺包括:化学气相沉积工艺或者物理气相沉积工艺。
[0072] 所述第一介质层209用于实现半导体不同器件之间的电隔离。
[0073] 请参考图7,去除所述伪栅极层204,在所述第一介质层209内形成伪栅开口210。
[0074] 去除所述伪栅极层204的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0075] 所述伪栅开口210的宽度为:28纳米~32纳米。所述伪栅开口210的宽度指的是第一源漏掺杂区206和第二源漏掺杂区207的中心连线方向上的尺寸。
[0076] 所述伪栅开口210用于后续容纳栅极结构。
[0077] 请参考图8,在所述第一介质层209的表面、以及伪栅开口210的侧壁和底部形成第一牺牲膜211。
[0078] 所述第一牺牲膜211的材料包括:硅锗,所述第一牺牲膜211的形成工艺包括:化学气相沉积工艺或者物理气相沉积工艺。
[0079] 所述第一牺牲膜211在垂直于伪栅开口210侧壁方向上的尺寸为:8纳米~10纳米。
[0080] 所述第一牺牲膜211用于后续形成第一牺牲层,所述第一牺牲膜211的厚度决定后续第一牺牲层的厚度。
[0081] 请参考图9,去除所述第一介质层209表面和伪栅开口210底部的第一牺牲膜211,在所述伪栅开口210的侧壁形成第一牺牲层212。
[0082] 去除所述第一介质层209表面和第一介质层209底部的第一牺牲膜211的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0083] 所述第一牺牲层212由第一牺牲膜211形成,因此,所述第一牺牲层212的材料包括:硅锗,所述第一牺牲层212在垂直于伪栅开口210侧壁方向上的尺寸为:8纳米~10纳米。
[0084] 所述第一牺牲层212位于伪栅开口210侧壁的侧墙205上,所述第一牺牲层212用于对侧墙205底部的伪栅介质层203进行保护,有利于后续在侧墙205和鳍部201之间形成填充结构,使得侧墙205和鳍部201之间无空洞,则能够防止侧墙205和鳍部201之间发生漏电,有利于提高半导体器件的性能。
[0085] 请参考图10,以所述第一牺牲层212为掩膜,刻蚀所述伪栅开口210底部的伪栅介质层203,直至暴露出鳍部201的顶部表面,在所述侧墙205和鳍部201之间形成填充结构280。
[0086] 以所述第一牺牲层212为掩膜,刻蚀所述伪栅开口210底部的伪栅介质层203的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0087] 以所述第一牺牲层212为掩膜,刻蚀所述伪栅开口210底部的伪栅介质层203的过程中,所述伪栅开口210底部暴露出的伪栅介质层203较少,则在去除所述伪栅开口210底部暴露出的伪栅介质层203的过程中,沿平行于基底200表面方向上,去除所述侧墙205和第一牺牲层212底部的伪栅介质层203的量较少,即:在所述侧墙205和鳍部201之间形成填充结构280,则所述侧墙205和鳍部201之间被填充结构280填充,防止侧墙205和鳍部201之间产生空洞,有利于防止侧墙205和鳍部201之间发生漏电。
[0088] 请参考图11,形成所述填充结构280之后,去除所述第一牺牲层212(见图10)。
[0089] 去除所述第一牺牲层212的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0090] 请参考图12,去除所述第一牺牲层212,进行清洗处理。
[0091] 所述清洗处理的工艺参数包括:清洗剂包括稀释的氢氟酸。
[0092] 所述清洗处理用于清洗去除所述第一牺牲层212之后,所残留下的副产物,有利于提高器件的清洁度,提高器件的性能。
[0093] 在本实施例中,去除所述第一牺牲层212之后,沿垂直于侧墙205侧壁方向上,填充结构280的尺寸大于侧墙205的尺寸。在所述清洗处理过程中,部分填充结构280也被去除,且所述侧墙205和鳍部201之间仍充满填充结构280,则所述侧墙205和鳍部201之间无空洞,有利于防止侧墙205和鳍部201之间发生漏电。
[0094] 请参考图13,进行所述清洗处理之后,在所述第一介质层209的表面、以及伪栅开口210的侧壁和顶部表面形成第二牺牲膜213。
[0095] 所述第二牺牲膜213的材料包括:硅锗。
[0096] 所述第二牺牲膜213在垂直于伪栅开口210侧壁方向上的尺寸为:2纳米~4纳米。
[0097] 所述第二牺牲膜213的形成工艺包括:化学气相沉积工艺或者物理气相沉积工艺。所述第二牺牲膜213用于后续形成第二牺牲层。
[0098] 请参考图14和图15,图15是图14沿C-C1线的剖面示意图,图14是图15沿D-D1线的剖面示意图,去除所述第一介质层209表面和伪栅开口210底部的第二牺牲膜213,在所述伪栅开口210的侧壁形成第二牺牲层214。
[0099] 去除所述第一介质层209表面和伪栅开口210底部的第二牺牲膜213的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。所述第二牺牲层214的材料包括:硅锗。
[0100] 所述第二牺牲层214在垂直于伪栅开口210侧壁方向上的尺寸为:2纳米~4纳米。
[0101] 所述第二牺牲层214用于后续去除部分隔离层202时保护侧墙205和鳍部201之间的填充结构280,防止侧墙205和鳍部201之间产生空洞,防止侧墙205和鳍部201之间发生漏电,有利于提高半导体器件的性能。
[0102] 请参考图16和图17,去除所述伪栅开口210两侧的部分隔离层202。
[0103] 需要说明的是,图16与图15的剖面方向一致,图17与图14的剖面方向一致。
[0104] 去除所述伪栅开口210两侧的部分隔离层202,则暴露出的鳍部201的高度较高,则所形成的半导体器件的沟道长度较长,有利于提高半导体器件的电学性能。
[0105] 并且,在去除所述伪栅开口210两侧的部分隔离层202的过程中,所述第二牺牲层214对填充结构280进行保护,防止所述填充结构280被去除,则侧墙205和鳍部201之间不易产生空洞,使得侧墙205和鳍部201之间不易发生漏电,半导体器件的性能较好。
[0106] 请参考图18,去除所述伪栅开口210两侧的部分隔离层202之后,去除所述第二牺牲层214(见图17)。
[0107] 去除所述第二牺牲层214的工艺包括:干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
[0108] 请参考图19,去除所述第二牺牲层214(见图17)之后,在所述伪栅开口210(见图18)内形成栅极结构216。
[0109] 所述栅极结构216包括:栅介质层(图中未示出)和位于栅介质层表面的栅极层。
[0110] 所述栅介质层为高K介质材料,所述K值范围:K大于3.9。在本实施例中,所述栅介质层的材料为氧化铪。
[0111] 在其他实施例中,所述栅介质层的材料包括:氧化锆、氧化铪硅、氧化镧、氧化锆硅、氧化钛、氧化钽、氧化钡锶钛、氧化钡钛、氧化锶钛或氧化铝。
[0112] 所述栅极层的材料为金属。在本实施例中,所述栅极层的材料为钨。在其他实施例中,所述栅极层的材料包括:铝、铜、钛、银、金、铅或者镍。
[0113] 本发明还提供一种半导体结构,请参考图10,包括:基底200,所述基底200上具有侧墙205;位于所述基底200上的第一介质层209,所述第一介质层209覆盖侧墙205的侧壁,所述第一介质层209内具有伪栅开口210,所述伪栅开口210的底部暴露出基底200的顶部表面,且所述伪栅开口210侧壁还暴露出侧墙205;位于所述侧墙205与基底200之间具有填充结构280;位于所述伪栅开口210侧壁侧墙205上的第一牺牲层212。
[0114] 所述伪栅开口210的宽度为:28纳米~32纳米。
[0115] 所述侧墙205的厚度为:6纳米~9纳米。
[0116] 所述侧墙205的材料包括氧化硅,所述填充结构280的材料包括氧化硅。
[0117] 所述第一牺牲层212的材料包括:硅锗,所述第一牺牲层212在垂直于伪栅开口210侧壁方向上的尺寸为:8纳米~10纳米。
[0118] 虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。