[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；在衬底上形成若干鳍部结构，相邻的鳍部结构之间具有隔离沟槽；在隔离沟槽内形成第一隔离层；在第一隔离层表面形成填充满隔离沟槽的第二隔离层；去除第一隔离层。本发明的技术方案中，通过去除第一隔离层，使得第二隔离层分别与相邻的鳍部结构之间形成间隙，在进行牺牲层去除时，能够同时从牺牲层的两侧侧壁同时进行，有效提升刻蚀去除的效率；在进行栅极结构的形成过程中，能够同时从栅极槽的两侧同时进行沉积形成，有效提升栅极结构的形成效率。另外，通过先形成第二隔离层，避免了后续再对伪栅极结构进行切断，省去光罩掩膜刻蚀的步骤，降低工艺难度。

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的形成方法。

背景技术

金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)是现代集成电路中最重要的元件之一，MOSFET的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括：位于半导体衬底表面的栅介质层以及位于栅介质层表面的栅电极层；位于栅极结构两侧半导体衬底中的源漏掺杂区。

随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOSFET对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁的栅极结构，位于栅极结构两侧的鳍部中的源漏掺杂区。与平面式的MOSFET相比，鳍式场效应晶体管具有更强的短沟道抑制能力，具有更强的工作电流。

随着半导体技术的进一步发展，传统的鳍式场效应晶体管在进一步增大工作电流方面存在限制。具体的，由于鳍部中只有靠近顶部表面和侧壁的区域用来作为沟道区，使得鳍部中用于作为沟道区的体积较小，这对增大鳍式场效应晶体管的工作电流造成限制。因此，提出了一种(gate all around，GAA)结构的MOSFET，使得用于作为沟道区的体积增加，进一步的增大了GAA结构MOSFET的工作电流。

然而，现有技术中GAA结构MOSFET的电学性能仍有待提升。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构的形成方法，能够有效提升最终形成的半导体结构的性能。

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；在所述衬底上形成若干沿第一方向平行排布的鳍部结构，相邻的所述鳍部结构之间具有隔离沟槽，所述鳍部结构包括若干层沿所述衬底表面法线方向重叠的牺牲层、以及位于相邻两层所述牺牲层之间的沟道层；在所述隔离沟槽内形成第一隔离层；在所述第一隔离层表面形成填充满所述隔离沟槽的第二隔离层；在形成伪栅极结构之后，去除所述第一隔离层；去除所述伪栅极结构，在所述牺牲层沿与所述第一方向垂直的第二方向端部形成栅极开口；去除所述牺牲层，在相邻的所述沟道层之间形成栅极槽；在所述栅极开口和所述栅极槽内形成栅极结构，所述栅极结构包围所述沟道层。

可选的，所述第一隔离层位于相邻的所述鳍部结构的侧壁。

可选的，在形成所述第二隔离层之后，形成所述伪栅极结构，所述伪栅极结构沿所述第二方向横跨相邻所述鳍部结构。

可选的，还包括：在所述衬底上形成介质层，所述介质层位于所述伪栅极结构侧壁且暴露出所述伪栅极结构的顶部表面。

可选的，所述第一隔离层和所述第二隔离层的形成方法包括：在所述衬底和各个所述鳍部结构的顶部表面、以及各个所述鳍部结构的侧壁表面形成第一隔离材料层；回刻蚀所述第一隔离材料层，直至包括出所述衬底和各个所述鳍部结构的顶部表面为止；在所述衬底、各个鳍部结构以及第一隔离材料层的顶部表面、以及所述第一隔离材料层的侧壁表面形成第二隔离材料层，所述第二隔离材料层填充满所述隔离沟槽；平坦化所述第二隔离材料层，直至暴露出所述衬底、各个鳍部结构以及第一隔离材料层的顶部表面为止，形成所述第一隔离层和所述第二隔离层；在形成所述第一隔离层和所述第二隔离层之后，去除所述隔离沟槽以外的所述第一隔离材料层和所述第二隔离材料层。