[其他]一种半导体结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及包含鳍片的半导体结构，具体地涉及用于FinFET的半导体鳍片。 

背景技术

随着半导体器件的尺寸按比例缩小，出现了阈值电压随沟道长度减小而下降的问题，也即，在半导体器件中产生了短沟道效应。 

为了抑制短沟道效应，在美国专利US6,413,802中公开了在SOI上形成的FinFET，包括在硅鳍片(Fin)的中间形成的沟道区，以及在硅鳍片两端形成的源/漏区。为了形成所需形状的鳍片，需要进行光刻和刻蚀工艺。具体地讲，需要在用来形成鳍片的硅衬底上形成硬掩膜和光刻胶掩膜，然后，通过光刻工艺，将光刻胶掩膜图案化，进而，利用图案化的光刻胶掩膜，通过刻蚀工艺，在硬掩膜和硅衬底上形成希望的鳍片形状。 

已经认识到半导体鳍片的表面质量会受到刻蚀步骤的不利影响。通常采用例如反应离子刻蚀(RIE)的干法刻蚀工艺形成上述半导体鳍片，离子轰击很容易造成晶体结构的损伤，进而导致最终的鳍片表面质量变劣(即不平整以及高缺陷密度)，最终导致FinFET的栅极对沟道的控制能力下降。 

因此，需要一种半导体结构，以改善刻蚀对所形成的半导体结构，尤其是鳍片式半导体结构造成的损伤。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有改善的表面质量的半导体鳍片及其制造方法。 

根据本实用新型的一个方面，提供一种半导体结构，包括半导体衬 底和位于半导体衬底上方的半导体鳍片，在所述半导体衬底和所述半导体鳍片之间包括刻蚀停止层，所述半导体鳍片的侧壁接近硅的{111}晶面，或位于硅的{111}晶面上，优选地，所述半导体鳍片的侧壁与硅的{111}晶面之间的夹角小于5度。 

优选地，所述半导体鳍片由选自由Si、Ge、GaAs、InP、GaN和SiC构成的组中的至少一种材料组成。 

优选地，所述刻蚀停止层由高掺杂的P型半导体或SiGe组成。 

优选地，所述P型半导体中的掺杂剂为选自由B、Al、Ga、In、Tl构成的组中的至少一种。 

优选地，所述刻蚀停止层为掺杂浓度高于5×10¹⁹/cm³的P型半导体。 

优选地，所述刻蚀停止层为Ge的原子百分比在10-30％之间的SiGe。 

优选地，所述半导体衬底为{112}Si衬底。 

优选地，所述半导体鳍片为一个或多个。 

根据本实用新型的另一个方面，提供一种制造半导体结构的方法，包括： 

a)在半导体衬底上外延生长蚀刻停止层；

b)在所述蚀刻停止层上外延生长半导体层；

c)在所述半导体层上形成图案化的掩模层；

d)通过各向异性的湿法蚀刻，去除所述半导体层未被所述掩模层遮挡的部分，

其中，所述湿法蚀刻停止在所述蚀刻停止层的上表面上，使得所述半导体层被所述掩模层遮挡的部分形成半导体鳍片，并且所述半导体鳍片的侧壁接近或位于硅的{111}晶面；并且 

所述半导体衬底为{112}Si衬底。 

优选地，所述半导体鳍片的侧壁与硅的{111}晶面之间的夹角小于5度。 

优选地，形成图案化的掩模层的步骤包括以下步骤： 

在所述半导体层上形成氧化物层； 

在所述氧化物层上形成图案化的光致抗蚀剂层； 

通过蚀刻去除氧化层未被光致抗蚀剂层遮挡的部分；以及 

去除所述光致抗蚀剂层， 

其中所述氧化物层被所述光致抗蚀剂层遮挡的部分形成所述图案化的掩模层。 

优选地，所述湿法蚀刻采用的蚀刻剂为选自由KOH、TMAH、EDP、N₂H₄·H₂O构成的组中的一种。 

优选地，所述蚀刻停止层由高掺杂的P型半导体或SiGe组成。 

优选地，所述蚀刻停止层为掺杂浓度高于5×10¹⁹/cm³的P型半导体。 

优选地，所述P型半导体中的掺杂剂为选自由B、Al、Ga、In、Tl构成的组中的至少一种。 

优选地，所述蚀刻停止层为Ge的原子百分比在10-30％之间的SiGe。 

在形成本实用新型的半导体鳍片的过程中，引入了附加的刻蚀停止层，从而可以采用湿法刻蚀代替干法刻蚀，避免了干法刻蚀中由于离子轰击造成的表面质量变劣。