[发明专利]半导体结构及其形成方法有效

专利信息
申请号: 201911393147.0 申请日: 2019-12-30
公开(公告)号: CN113130311B 公开(公告)日: 2023-09-12
发明(设计)人: 王楠 申请(专利权)人: 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司;中芯国际集成电路制造(北京)有限公司
主分类号: H01L21/28 分类号: H01L21/28;H01L21/336;H01L29/06;H01L29/10;H01L29/423;H01L29/78
代理公司: 上海知锦知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31327 代理人: 王立娜;汤陈龙
地址: 201203 上海市浦东新*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 半导体 结构 及其 形成 方法
【权利要求书】:

1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:

提供基底,所述基底上形成有沟道叠层,所述沟道叠层包括交替堆叠的牺牲层和沟道层,其中,所述沟道叠层底部与所述基底相接的牺牲层为第一牺牲层;

去除所述第一牺牲层的部分厚度的侧壁,形成第一目标牺牲层,在沿所述沟道层的宽度方向上,所述第一目标牺牲层的底部尺寸小于所述沟道层的尺寸,其中,包括所述第一目标牺牲层的沟道叠层为目标沟道叠层,所述第一目标牺牲层的截面为倒梯形;

形成横跨所述目标沟道叠层的伪栅层和位于所述伪栅层两侧的伪栅侧墙;

去除所述伪栅层和与所述伪栅层交叠部分的第一目标牺牲层,在伪栅结构的位置处形成位于伪栅侧墙之间的栅极开口,在所述第一目标牺牲层与所述伪栅层交叠部分的位置处形成与所述栅极开口连通的第一通道;

在所述栅极开口和第一通道中形成栅极结构,其中,以所述栅极开口内形成的栅极结构为第一栅极结构,以所述第一通道内形成的栅极结构为第二栅极结构。

2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述去除所述第一牺牲层的部分厚度的侧壁的步骤中,所述第一牺牲层的去除厚度为所述沟道层的宽度方向上的尺寸的10%~40%。

3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述沟道叠层包括多个交替堆叠牺牲层和沟道层,其中,除所述第一牺牲层之外的其他牺牲层为第二牺牲层;

采用刻蚀工艺去除所述第一牺牲层的部分厚度的侧壁,其中,所述刻蚀工艺对应所述第一牺牲层的刻蚀速率大于所述刻蚀工艺对应所述第二牺牲层的刻蚀速率。

4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述基底包括衬底和凸出于所述衬底的鳍部,在基底上形成沟道叠层的步骤包括:

提供初始基底;

在所述初始基底上形成堆叠材料层,所述堆叠材料层包括交替堆叠的牺牲材料层和沟道材料层,其中,位于所述堆叠材料层底部且与所述初始基底相接的牺牲材料层为第一牺牲材料层,所述堆叠材料层中除所述第一牺牲材料层之外的其他牺牲材料层为第二牺牲材料层,所述第一牺牲材料层与所述第二牺牲材料层不同;

去除部分区域内的堆叠材料层和位于所述部分区域内的部分厚度的初始基底,以剩余厚度的初始基底为衬底,凸出于所述衬底的初始基底为鳍部,位于鳍部上的剩余的堆叠材料层为沟道叠层。

5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,采用外延生长工艺在所述初始基底上形成堆叠材料层;其中,在形成牺牲材料层阶段和形成沟道材料层阶段,通入的外延气体不同;在形成第一牺牲材料层阶段和形成第二牺牲材料层阶段,通入的外延气体相同,通入外延气体的流量不同。

6.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述采用外延生长工艺在所述基底上形成堆叠材料层的步骤,包括:

形成第一牺牲材料层阶段,所述形成第一牺牲材料层阶段通入的外延气体为锗烷和硅烷;

形成沟道材料层阶段,所述形成沟道材料层阶段通入的外延气体为硅烷;

形成第二牺牲材料层阶段,所述形成第二牺牲材料层阶段通入的外延气体为锗烷和硅烷,所述形成第二牺牲材料层阶段通入锗烷的流量小于所述形成第一牺牲材料层阶段通入锗烷的流量。

7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述形成第一牺牲材料层阶段中,所述锗烷的流量逐渐变小,且形成第一牺牲材料层阶段中通入锗烷的流量的最小值大于所述形成第二牺牲材料层阶段通入锗烷的流量的最大值。

8.如权利要求6或7所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,采用刻蚀工艺去除所述第一牺牲层的部分厚度的侧壁,其中,被刻蚀材料中锗含量越高,所述刻蚀工艺对应的刻蚀速率越大。

9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,采用HCl溶液或HCl蒸汽刻蚀去除所述第一牺牲层的部分厚度的侧壁。

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