[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，其中，形成方法包括：形成覆盖鳍部柱沟道区和顶部区侧壁的侧墙；以所述侧墙为掩膜，在所述底部区侧壁表面形成第一导电结构；形成第一导电结构之后，去除所述侧墙；去除所述侧墙之后，在所述第一导电结构顶部形成栅极结构，所述栅极结构位于所述鳍部柱沟道区表面；形成所述栅极结构之后，在所述栅极结构顶部形成第二导电结构，所述第二导电结构位于所述鳍部柱顶部区表面。所述形成方法能够提高所形成半导体结构的集成度。

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。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，晶体管尺寸的减小使短沟道效应越来越显著。

为了减小短沟道效应，鳍式场效应晶体管营运而生。鳍式场效应晶体管的栅极成类似鱼鳍的叉状3D架构。鳍式场效应晶体管的栅极可于鳍部的多侧控制电路的接通与断开，从而能够很好地抑制晶体管的短沟道效应。

无论是平面晶体管或是鳍式场效应晶体管的集成度仍然较低。为了提高半导体结构的集成度，提出了一种垂直纳米线晶体管。

然而现有的垂直纳米线晶体管的性能较差。

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，能够提高所形成半导体结构的性能。

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，所述衬底上具有鳍部柱，所述鳍部柱包括：底部区，位于所述底部区上的沟道区以及位于所述沟道区上的顶部区；形成覆盖所述鳍部柱沟道区和顶部区侧壁的侧墙；以所述侧墙为掩膜，在所述底部区侧壁表面形成第一导电结构；形成第一导电结构之后，去除所述侧墙；去除所述侧墙之后，在所述第一导电结构顶部形成栅极结构，所述栅极结构位于所述鳍部柱沟道区表面；形成所述栅极结构之后，在所述栅极结构顶部形成第二导电结构，所述第二导电结构位于所述鳍部柱顶部区表面。

可选的，所述鳍部柱的材料为硅、锗、硅锗、碳化硅或III-V族元素组成的单晶体。

可选的，形成所述侧墙的步骤包括：在所述衬底上形成牺牲层，所述牺牲层表面与所述鳍部柱底部区顶部表面齐平；形成覆盖所述牺牲层表面、以及鳍部柱沟道区和顶部区侧壁的侧墙层，所述侧墙层与所述牺牲层的材料不相同；去除所述牺牲层和覆盖所述牺牲层的侧墙层，形成侧墙。

可选的，所述牺牲层的材料为氧化硅或有机介质材料。

可选的，形成所述牺牲层的步骤包括：在所述衬底上形成初始牺牲层，所述初始牺牲层表面高于所述鳍部柱底部区顶部表面；对所述初始牺牲层进行刻蚀，形成牺牲层，所述牺牲层表面齐平于所述底部区顶部表面。

可选的，所述初始牺牲层的材料为氧化硅，形成所述初始牺牲层的工艺包括流体化学气相沉积工艺；或者，所述初始牺牲层的材料为有机介质材料，形成所述初始牺牲层的工艺包括旋涂工艺。

可选的，对所述初始牺牲层进行刻蚀的工艺包括干法刻蚀和湿法刻蚀中的一种或两种组合。

可选的，去除所述牺牲层和覆盖所述牺牲层的侧墙层的步骤包括：对所述侧墙层进行各向异性刻蚀，去除覆盖所述牺牲层的侧墙层，形成侧墙；所述各向异性刻蚀之后，去除所述牺牲层。

可选的，所述侧墙层的材料为氮化硅或氮氧化硅。

可选的，形成所述侧墙层的工艺包括化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。

可选的，所述侧墙的厚度为2nm～20nm；所述侧墙的高度为6nm～70nm。

可选的，形成栅极结构之前，还包括：在所述第一导电结构顶部形成第一隔离层；形成第二导电结构之前，还包括：在所述栅极结构顶部形成第二隔离层。