半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供基底，所述基底包括衬底以及凸出于所述衬底的鳍部；在所述鳍部的顶部和侧壁形成伪栅氧化层；在所述伪栅氧化层上保形覆盖刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层为无针孔层；在所述刻蚀阻挡层上形成横跨所述鳍部的伪栅层，所述伪栅层覆盖所述刻蚀阻挡层的部分顶部和部分侧壁；在所述伪栅层侧部的基底上形成层间介质层；以所述刻蚀阻挡层作为停止层，采用干法刻蚀工艺去除所述伪栅层，在所述层间介质层中形成初始开口；去除所述初始开口底部的刻蚀阻挡层和伪栅氧化层，形成栅极开口；在所述栅极开口中形成栅极结构。本发明专利技术实施例有利于增大去除伪栅层的工艺窗口。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法
本专利技术实施例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。
技术介绍
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-SemiconductorField-EffectTransistor，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(pinchoff)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthresholdleakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channeleffects)更容易发生。因此，为了减小短沟道效应的影响，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应晶体管(FinFET)。FinFET中，栅极结构至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，与平面MOSFET相比，栅极结构对沟道的控制能力更强，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，与现有集成电路制造具有更好的兼容性。此外，在半导体集成电路器件领域中，随着晶体管尺寸的不断缩小，高K金属栅极(HKMG)技术也逐渐被广泛应用。目前形成HKMG结构晶体管的工艺可分为前栅极(Gate-first)工艺和后栅极(Gate-last)工艺。其中，后栅极工艺通常是在对硅片进行漏/源区离子注入操作以及随后的高温退火工艺完成之后再形成金属栅极，且一般在形成金属栅极之前，会先形成伪栅(Dummygate)，之后再将伪栅去除，以在伪栅的位置处形成金属栅极。
技术实现思路
本专利技术实施例解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，有利于增大去除伪栅层的工艺窗口。为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括衬底以及凸出于所述衬底的鳍部；在所述鳍部的顶部和侧壁形成伪栅氧化层；在所述伪栅氧化层上保形覆盖刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层为无针孔层；在所述刻蚀阻挡层上形成横跨所述鳍部的伪栅层，所述伪栅层覆盖所述刻蚀阻挡层的部分顶部和部分侧壁；在所述伪栅层侧部的基底上形成层间介质层；以所述刻蚀阻挡层作为停止层，采用干法刻蚀工艺去除所述伪栅层，在所述层间介质层中形成初始开口；去除所述初始开口底部的刻蚀阻挡层和伪栅氧化层，形成栅极开口；在所述栅极开口中形成栅极结构。可选的，采用单源前驱体激活自由基化学沉积工艺形成所述刻蚀阻挡层。可选的，所述刻蚀阻挡层的材料包括SiCO、SiC、SiCN、BC或BCN。可选的，形成所述刻蚀阻挡层的步骤中，所述刻蚀阻挡层的厚度为至可选的，采用各向同性的干法刻蚀工艺，以所述刻蚀阻挡层作为停止层，去除所述伪栅层。可选的，去除所述伪栅层的步骤中，所述伪栅层和所述刻蚀阻挡层的刻蚀选择比大于或等于100：1。可选的，去除所述初始开口底部的刻蚀阻挡层的步骤包括：对所述刻蚀阻挡层进行灰化处理；在所述灰化处理之后，采用湿法刻蚀工艺去除所述初始开口底部的刻蚀阻挡层。可选的，采用氢气对所述刻蚀阻挡层进行灰化处理。可选的，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀溶液包括氢氟酸溶液。可选的，采用湿法刻蚀工艺去除所述初始开口底部的伪栅氧化层。可选的，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀溶液包括氢氟酸溶液。可选的，所述伪栅氧化层的材料包括氧化硅或氮氧化硅。相应的，本专利技术实施例还提供一种半导体结构，包括：基底，所述基底包括衬底以及凸出于所述衬底的鳍部；伪栅氧化层，位于所述鳍部的顶部和侧壁；刻蚀阻挡层，保形覆盖于所述伪栅氧化层上，所述刻蚀阻挡层为无针孔层；伪栅层，位于所述刻蚀阻挡层上且横跨所述鳍部，伪栅层覆盖所述刻蚀阻挡层的部分顶部和部分侧壁；层间介质层，位于所述伪栅层侧部的基底上。可选的，所述刻蚀阻挡层的材料包括SiCO、SiC、SiCN、BC或BCN。可选的，所述伪栅氧化层的材料包括氧化硅或氮氧化硅。可选的，所述刻蚀阻挡层的厚度为至与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下优点：本专利技术实施例提供的半导体结构的形成方法中，在形成所述伪栅氧化层后，在形成伪栅层之前，还在所述伪栅氧化层上保形覆盖刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层为无针孔层，所述刻蚀阻挡层能够作为停止层以在去除伪栅层时对所述伪栅氧化层起到保护作用，从而有利于防止去除伪栅层的刻蚀工艺通过针孔对鳍部产生损伤，而且通过形成所述刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层为无针孔层，还有利于增大去除伪栅层的工艺窗口，使得本专利技术实施例能够采用干法刻蚀工艺去除伪栅层，与湿法刻蚀工艺相比，干法刻蚀工艺去除较小尺寸或位于较小间隙中的膜层的能力较高，有利于将伪栅层去除干净，进而有利于减少伪栅层的残留，相应提升了器件的性能。附图说明图1至图3是一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图；图4至图10是本专利技术半导体结构的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，随着器件尺寸的进一步缩小，伪栅层的尺寸也越来越小，去除伪栅层的难度越来越大，去除伪栅层的工艺窗口也越来越小。以下对去除伪栅层的工艺窗口越来越小的原因进行具体说明。一种方式是采用湿法刻蚀工艺去除伪栅层。但是，随着伪栅层的尺寸越来越小，由于湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液难以钻到狭小的间隙或缝隙中进行刻蚀，尤其是难以去除位于鳍部侧壁的伪栅层，这容易导致难以将伪栅层去除干净，进而易产生伪栅层的残留。另外一种方式是采用干法刻蚀工艺，例如：采用等离子体刻蚀工艺，去除伪栅层。但是，伪栅层与鳍部之间通常还形成有伪栅氧化层，伪栅氧化层的材料中通常存在有针孔(pinhole)缺陷，干法刻蚀工艺采用的等离子体容易穿过所述针孔缺陷对所述鳍部造成误刻蚀，这容易导致对鳍部受损，进而易降低器件的性能。结合参考图1至图3，示出了又一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图。参考图1，提供基底，所述基底包括衬底1以及凸出于所述衬底1的鳍部2；在所述鳍部2的顶部和侧壁形成伪栅氧化层3；在所述伪栅氧化层3上形成横跨所述鳍部2的伪栅层4；在所述伪栅层4侧部的衬底1上形成层间介质层5。参考图2，采用干法刻蚀工艺，去除部分厚度的所述伪栅层4，剩余的伪栅层4的顶面高于所述鳍部2的顶面。参考图3，采用湿法刻蚀工艺，去除剩余的所述伪栅层4，在所述层间介质层5中形成栅极开口6。上述的半导体结构的形成方法中，先采用干法刻蚀工艺，再采用湿法刻蚀工艺去除所述伪栅层4。但是，上述的半导体结构的形成方法在采用湿法刻蚀工艺去除剩余的伪栅层4时，仍难以将位于鳍部2侧壁的伪栅层4完全去除，而且，伪栅层4的材料中通常会形成有局部的结晶和变形，湿法刻蚀工艺难以将所述具有局部的结晶和变形的伪栅层4的材料完全去除，上述的半导体结构的形成方法仍然会导致伪栅层4的残留7(如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：/n提供基底，所述基底包括衬底以及凸出于所述衬底的鳍部；/n在所述鳍部的顶部和侧壁形成伪栅氧化层；/n在所述伪栅氧化层上保形覆盖刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层为无针孔层；/n在所述刻蚀阻挡层上形成横跨所述鳍部的伪栅层，所述伪栅层覆盖所述刻蚀阻挡层的部分顶部和部分侧壁；/n在所述伪栅层侧部的基底上形成层间介质层；/n以所述刻蚀阻挡层作为停止层，采用干法刻蚀工艺去除所述伪栅层，在所述层间介质层中形成初始开口；/n去除所述初始开口底部的刻蚀阻挡层和伪栅氧化层，形成栅极开口；/n在所述栅极开口中形成栅极结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
提供基底，所述基底包括衬底以及凸出于所述衬底的鳍部；
在所述鳍部的顶部和侧壁形成伪栅氧化层；
在所述伪栅氧化层上保形覆盖刻蚀阻挡层，所述刻蚀阻挡层为无针孔层；
在所述刻蚀阻挡层上形成横跨所述鳍部的伪栅层，所述伪栅层覆盖所述刻蚀阻挡层的部分顶部和部分侧壁；
在所述伪栅层侧部的基底上形成层间介质层；
以所述刻蚀阻挡层作为停止层，采用干法刻蚀工艺去除所述伪栅层，在所述层间介质层中形成初始开口；
去除所述初始开口底部的刻蚀阻挡层和伪栅氧化层，形成栅极开口；
在所述栅极开口中形成栅极结构。


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，采用单源前驱体激活自由基化学沉积工艺形成所述刻蚀阻挡层。


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，所述刻蚀阻挡层的材料包括SiCO、SiC、SiCN、BC或BCN。


4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述刻蚀阻挡层的步骤中，所述刻蚀阻挡层的厚度为至


5.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用各向同性的干法刻蚀工艺，以所述刻蚀阻挡层作为停止层，去除所述伪栅层。


6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述伪栅层的步骤中，所述伪栅层和所述刻蚀阻挡层的刻蚀选择比大于或等于100：1。


7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除所述初始开口底部的刻蚀阻挡层的步骤包括：对所述刻蚀阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，纪世良，刘盼盼，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造天津有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12