半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，工藝節(jié)點(diǎn)逐漸減小，后柵（gate-last)工藝得 到了廣泛應(yīng)用，以獲得理想的閾值電壓，改善器件性能。但是當(dāng)器件的特征尺寸進(jìn)一步下降 時(shí)，即使采用后柵工藝，常規(guī)的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)也已經(jīng)無(wú)法滿足對(duì)器件性能的需求，鰭 式場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Fin FET)作為一種多柵器件得到了廣泛的關(guān)注。
[0003] 在形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的過(guò)程中，根據(jù)晶體管的性能要求，需要對(duì)鰭部進(jìn)行離 子注入然后再在鰭部上形成柵極結(jié)構(gòu)。所述離子注入包括閾值調(diào)整注入、源漏穿通阻擋注 入等。在實(shí)際工藝中，通常會(huì)在襯底上形成若干鰭部，然后對(duì)不同的鰭部分別進(jìn)行離子注 入，需要在鰭部上形成掩膜層以定義離子注入的區(qū)域，從而保護(hù)所述不需要進(jìn)行離子注入 的鰭部。所述掩膜層的形成過(guò)程包括：在半導(dǎo)體襯底上形成覆蓋鰭部的掩膜材料之后，對(duì)所 述掩膜材料進(jìn)行圖形化，暴露出需要進(jìn)行離子注入的鰭部。在進(jìn)行圖形化的過(guò)程中，往往會(huì) 對(duì)鰭部的表面造成損傷，使鰭部表面產(chǎn)生較多缺陷。
[0004] 鰭部表面缺陷增多會(huì)導(dǎo)致后續(xù)形成的柵極結(jié)構(gòu)與鰭部之間的界面質(zhì)量變差，影響 最終形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成，保護(hù)鰭部表面，從而提高柵極 結(jié)構(gòu)與鰭部之間的界面質(zhì)量，進(jìn)而提高鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能。
[0006] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯 底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成若干凸起的分立的鰭部；在所述半導(dǎo)體襯底上形成隔離層， 所述隔離層的表面低于鰭部的頂部表面并且覆蓋鰭部的部分側(cè)壁；在所述鰭部上形成保護(hù) 層，用于使鰭部與外界隔離，并且所述保護(hù)層的材料與隔離層的材料不同；在所述保護(hù)層 表面形成覆蓋部分鰭部的掩膜層，所述保護(hù)層在形成掩膜層的過(guò)程中保護(hù)鰭部表面不受損 傷；對(duì)未被掩膜層覆蓋的鰭部進(jìn)行離子注入。
[0007] 可選的，在形成所述保護(hù)層之前，在所述鰭部表面形成緩沖層，所述緩沖層用于消 除保護(hù)層的應(yīng)力
[0008] 可選的，所述保護(hù)層的材料為氮化硅或氮氧化硅。
[0009] 可選的，采用化學(xué)氣相沉積工藝或原子層沉積工藝形成所述保護(hù)層。
[0010] 可選的，所述保護(hù)層的厚度小于100 A。
[0011] 可選的，所述緩沖層的材料為氧化硅。
[0012] 可選的，采用化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或熱氧化工藝形成所述緩沖層。
[0013] 可選的，所述緩沖層的厚度小于I(K) A。
[0014] 可選的，所述半導(dǎo)體襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述鰭部包括位于第一區(qū)域 上的第一鰭部和位于第二區(qū)域上的第二鰭部。
[0015] 可選的，在所述保護(hù)層表面形成覆蓋部分鰭部的掩膜層，對(duì)未被掩膜層覆蓋的鰭 部進(jìn)行離子注入的方法包括：形成覆蓋第二區(qū)域的第一掩膜層，暴露出第一區(qū)域；以所述 第一掩膜層為掩膜，對(duì)所述第一區(qū)域上的第一鰭部進(jìn)行離子注入；去除第一掩膜層后，形成 覆蓋第一區(qū)域的第二掩膜層，暴露出第二區(qū)域；以所述第二掩膜層為掩膜，對(duì)所述第二區(qū)域 上的第二鰭部進(jìn)行離子注入；去除第二掩膜層。
[0016] 可選的，所述第一掩膜層的材料為光刻膠，所述第二掩膜層的材料為光刻膠。
[0017] 可選的，所述第一掩膜層的形成方法包括：在所述半導(dǎo)體襯底上形成光刻膠層，對(duì) 所述光刻膠層進(jìn)行曝光顯影，去除位于第一區(qū)域上的光刻膠層，形成覆蓋第二區(qū)域的第一 掩膜層。
[0018] 可選的，所述第二掩膜層的形成方法包括：在所述半導(dǎo)體襯底上形成光刻膠層，對(duì) 所述光刻膠層進(jìn)行曝光顯影，去除位于第二區(qū)域上的光刻膠層，形成覆蓋第一區(qū)域的第二 掩膜層。
[0019] 可選的，采用濕法刻蝕工藝或灰化工藝去除所述第一掩膜層和第二掩膜層。
[0020] 可選的，還包括：對(duì)所述鰭部進(jìn)行離子注入之后，對(duì)所述鰭部進(jìn)行退火處理，激活 所述鰭部?jī)?nèi)的摻雜離子。
[0021] 可選的，還包括：在對(duì)所述鰭部進(jìn)行退火處理之后，去除所述保護(hù)層。
[0022] 可選的，采用濕法刻蝕工藝去除所述保護(hù)層。
[0023] 可選的，所述濕法刻蝕過(guò)程中，保護(hù)層與隔離層之間的刻蝕選擇比大于30。
[0024] 可選的，所述濕法刻蝕工藝采用的刻蝕溶液為磷酸溶液，磷酸的濃度為70 %~ 85%，溫度為150°〇~2001：。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0026] 本發(fā)明的技術(shù)方案，在半導(dǎo)體襯底上形成若干鰭部后，在所述半導(dǎo)體襯底上形成 隔離層，所述隔離層的表面低于鰭部的表面并且覆蓋鰭部的部分側(cè)壁；然后在所述鰭部表 面形成保護(hù)層，所述保護(hù)層使鰭部表面與外界隔離，并且所述保護(hù)層的材料與所述隔離層 的材料不同。在所述保護(hù)層表面形成覆蓋部分鰭部的掩膜層，所述鰭部表面的保護(hù)層在形 成所述掩膜層的過(guò)程中，保護(hù)所述鰭部的表面不受損傷，從而避免鰭部表面在形成掩膜層 的掩膜層的過(guò)程中產(chǎn)生缺陷而影響最終形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能。并且，所述保護(hù) 層的材料與隔離層材料不同，在后續(xù)去除保護(hù)層的過(guò)程中，可以避免對(duì)隔離層造成損傷。
[0027] 進(jìn)一步，在形成所述保護(hù)層之前，在鰭部表面形成緩沖層，所述緩沖層可以消除保 護(hù)層的應(yīng)力，避免保護(hù)層與鰭部直接接觸而導(dǎo)致鰭部表面的晶格發(fā)生變化，從而進(jìn)一步避 免鰭部表面產(chǎn)生缺陷。
[0028] 進(jìn)一步，所述緩沖層和保護(hù)層的厚度小于100 A，避免所述緩沖層和保護(hù)層的厚 度過(guò)大而阻擋離子注入過(guò)程中的摻雜離子進(jìn)入所述鰭部?jī)?nèi)，影響離子注入的效果。
[0029] 進(jìn)一步的，所述掩膜層的材料為光刻膠，可以采用灰化工藝去除所述掩膜層。所述 保護(hù)層在去除所述掩膜層的過(guò)程中，阻擋灰化工藝中的氧等離子體與鰭部表面發(fā)生反應(yīng)， 從而可以避免鰭部表面被氧化而影響后續(xù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1至圖9是本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 如【背景技術(shù)】中所述，在形成離子注入的掩膜層的過(guò)程中，會(huì)對(duì)鰭部表面造成損傷， 影響最終形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能。
[0032] 本實(shí)施例中，在鰭部表面形成保護(hù)層之后，再進(jìn)行掩膜層，使鰭部的表面與外界隔 離，從而在形成所述掩膜層的過(guò)程中不會(huì)受到損傷，并且所述保護(hù)層的材料與隔離層的材 料不同，在去除所述保護(hù)層的過(guò)程中不會(huì)損傷到隔離層，從而可以避免影響隔離層的隔離 效果。
[0033] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0034] 請(qǐng)參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底100,在所述半導(dǎo)體襯底100上形成若干凸起的分立 的鰭部。
[0035] 本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底100包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域II，所述鰭部包括： 在第一區(qū)域I上形成的若干第一鰭部101、在第二區(qū)域II上形成的若干第二鰭部102。
[0036] 在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述鰭部的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際電路需求而設(shè)定，可以 為一個(gè)或多個(gè)。
[0037] 所述半導(dǎo)體襯底100的材料包括硅、鍺、鍺化硅、砷化鎵等半導(dǎo)體材料，所