[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，其中方法包括：提供基底，所述基底包括第一区和位于第一区两侧且与第一区邻接的第二区；在所述第一区基底表面形成悬空的纳米线，在所述第二区基底表面形成支撑结构，所述纳米线的两端与支撑结构相连，所述支撑结构内具有掺杂离子，所述支撑结构与纳米线之间具有第二应力，且所述第二应力大于第一应力，所述第一应力为本征态的支撑结构材料与纳米线之间的应力。所述方法形成的纳米线器件性能较好。

技术领域

本发明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。

背景技术

随着半导体器件的元件密度和集成度的提高，晶体管的栅极尺寸也越来越小，而晶体管的栅极尺寸变短会使晶体管产生短沟道效应，进而产生漏电流，最终影响半导体器件的电学性能。

为了克服晶体管的短沟道效应、抑制漏电流，三维晶体管技术得到了发展，例如：纳米线场效应晶体管(Nanowire FET)。所述纳米线场效应晶体管能够在减小晶体管尺寸的同时，克服短沟道效应，抑制漏电流。

然而，现有技术制备的纳米线器件的性能较差。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，以提高纳米线器件的性能。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括第一区和位于第一区两侧的第二区；在所述第一区基底表面形成悬空的纳米线，在所述第二区基底表面形成支撑结构，所述纳米线的两端与支撑结构相连，所述支撑结构内具有掺杂离子，所述支撑结构与纳米线之间具有第二应力，且所述第二应力大于第一应力，所述第一应力为本征态的支撑结构材料与纳米线之间的应力。

可选的，所述纳米线和支撑结构的形成步骤包括：在所述基底上形成支撑结构膜，所述支撑结构膜包括多层堆叠的支撑单元，所述支撑单元包括牺牲层和牺牲层表面的纳米线材料层，所述牺牲层内具有所述掺杂离子，所述牺牲层与纳米线之间具有第二应力；沿垂直于第一区和第二区连线方向上，去除第一区的部分支撑结构膜，在第二区基底表面形成支撑结构，在所述第一区基底表面形成与支撑结构相连的连接部；去除所述连接部内的牺牲层，形成纳米线。

可选的，沿垂直于第一区和第二区连线方向上，减薄部分连接部。

可选的，所述牺牲层的材料包括硅锗，所述纳米线材料层的材料包括硅。

可选的，所述掺杂离子包括：硅离子、碳离子、氮离子、氟离子和氦离子中的一种或者多种组合；所述牺牲层内掺杂离子的掺杂浓度为：1.0e12原子数/立方厘米～1.0e17原子数/立方厘米。

可选的，所述支撑单元的形成方法包括：在所述基底表面形成初始牺牲层，初始牺牲层与纳米线之间具有第一应力；在所述第一区初始牺牲层表面形成光刻胶；以所述光刻胶为掩膜，在所述第二区初始牺牲层内掺入掺杂离子，形成牺牲层；形成所述牺牲层之后，去除所述光刻胶；去除所述光刻胶之后，在所述牺牲层表面形成纳米线材料层。

可选的，以所述光刻胶为掩膜，在所述第二区牺牲层内掺入所述掺杂离子的工艺包括：离子注入工艺；所述离子注入工艺的参数包括：注入剂量为1.0e12原子数/平方厘米～1.0e17原子数/平方厘米。

可选的，当所述支撑单元的个数为两个时，所述支撑结构膜的形成方法包括：进行第一次支撑单元的形成方法；进行第一次支撑单元的形成方法之后，进行第二次支撑单元的形成方法。

可选的，形成所述纳米线之后，所述形成方法还包括：进行退火处理；进行退火处理之后，在所述纳米线表面形成包裹层。

可选的，所述包裹层的材料包括：硅锗。

可选的，形成所述纳米线和支撑结构之后，所述形成方法还包括：形成环绕纳米线的栅极结构；在所述栅极结构两侧的支撑结构内形成源漏掺杂区。