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)體領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路制造技術(shù)的不斷發(fā)展，晶體管的特征尺寸也越來越小，在晶體管特征尺寸不斷縮小情況下，為了提高晶體管的源極和漏極的電子遷移速率，材料為鍺的有源區(qū)被引入到P型晶體管和N型晶體管中。隨著晶體管的特征尺寸進(jìn)一步減小，材料為三五族元素的有源區(qū)被引入到N型晶體管來代替材料為鍺的有源區(qū)。
[0003]圖1?圖4是現(xiàn)有技術(shù)中的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的剖面結(jié)構(gòu)流程示意圖。參考圖1?圖4，具體形成過程如下:
[0004]參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底100，半導(dǎo)體襯底100包括NM0S區(qū)域A和PM0S區(qū)域B。NM0S區(qū)域A用來形成NM0S晶體管，PM0S區(qū)域B用來形成PM0S晶體管。在NM0S區(qū)域A的半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成至少一個淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI)lOl。在PMOS區(qū)域B的半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成至少一個淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)201。
[0005]接著，參考圖2，刻蝕NM0S區(qū)域A的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底形成NM0S區(qū)域A的第一凹槽103，第一凹槽103的深度小于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101的深度?？涛gPM0S區(qū)域B的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)201兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底形成PM0S區(qū)域B的第一凹槽203，第一凹槽203的深度小于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)201的深度。
[0006]接著，參考圖3，在NM0S區(qū)域A的第一凹槽103內(nèi)形成鍺層104a，NMOS區(qū)域A的鍺層104a填充滿第一凹槽103且高于半導(dǎo)體襯底100，NM0S區(qū)域A的鍺層104a在第一凹槽103中的部分被隔離結(jié)構(gòu)101隔離，NM0S區(qū)域A的鍺層104a高于半導(dǎo)體襯底100的部分呈分立結(jié)構(gòu)。在PM0S區(qū)域B的第一凹槽203內(nèi)形成鍺層204a，PM0S區(qū)域B的鍺層204a填充滿第一凹槽203且高于半導(dǎo)體襯底，PM0S區(qū)域B的鍺層204a在第一凹槽203的部分被淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)201隔離，PM0S區(qū)域B的鍺層204a高于半導(dǎo)體襯底100的部分呈分立結(jié)構(gòu)。
[0007]接著，參考圖4，采用化學(xué)機(jī)械研磨的方法將高于半導(dǎo)體襯底的NM0S區(qū)域A的鍺層104a和PM0S區(qū)域B的鍺層204a去除。NM0S區(qū)域A中的第一凹槽103內(nèi)形成第一剩余鍺層104b。PMOS區(qū)域B的第一凹槽203內(nèi)形成第一剩余鍺層204b。這樣，就形成了 NM0S區(qū)域A的有源區(qū)和PM0S區(qū)域B的有源區(qū)。
[0008]接著，在NM0S區(qū)域A的有源區(qū)上形成NM0S區(qū)域A的柵極結(jié)構(gòu)，在NM0S區(qū)域A的柵極結(jié)構(gòu)的周圍形成側(cè)墻，以NM0S區(qū)域A的側(cè)墻為掩膜，在NM0S區(qū)域A側(cè)墻兩側(cè)的有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，形成NM0S區(qū)域A的源極和漏極。在PM0S區(qū)域B的有源區(qū)上形成PM0S區(qū)域B的柵極結(jié)構(gòu)，在PM0S區(qū)域B的柵極結(jié)構(gòu)的周圍形成側(cè)墻，以PM0S區(qū)域B的側(cè)墻為掩膜，在PM0S區(qū)域B的側(cè)墻兩側(cè)的有源區(qū)進(jìn)行P型離子注入，形成PM0S區(qū)域B的源極和漏極。
[0009]然而，采用現(xiàn)有技術(shù)的方法，形成的NM0S區(qū)域A的有源區(qū)和形成的PM0S區(qū)域B的有源區(qū)的性能不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明解決的問題是采用現(xiàn)有技術(shù)的方法，形成的NM0S區(qū)域的有源區(qū)和形成的PM0S區(qū)域的有源區(qū)的性能不佳，從而使半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能不佳。
[0011]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:
[0012]提供半導(dǎo)體襯底；
[0013]在所述半導(dǎo)體襯底上形成至少一個隔離結(jié)構(gòu)；
[0014]在所述隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第一凹槽，所述第一凹槽深度小于所述隔離結(jié)構(gòu)的深度；
[0015]在所述第一凹槽內(nèi)填充滿第一半導(dǎo)體材料層，且第一半導(dǎo)體材料層高于所述半導(dǎo)體襯底，所述高于半導(dǎo)體襯底的第一半導(dǎo)體材料層呈分立結(jié)構(gòu)；
[0016]在所述半導(dǎo)體襯底、隔離結(jié)構(gòu)、第一半導(dǎo)體材料層上形成第一連接層；
[0017]去除高于半導(dǎo)體襯底的第一半導(dǎo)體材料層和第一連接層。
[0018]可選的，去除高于半導(dǎo)體襯底的第一半導(dǎo)體材料層和第一連接層后，還包括對所述第一半導(dǎo)體材料層進(jìn)行P型摻雜的步驟。
[0019]可選的，所述半導(dǎo)體襯底包括PM0S區(qū)域和NM0S區(qū)域；
[0020]所述隔離結(jié)構(gòu)包括PM0S區(qū)域的隔離結(jié)構(gòu)和NM0S區(qū)域的隔離結(jié)構(gòu)；
[0021]所述第一凹槽包括PM0S區(qū)域的第一凹槽和NM0S區(qū)域的第一凹槽；
[0022]所述第一半導(dǎo)體材料層包括PM0S區(qū)域的第一半導(dǎo)體材料層和NM0S區(qū)域的第一半導(dǎo)體材料層；
[0023]去除高于半導(dǎo)體襯底的第一半導(dǎo)體材料層和第一連接層后，還包括:
[0024]對所述PM0S區(qū)域的第一半導(dǎo)體材料層進(jìn)行P型摻雜，對所述NM0S區(qū)域第一半導(dǎo)體材料層進(jìn)行N型摻雜。
[0025]可選的，所述第一半導(dǎo)體材料層為鍺。
[0026]可選的，所述第一半導(dǎo)體材料層的形成方法為選擇性外延生長。
[0027]可選的，所述第一連接層的材料為氧化硅或氮化硅。
[0028]可選的，去除高于半導(dǎo)體襯底的第一半導(dǎo)體材料層和第一連接層后，還包括下列步驟:
[0029]在剩余的所述第一半導(dǎo)體材料層內(nèi)形成第二凹槽，所述第二凹槽的底部露出第一半導(dǎo)體材料層；
[0030]在所述第二凹槽內(nèi)的第一半導(dǎo)體材料層上形成過渡層，所述過渡層與所述半導(dǎo)體襯底上表面齊平；
[0031 ] 在所述過渡層上形成第二半導(dǎo)體材料層；
[0032]對所述第二半導(dǎo)體材料層進(jìn)行N型摻雜。
[0033]可選的，在剩余的所述第一半導(dǎo)體材料層內(nèi)形成第二凹槽的方法為干法刻蝕或濕法腐蝕。
[0034]可選的，在所述第二凹槽內(nèi)的第一半導(dǎo)體材料層上形成過渡層，所述過渡層與所述半導(dǎo)體襯底上表面齊平，包括:
[0035]在所述第二凹槽內(nèi)填充滿過渡層，所述過渡層高于所述半導(dǎo)體襯底，且高于所述半導(dǎo)體襯底的所述過渡層呈分立結(jié)構(gòu)；
[0036]在所述半導(dǎo)體襯底、隔離結(jié)構(gòu)、過渡層上形成第二連接層；
[0037]去除高于半導(dǎo)體襯底的過渡層和第二連接層。
[0038]可選的，所述半導(dǎo)體襯底包括PM0S區(qū)域和NM0S區(qū)域；
[0039]所述隔離結(jié)構(gòu)包括PM0S區(qū)域的隔離結(jié)構(gòu)和NM0S區(qū)域的隔離結(jié)構(gòu)；
[0040]所述第一凹槽包括PM0S區(qū)域的第一凹槽和NM0S區(qū)域的第一凹槽；
[0041]所述第一半導(dǎo)體材料層包括PM0S區(qū)域的第一半導(dǎo)體材料層和NM0S區(qū)域的第一半導(dǎo)體材料層；
[0042]去除高于半導(dǎo)體襯底的第一半導(dǎo)體材料層和第一連接層后，還包括:
[0043]在所述NM0S區(qū)域的剩余的第一半導(dǎo)體材料層內(nèi)形成第二凹槽，所述第二凹槽的底部露出所述第一半導(dǎo)體材料層；
[0044]在所述第二凹槽內(nèi)的第一半導(dǎo)體材料層上形成過渡層，所述過渡層與所述半導(dǎo)體襯底上表面齊平；
[0045]在所述過渡層上形成第二半導(dǎo)體材料層；
[0046]對所述PM0S區(qū)域的第一半導(dǎo)體材料層進(jìn)行P型摻雜，對所述第二半導(dǎo)體材料層進(jìn)行N型摻雜。
[0047]可選的，在所述NM0S區(qū)域的剩余的第一半導(dǎo)體材料層內(nèi)形成第二凹槽的方法包括:
[0048]在所述PM0S區(qū)域的第一半導(dǎo)體材料層、隔離結(jié)構(gòu)上形成圖形化的掩膜層，所述圖形化的掩膜層露出所述NM0S區(qū)域的剩余的第一半導(dǎo)體材料層；
[0049]以所述圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕所述NM0S區(qū)域的剩余的第一半導(dǎo)體材料層，在所述NM0S區(qū)域的剩余的第一半導(dǎo)體材料層內(nèi)形成第二凹槽，所述第二凹槽的底部露出所述第一半導(dǎo)體材料層；
[0050]形成第二凹槽后，去除所述圖形化的掩膜層。
[0051]可選的，在所述第二凹槽內(nèi)的第一半導(dǎo)體材料層上形成過渡層，所述過渡層與所述半導(dǎo)體襯底上表面齊平，包括:
[0052]在所述第二凹槽內(nèi)的第一半導(dǎo)體材料層上形成過渡層同時，在所述PM0S區(qū)域的第一半導(dǎo)體材料層上形成過渡層，所述過渡層高于半導(dǎo)體襯底且高于半導(dǎo)體襯底的部分呈分立結(jié)構(gòu)；
[0053]在所述PM0S區(qū)域和NM0S區(qū)域的半導(dǎo)體襯底、PM0S區(qū)域和NM0S區(qū)域的隔離結(jié)構(gòu)、PM0S區(qū)域和NM0S區(qū)域的過渡層上形成第二連接層；
[0054]去除高于半導(dǎo)體襯底的過渡層和第二連接層。
[0055]可選的，所述過渡層的材料為磷化銦。
[0056]可選的，在所述第二凹槽內(nèi)的第一半導(dǎo)體材料層上形成過渡層的方法為選擇性外延生長。
[0057]可選的，所述第二連接層的材料為氧化硅或氮化硅。
[0058]可選的，所述第二連接層的厚度為大于等于30埃且小于等于100埃。
[0059]可選的，所述第二半導(dǎo)體材料層為銦鎵砷或砷化鎵。
[0060]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):
[0061]在所述半導(dǎo)體襯底、隔離結(jié)構(gòu)、第一半導(dǎo)體材料層上形成第一連接層，第一連接層可以將高于半導(dǎo)體襯底的、呈分立結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體材料層進(jìn)行連接，也就是說，第一連接層可以將高于半導(dǎo)體襯底的孤立的、呈島狀結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體材料層進(jìn)行連接。接著，將高于半導(dǎo)體襯底的第一半導(dǎo)體材料層和第一連接層去除。上述去除過程中，第一連接層可以防止第一凹槽內(nèi)的第一半導(dǎo)體材料層產(chǎn)生斷裂，從而可以防止第一凹槽內(nèi)剩余的第一半導(dǎo)體材料層低于半導(dǎo)體襯底，這樣，