[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，所述形成方法包括：提供衬底，所述衬底上具有鳍部，所述鳍部包括散热区和位于所述散热区上的器件区；形成外延层和隔离结构，所述外延层位于所述散热区鳍部侧壁表面，且暴露出所述器件区鳍部，所述隔离结构覆盖所述外延层侧壁，所述外延层的导热系数大于所述隔离结构的导热系数。由于所述外延层的导热系数大于所述隔离结构的导热系数，所述器件区鳍部产生的热量能够通过所述外延层释放。因此，所述外延层能够增加散热区的散热性能，从而降低所形成半导体结构的自加热效应。

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。随着晶体管尺寸的减小，鳍式场效应晶体管的鳍部宽度也随之减小，导致鳍部的散热性能较差。

综上，现有的半导体结构存在散热效应较差的问题。

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，能够改善所形成的半导体结构的散热性能。

为解决上述问题，本发明技术方案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，所述鳍部包括散热区和位于所述散热区上的器件区；形成外延层和隔离结构，所述外延层位于所述散热区鳍部侧壁表面，且暴露出所述器件区鳍部，所述隔离结构覆盖所述外延层侧壁，所述外延层材料的导热系数大于所述隔离结构材料的导热系数。

可选的，所述外延层的材料为单晶硅、单晶锗、单晶硅锗或III-V族元素材料的单晶体。

可选的，形成所述外延层的工艺包括外延生长工艺。

可选的，所述外延层的厚度为1nm～5nm；所述外延层沿垂直于所述衬底表面方向的尺寸为2nm～30nm。

可选的，形成所述外延层的步骤包括：形成覆盖所述鳍部器件区侧壁的侧墙，且所述侧墙暴露出所述散热区鳍部侧壁；以所述侧墙为掩膜，在所述侧墙暴露出的鳍部侧壁表面形成外延层；形成所述外延层之后，去除所述侧墙。

可选的，所述侧墙的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

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，所述牺牲层覆盖所述散热区鳍部侧壁，且所述牺牲层暴露出所述器件区鳍部，所述牺牲层的材料与所述侧墙的材料不相同；在所述牺牲层暴露出的鳍部侧壁形成侧墙；形成所述侧墙之后，去除所述牺牲层；形成所述外延层之后，形成所述隔离结构。

可选的，形成所述隔离结构之前，去除所述侧墙；或者，形成所述隔离结构之后，去除所述侧墙。

可选的，在所述牺牲层暴露出的鳍部侧壁形成侧墙的步骤包括：形成覆盖所述牺牲层以及所述牺牲层暴露出的鳍部侧壁和顶部的侧墙层；去除覆盖所述牺牲层的侧墙层，形成侧墙。

可选的，去除覆盖所述牺牲层的侧墙层的工艺包括：各向异性干法刻蚀工艺。

可选的，所述牺牲层的材料为旋涂碳层、氧化硅、氮化硅或有机介质层。

可选的，当所述牺牲层的材料为旋涂碳层、氧化硅或有机介质层时，形成所述牺牲层的工艺包括旋涂工艺；当所述牺牲层的材料为氧化硅或氮化硅时，形成所述牺牲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。