[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供基底，基底包括衬底、凸出于衬底上分立的鳍部以及位于鳍部上的一个或多个沟道叠层，沟道叠层包括牺牲层和位于牺牲层上的沟道层，牺牲层与沟道层材料不同；在鳍部上形成伪栅结构；刻蚀伪栅结构两侧的沟道叠层，形成第一凹槽；横向去除第一凹槽侧壁露出的部分宽度的牺牲层，形成位于沟道层与鳍部间的第二凹槽，或者形成位于沟道层间以及沟道层与鳍部间的第二凹槽；在第二凹槽中形成半导体层；在半导体层表面以及第一凹槽中形成源漏掺杂层。因为鳍部、沟道层以及半导体层的材料都为半导体材料，源漏掺杂层与它们的晶格常数相差不大，因此，在半导体层表面形成的源漏掺杂层的质量好。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

在半导体制造中，随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小，为了适应更小的特征尺寸，金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)的沟道长度也相应不断缩短。然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，因此栅极结构对沟道的控制能力随之变差，栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channel effects)更容易发生。

因此，为了更好的适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐开始从平面晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如全包围栅极(Gate-all-around，GAA)晶体管。全包围金属栅极晶体管中，栅极从四周包围沟道所在的区域，与平面晶体管相比，全包围金属栅极晶体管的栅极对沟道的控制能力更强，能够更好的抑制短沟道效应。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，优化半导体结构的电学性能。

为解决上述问题，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，所述基底包括衬底、凸出于所述衬底上分立的鳍部以及位于所述鳍部上的一个或多个沟道叠层，所述沟道叠层包括牺牲层和位于所述牺牲层上的沟道层，所述牺牲层与所述沟道层材料不同；在所述鳍部上形成伪栅结构，所述伪栅结构横跨所述沟道叠层，所述伪栅结构覆盖所述沟道叠层的部分顶壁和部分侧壁；刻蚀所述伪栅结构两侧的所述沟道叠层，形成第一凹槽；横向去除所述第一凹槽侧壁露出的部分宽度的所述牺牲层，形成位于所述沟道层与所述鳍部间的第二凹槽，或者形成位于所述沟道层间以及所述沟道层与所述鳍部间的第二凹槽；在所述第二凹槽中形成半导体层；在所述半导体层表面以及所述第一凹槽中形成源漏掺杂层。

可选的，形成所述第二凹槽的步骤中，横向去除所述第一凹槽侧壁露出的所述牺牲层的宽度为1.5纳米至8纳米。

可选的，采用湿法刻蚀工艺横向去除所述牺牲层，形成所述第二凹槽。

可选的，所述鳍部和沟道层的材料为硅，所述牺牲层的材料为锗化硅；所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为四甲基氢氧化铵溶液。

可选的，所述鳍部和沟道层的材料为硅，所述牺牲层的材料为二氧化硅；所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为刻蚀溶液为氢氟酸溶液。

可选的，所述半导体层、沟道层和鳍部的材料相同。

可选的，刻蚀所述伪栅结构两侧的所述沟道叠层，形成第一凹槽的步骤包括：刻蚀所述沟道叠层直至露出所述鳍部顶面，形成第一凹槽；或者，刻蚀所述沟道叠层和部分厚度的所述鳍部，形成第一凹槽。

可选的，在所述第一凹槽中形成源漏掺杂层的步骤包括：采用外延生长的方式形成源漏掺杂层。