[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高集成度的方向发展。晶体管作为最基本的半导体器件目前正被广泛应用。随着半导体器件的元件密度和集成度的提高，晶体管的尺寸也越来越小。

鳍式场效应晶体管(FinFET)具有像鱼鳍的交叉式鳍部，能够提高半导体器件的集成度。且鳍式场效应晶体管的栅极结构能够从鳍部的两侧控制晶体管沟道，从而增加对晶体管沟道载流子的控制，有利于减少漏电流。

在鳍式场效应晶体管中，鳍部的宽度对晶体管的沟道长度有很大影响，沟道的长度对晶体管的短沟道效应至关重要。鳍式场效应晶体管中鳍部的宽度很小，鳍部宽度具有较小的改变就容易影响鳍式场效应晶体管的性能。

然而，现有技术形成的半导体结构中，不同鳍式场效应晶体管的鳍部宽度不一致，导致不同鳍式场效应晶体管的性能不一致。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，能够降低半导体结构中鳍部宽度的不一致性。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构及其形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括器件区和隔离区，所述器件区衬底上具有鳍部和初始隔离结构，所述初始隔离结构覆盖所述鳍部侧壁，邻近隔离区的初始隔离结构侧壁和隔离区衬底形成隔离凹槽；采用离子注入对所述隔离凹槽侧壁注入掺杂离子，在所述隔离凹槽侧壁表面形成阻挡层；离子注入之后，形成填充于所述隔离凹槽内的隔离层；在形成所述隔离层之后，刻蚀所述初始隔离结构，暴露出鳍部顶部和部分侧壁表面，形成隔离结构。

可选的，所述掺杂离子为氮离子、硅离子和碳离子中的一种或多种组合。

可选的，注入离子为氮离子；所述离子注入的工艺参数包括：注入剂量为1.0E13atoms/cm²～1.0E19atoms/cm²；注入能量为0.5KeV～20KeV；注入角度为0度～20度，所述注入角度为注入方向与衬底法线之间的锐角夹角。

可选的，所述阻挡层的厚度为5埃～30埃。

可选的，形成隔离层之前，还包括：对所述阻挡层进行退火处理。

可选的，所述退火处理的工艺参数包括：退火温度为800℃～1050℃；保温时间为2s～20s。

可选的，形成所述隔离层的工艺包括：流体化学气相沉积工艺。

可选的，所述隔离层和所述初始隔离结构的材料相同。

可选的，所述初始隔离结构和所述隔离层的材料为氧化硅。

可选的，形成隔离结构之后，还包括：形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述鳍部部分侧壁和顶部表面。

可选的，所述初始隔离结构和隔离凹槽的形成步骤包括：在所述器件区和隔离区衬底上形成隔离材料层，所述隔离材料层覆盖所述鳍部侧壁；去除所述隔离区衬底上的鳍部和隔离材料层，在器件区形成初始隔离结构，在隔离区形成隔离凹槽。

相应的，本发明还提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底包括器件区和隔离区；位于所述器件区衬底上的鳍部；位于所述器件区衬底上的隔离结构，所述隔离结构覆盖鳍部部分侧壁表面，邻近隔离区的隔离结构侧壁和隔离区衬底形成隔离凹槽；位于所述隔离凹槽侧壁表面的阻挡层，所述阻挡层中具有掺杂离子；位于所述隔离凹槽中的隔离层。

可选的，所述掺杂离子为氮离子、硅离子和碳离子中的一种或多种组合。

可选的，所述阻挡层的厚度为5埃～30埃。

可选的，所述阻挡层中掺杂离子的浓度为1.0E13atoms/cm²～1.0E19atoms/cm²。

可选的，所述阻挡层的材料为含有掺杂离子的氧化硅。

可选的，所述隔离结构与所述隔离层的材料相同。

可选的，所述隔离层与隔离结构的材料为氧化硅。

可选的，还包括：横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述鳍部部分侧壁和顶部表面。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：