[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，所述形成方法包括：提供衬底，所述衬底上具有功能层，所述功能层内具有有源区，所述功能层内具有凹槽，所述凹槽侧壁露出所述有源区；形成种子层，所述种子层至少位于凹槽侧壁所露出的有源区上；在所述有源区内形成开口，所述开口的侧壁露出所述种子层；在侧壁露出所述种子层的开口内形成外延层。通过所述种子层的形成，为所述外延层的形成提供良好的生长表面，从而能够使所形成的外延层填充满所述开口，以提高所形成外延层的质量，减少外延层缺陷的产生，有利于所形成外延层质量的提高，有利于半导体结构性能的改善。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

晶体管作为最基本的半导体器件目前正被广泛应用。随着集成电路中元器件密度和集成度的提高，晶体管的尺寸越来越小。随着晶体管尺寸的缩小，晶体管沟道长度、栅极长度也随之缩短。晶体管沟道长度的缩短使缓变沟道的近似不再成立，引起短沟道效应，进而产生漏电流，影响半导体器件的性能。通过对晶体管沟道区引入应力，能够提高沟道内载流子的迁移率，进而提高晶体管的驱动电流，从而可以通过增加沟道掺杂，在抑制晶体管漏电流的同时不损失驱动电流。

对晶体管沟道区引入应力的方法为，在晶体管内形成外延层，用于向PMOS晶体管的沟道区提供压应力、向NMOS晶体管的沟道区引入拉应力，以提高晶体管沟道区内载流子的迁移率，进而改善晶体管的性能。具体的，外延层通常由锗硅材料或碳硅材料形成，通过外延层与硅晶体之间的晶格失配而形成压应力或拉应力。

但是现有技术所形成的具有外延层的半导体结构往往存在电学性能欠佳的问题。

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，以提高所形成半导体结构的电学性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：

提供衬底，所述衬底上具有功能层，所述功能层内具有有源区，所述功能层内具有凹槽，所述凹槽侧壁露出所述有源区；形成种子层，所述种子层至少位于凹槽侧壁所露出的有源区上；在所述有源区内形成开口，所述开口的侧壁露出所述种子层；在侧壁露出所述种子层的开口内形成外延层。

可选的，所述种子层的材料与所述功能层的材料相同。

可选的，所述功能层的材料为硅，所述种子层的材料为硅。

可选的，所述种子层的厚度在到范围内。

可选的，通过化学气相沉积的方式形成所述种子层。

可选的，所述凹槽底部露出所述衬底；所述种子层延伸至所述凹槽底部的衬底上。

可选的，形成种子层之后，形成开口之前，还包括：侧壁上形成有所述种子层的凹槽内形成隔离结构。

可选的，形成所述隔离结构之后，形成所述开口之前，还包括：在所述有源区上形成栅极结构；所述开口的数量为多个，至少一个开口位于所述栅极结构和所述隔离结构之间。

可选的，提供衬底的步骤包括：提供衬底，所述衬底上具有所述功能层；刻蚀所述功能层，在所述功能层内形成所述凹槽，相邻所述凹槽之间的功能层定义为所述有源区。

可选的，提供衬底之后，形成种子层之前，还包括：在所述凹槽侧壁和底部上形成氧化层；所述种子层位于所述氧化层上。

可选的，形成所述开口的步骤包括：刻蚀所述有源区，在所述有源区内形成预备开口，所述预备开口的侧壁露出所述氧化层；去除所述预备开口侧壁所露出的氧化层，以形成侧壁露出所述种子层的所述开口。

可选的，通过氢氟酸清洗的方式去除所述氧化层。

可选的，通过外延生长的方式向所述开口内填充半导体材料以形成所述外延层。