半导体结构及其形成方法与流程

技术特征：
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底，包括用于形成第一器件的第一器件区；鳍部，凸立于所述衬底，所述鳍部包括位于所述第一器件区的第一鳍部，沿所述鳍部的延伸方向，所述鳍部包括沟道区；隔离层，位于所述衬底上，并覆盖所述鳍部的部分侧壁，所述隔离层的顶部低于所述沟道区的所述鳍部顶部，所述第一鳍部高于所述隔离层的部分作为第一有效鳍部；第一栅氧化层，覆盖所述沟道区的第一有效鳍部的顶部和侧壁；栅极结构，位于所述衬底上且横跨所述第一鳍部，所述栅极结构包括覆盖所述第一栅氧化层的高k介质层、以及位于所述高k介质层上的栅电极层；源漏掺杂层，位于所述栅极结构两侧的鳍部中，在所述第一器件区中，所述源漏掺杂层的顶部高于所述沟道区的第一鳍部的顶部。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述衬底还包括用于形成第二器件的第二器件区，所述第一器件的工作电压大于所述第二器件的工作电压；所述鳍部还包括位于所述第二器件区的第二鳍部，在所述沟道区中，所述第一鳍部的顶部低于所述第二鳍部的顶部；所述第二鳍部高于所述隔离层的部分作为第二有效鳍部；所述半导体结构还包括：第二栅氧化层，覆盖所述沟道区的第二有效鳍部的顶部和侧壁，所述第二栅氧化层的厚度小于所述第一栅氧化层的厚度；所述栅极结构还横跨所述第二鳍部，所述高k介质层还覆盖所述第二栅氧化层。3.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，在所述沟道区中，所述第一有效鳍部的高度为第二有效鳍部的高度的5％至95％。4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一鳍部的材料包括硅、锗、锗化硅或
ⅲ‑ⅴ
族半导体材料。5.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第二鳍部的材料包括硅、锗、锗化硅或
ⅲ‑ⅴ
族半导体材料。6.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅氧化层的材料包括sio2和la2o3中的一种或两种；所述高k介质层的材料包括hfo2、zro2、hfsio、hfsion、hftao、hftio、hfzro和al2o3中的一种或多种；所述栅电极层的材料包括tin、tan、ta、ti、tial、w、al、tisin和tialc中的一种或多种。7.权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第二栅氧化层的材料包括sio2和la2o3中的一种或两种。8.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第一器件为输入输出器件，所述第二器件为核心器件。9.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底上形成有凸立于所述衬底的初始鳍部、以及位于所述衬底上且覆盖所述初始鳍部的部分侧壁的隔离层，所述衬底包括用于形成第一器件的第一器件区，沿所述初始鳍部的延伸方向，所述初始鳍部包括沟道区；在所述第一器件区中，去除所述沟道区中露出于所述隔离层的部分高度的初始鳍部，保留剩余初始鳍部作为第一鳍部；
形成第一栅氧化层，所述第一栅氧化层覆盖所述沟道区的第一鳍部的顶部和侧壁；形成所述第一栅氧化层后，在所述隔离层上形成横跨所述沟道区的第一鳍部的栅极结构，所述栅极结构包括覆盖所述第一栅氧化层的高k介质层、以及位于所述高k介质层上的栅电极层。10.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述提供衬底的步骤中，所述衬底还包括用于形成第二器件的第二器件区，所述第二器件区的衬底上的初始鳍部作为第二鳍部，所述第一器件的工作电压大于所述第二器件的工作电压；形成所述栅极结构之前，还包括：形成第二栅氧化层，所述第二栅氧化层覆盖所述沟道区的第二鳍部的顶部和侧壁，所述第二栅氧化层的厚度小于所述第一栅氧化层的厚度；形成所述栅极结构的步骤中，所述高k介质层还覆盖所述第二栅氧化层。11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述第一器件区中，去除所述沟道区中露出于所述隔离层的部分高度的初始鳍部的步骤包括：形成覆盖所述第二鳍部的第一掩膜层，在所述第一器件区中，所述第一掩膜层露出所述沟道区的初始鳍部；在所述第一器件区中，去除所述第一掩膜层露出的部分高度的所述沟道区的初始鳍部，保留剩余初始鳍部作为第一鳍部；形成所述第一鳍部之后，去除所述第一掩膜层。12.如权利要求11所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述提供衬底的步骤中，露出于所述隔离层的初始鳍部的顶部和侧壁还形成有伪栅氧化层；形成所述第一掩膜层的步骤中，所述第一掩膜层覆盖位于所述第二鳍部上的伪栅氧化层；形成所述第一掩膜层后，去除所述第一掩膜层露出的部分高度的所述沟道区的初始鳍部之前，还包括：去除所述第一掩膜层露出的所述伪栅氧化层；形成所述第一栅氧化层后，形成所述第二栅氧化层之前，还包括：形成覆盖所述第一栅氧化层的第二掩膜层，在所述第二器件区中，所述第二掩膜层露出位于所述沟道区的伪栅氧化层；去除所述第二掩膜层露出的伪栅氧化层；去除所述第二掩膜层。13.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述提供衬底的步骤中，所述隔离层上形成有层间介质层，所述层间介质层中形成有栅极开口，所述栅极开口横跨所述初始鳍部，并露出所述沟道区的初始鳍部的顶部和侧壁，所述栅极开口两侧的初始鳍部中形成有源漏掺杂层；在所述栅极开口中形成所述栅极结构。14.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述层间介质层之前，还包括：在所述隔离层上形成伪栅层，所述伪栅层横跨所述初始鳍部，并覆盖所述沟道区的初始鳍部的顶部和侧壁；在所述伪栅层两侧的初始鳍部中形成所述源漏掺杂层；在形成所述源漏掺杂层后，在所述伪栅层侧部的衬底上形成所述层间介质层，所述层间介质层露出所述伪栅层的顶部；形成所述栅极开口的步骤包括：去除所述伪栅层。
15.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述第一器件区中，去除所述沟道区中露出于所述隔离层的部分高度的初始鳍部的步骤中，采用干法刻蚀工艺去除所述沟道区中露出于所述隔离层的部分高度的初始鳍部。16.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述提供衬底的步骤中，所述第一器件为输入输出器件，所述第二器件为核心器件。17.如权利要求11所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述提供衬底的步骤中，所述初始鳍部露出所述隔离层的高度为第一高度；在所述第一器件区中，去除所述沟道区中露出于所述隔离层的部分高度的初始鳍部的步骤中，所述沟道区剩余所述初始鳍部露出所述隔离层的高度为第二高度，所述第二高度占所述第一高度的比例为5％至95％。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供衬底，衬底上形成有凸立于衬底的初始鳍部、以及位于衬底上且覆盖初始鳍部的部分侧壁的隔离层，衬底包括用于形成第一器件的第一器件区，沿初始鳍部的延伸方向，初始鳍部包括沟道区；在第一器件区中，去除沟道区中露出于隔离层的部分高度的初始鳍部，保留剩余初始鳍部作为第一鳍部；形成第一栅氧化层，第一栅氧化层覆盖沟道区的第一鳍部的顶部和侧壁；形成第一栅氧化层后，在隔离层上形成横跨沟道区的第一鳍部的栅极结构，栅极结构包括覆盖第一栅氧化层的高k介质层、以及位于高k介质层上的栅电极层。本发明减小了沟道区中相邻第一鳍部之间间隙的深宽比，提高栅极结构在相邻第一鳍部之间的填充性。之间的填充性。之间的填充性。


技术研发人员：金吉松
受保护的技术使用者：中芯国际集成电路制造（北京）有限公司
技术研发日：2021.06.03
技术公布日：2022/12/5