本發(fā)明實施例涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體集成電路(integrated?circuit，ic)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體技術(shù)在摩爾定律的驅(qū)動下持續(xù)地朝更小的工藝節(jié)點邁進，使得集成電路朝著體積更小、電路精度更高、電路復(fù)雜度更高的方向發(fā)展。

2、為了更好的適應(yīng)器件尺寸按比例縮小的要求，半導(dǎo)體工藝逐漸開始從平面晶體管向具有更高功效的三維立體式的晶體管過渡，如：鰭式場效應(yīng)晶體管(fin?field?effecttransistor，finfet)等。其中，鰭式場效應(yīng)晶體管中，柵極三面包圍鰭(fin)狀的溝道，與平面晶體管相比，鰭式場效應(yīng)晶體管的柵極對溝道的控制能力更強，能夠更好的抑制短溝道效應(yīng)。

3、在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，根據(jù)工藝要求，通常會采用鰭切(fin?cut)工藝去除不需要的鰭部。但是，經(jīng)過鰭切工藝后形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能仍有待提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，以提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

2、為解決上述問題，本發(fā)明實施提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：襯底，所述襯底包括隔斷區(qū)和有源區(qū)；鰭部，位于所述有源區(qū)的襯底上；隔離層，位于所述襯底上，所述隔離層包括第一隔離層和第二隔離層；其中，所述第一隔離層位于所述隔斷區(qū)和有源區(qū)的襯底上，所述有源區(qū)的第一隔離層覆蓋所述鰭部的側(cè)壁，所述隔斷區(qū)的第一隔離層沿所述鰭部的排列方向間隔分立設(shè)置；所述第二隔離層位于所述隔斷區(qū)的襯底上，所述第二隔離層位于相鄰的所述第一隔離層之間，且所述第二隔離層的頂部與所述有源區(qū)的第一隔離層的頂部相齊平。

3、相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底包括隔斷區(qū)和有源區(qū)，所述隔斷區(qū)和有源區(qū)的襯底上形成有鰭部；在所述鰭部側(cè)部的襯底上形成第一隔離層，所述第一隔離層覆蓋所述鰭部的側(cè)壁；去除部分厚度的所述隔斷區(qū)的鰭部和第一隔離層，在所述隔斷區(qū)中形成第一凹槽，所述第一凹槽由剩余的所述鰭部和第一隔離層、以及所述有源區(qū)的第一隔離層圍成；去除所述第一凹槽底部的鰭部，形成與所述第一凹槽相連通的第二凹槽，所述第二凹槽暴露所述隔斷區(qū)的襯底頂部；在所述第一凹槽和第二凹槽中形成第二隔離層，所述第二隔離層覆蓋所述第一凹槽的側(cè)壁，所述第二隔離層和第一隔離層構(gòu)成隔離層。

4、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

5、本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，隔離層包括第一隔離層和第二隔離層，所述第一隔離層位于所述隔斷區(qū)和有源區(qū)的襯底上，所述有源區(qū)的第一隔離層覆蓋所述鰭部的側(cè)壁，所述隔斷區(qū)的第一隔離層沿所述鰭部的排列方向間隔分立設(shè)置；所述第二隔離層位于所述隔斷區(qū)的襯底上，所述第二隔離層位于相鄰的所述第一隔離層之間，且所述第二隔離層的頂部與所述有源區(qū)的第一隔離層的頂部相齊平；所述隔離層由所述第一隔離層和第二隔離層依次分步形成，通常先在所述鰭部側(cè)部的襯底上形成第一隔離層，所述第一隔離層覆蓋所述鰭部的側(cè)壁，再去除部分厚度的所述隔斷區(qū)的鰭部和第一隔離層，在所述隔斷區(qū)中形成第一凹槽；形成所述第一凹槽后，先去除所述第一凹槽底部的鰭部，形成與所述第一凹槽相連通的第二凹槽，再在所述第一凹槽和第二凹槽中形成第二隔離層，從而使得所述隔離區(qū)中的第二隔離層位于相鄰的第一隔離層之間，由于所述鰭部的側(cè)壁上覆蓋有第一隔離層，減小了去除鰭部的工藝對剩余鰭部的應(yīng)力作用，從而降低了所述鰭部發(fā)生鰭部彎曲(fin?bending)問題的概率，相應(yīng)提高了鰭部的質(zhì)量；而且，在形成第二隔離層時，隔斷區(qū)的襯底上仍有部分厚度的第一隔離層，即形成的第二隔離層厚度較小，因而減小了第二隔離層的形成對與所述隔斷區(qū)相鄰的有源區(qū)的鰭部的應(yīng)力作用，從而也降低了所述鰭部發(fā)生鰭部彎曲問題的概率，相應(yīng)也提高了鰭部的質(zhì)量，進而提高了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

6、本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法中，先在所述鰭部側(cè)部的襯底上形成第一隔離層，所述第一隔離層覆蓋所述鰭部的側(cè)壁，再去除部分厚度的所述隔斷區(qū)的鰭部和第一隔離層，在所述隔斷區(qū)中形成第一凹槽；形成第一凹槽后，先去除所述第一凹槽底部的鰭部，形成與所述第一凹槽相連通的第二凹槽，再在所述第一凹槽和第二凹槽中形成第二隔離層，所述第二隔離層覆蓋所述第一凹槽的側(cè)壁，從而使得隔離區(qū)中的第二隔離層位于相鄰的第一隔離層之間，且所述第二隔離層和第一隔離層構(gòu)成隔離層。由此可見，所述隔離層由所述第一隔離層和第二隔離層依次分步形成，在形成所述第一凹槽的過程中，由于所述鰭部的側(cè)壁上覆蓋有第一隔離層，減小了去除鰭部的工藝對剩余鰭部的應(yīng)力作用，從而降低了所述鰭部發(fā)生鰭部彎曲問題的概率，相應(yīng)提高了鰭部的質(zhì)量；而且，在形成第二隔離層時，隔斷區(qū)的襯底上仍有部分厚度的第一隔離層，即形成的第二隔離層厚度較小，因而減小了第二隔離層的形成對與所述隔斷區(qū)相鄰的有源區(qū)的鰭部的應(yīng)力作用，從而也降低了所述鰭部發(fā)生鰭部彎曲問題的概率，相應(yīng)也提高了鰭部的質(zhì)量，進而提高了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔斷區(qū)的襯底頂部低于所述有源區(qū)的襯底頂部。

3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔斷區(qū)的襯底底部與所述有源區(qū)的襯底頂部之間的垂直距離為50埃米至350埃米。

4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述隔斷區(qū)中，沿與所述鰭部側(cè)壁相垂直的方向，位于相鄰所述第一隔離層之間的所述第二隔離層的頂面寬度為10納米至17納米。

5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔斷區(qū)的第一隔離層頂部低于所述有源區(qū)的第一隔離層頂部；

6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，沿所述襯底頂面的法線方向，所述隔斷區(qū)的第一隔離層頂部至所述有源區(qū)的鰭部頂部的距離為所述有源區(qū)的鰭部高度的40％至60％。

7.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述第一隔離層之后，在形成所述第二凹槽之前，所述形成方法還包括：對所述隔斷區(qū)的鰭部進行改性，用于提高改性的所述鰭部與未改性的所述襯底之間的去除選擇比。

9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對所述隔斷區(qū)的鰭部進行改性的方式包括：對所述隔斷區(qū)的鰭部進行離子注入。

10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述離子注入的工藝的參數(shù)包括：注入離子為b離子或as離子，注入能量為1kev至600kev，注入劑量為1×1012ions/cm2至2×1018ions/cm2。

11.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述第一凹槽后，對所述隔斷區(qū)的鰭部進行改性。

12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述第一隔離層之后，在形成所述第一凹槽之前，還包括：在所述有源區(qū)的鰭部和第一隔離層上形成圖形化的掩膜結(jié)構(gòu)，所述掩膜結(jié)構(gòu)具有掩膜開口，所述掩膜開口位于所述隔斷區(qū)；

13.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，采用濕法刻蝕工藝去除所述第一凹槽底部的鰭部，形成與所述第一凹槽相連通的第二凹槽；

14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕工藝的工藝參數(shù)包括：刻蝕溶液包括氫氟酸、硝酸和醋酸的混合溶液，所述氫氟酸、硝酸和醋酸的混合溶液中，氫氟酸、硝酸與醋酸的體積比例為1∶1∶2至1∶2∶6，工藝溫度為30攝氏度至60攝氏度，工藝時間為100秒至240秒。

15.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述第二凹槽的步驟中，還去除部分厚度的所述隔斷區(qū)的襯底。

16.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述第二隔離層的工藝包括流動性化學(xué)氣相沉積工藝。

17.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述第二隔離層的步驟包括：

18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，進行多次填充操作，直至在所述第二凹槽中填充第二隔離材料層，所述填充操作的步驟包括：

19.如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述填充操作的次數(shù)為15次至30次。

20.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述形成方法還包括：去除部分厚度的隔離層，露出所述有源區(qū)中的部分高度的所述鰭部。

技術(shù)總結(jié)
一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括襯底，襯底包括隔斷區(qū)和有源區(qū)；鰭部，位于有源區(qū)的襯底上；隔離層，位于襯底上，隔離層包括第一隔離層和第二隔離層；其中，第一隔離層位于隔斷區(qū)和有源區(qū)的襯底上，有源區(qū)的第一隔離層覆蓋鰭部的側(cè)壁，隔斷區(qū)的第一隔離層沿鰭部的排列方向間隔分立設(shè)置；第二隔離層位于隔斷區(qū)的襯底上，第二隔離層位于相鄰的第一隔離層之間，且第二隔離層的頂部與有源區(qū)的第一隔離層的頂部相齊平。本發(fā)明減小了去除鰭部的工藝對剩余鰭部的應(yīng)力作用，且在形成第二隔離層時，隔斷區(qū)的襯底上仍有部分的第一隔離層，減小了第二隔離層的形成對與隔斷區(qū)相鄰的有源區(qū)的鰭部的應(yīng)力作用，因此降低了發(fā)生鰭部彎曲問題的概率。

技術(shù)研發(fā)人員：趙振陽,于蕾,張佳鑫
受保護的技術(shù)使用者：中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28