本發(fā)明實施例涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著更高的元件密度、更高集成度的方向發(fā)展，半導(dǎo)體工藝節(jié)點遵循摩爾定律的發(fā)展不斷減小。晶體管尺寸越來越小，鰭式場效應(yīng)三極管(field-effect?transistor，finfet)應(yīng)運而生。但是要保持原有的驅(qū)動電流性能，這種結(jié)構(gòu)不再適用于較小的節(jié)點。于是出現(xiàn)了全包圍柵極晶體管(gate-all-around，gaafet)，它對短溝道效應(yīng)的控制和優(yōu)越的電學(xué)性能，使其在更小的工藝節(jié)點上取代finfet成為主流。

2、gaafet是一種四面環(huán)柵結(jié)構(gòu)，能夠更好的抑制短溝道效應(yīng)，使其獲得更好的電學(xué)性能。

3、但是，目前半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)仍存在漏電流的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，改善源漏摻雜層和襯底之間的漏電流問題，提升半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

2、為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：襯底；溝道結(jié)構(gòu)層，懸置于所述襯底上，所述溝道結(jié)構(gòu)層包括自下而上依次間隔設(shè)置的一個或多個溝道層；柵極結(jié)構(gòu)，橫跨所述溝道結(jié)構(gòu)層，所述柵極結(jié)構(gòu)填充于所述溝道層與所述襯底之間以及相鄰的溝道層之間；所述柵極結(jié)構(gòu)包圍所述溝道層；源漏摻雜層，位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的溝道結(jié)構(gòu)層和部分厚度的所述襯底中；隔離側(cè)墻，位于所述源漏摻雜層的側(cè)壁與所述溝道結(jié)構(gòu)層底部的所述襯底側(cè)壁之間。

3、相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供基底，包括襯底以及位于所述襯底上的一個或多個依次堆疊的溝道疊層，每個所述溝道疊層包括犧牲層和位于所述犧牲層上的溝道層；形成橫跨所述溝道疊層的偽柵結(jié)構(gòu)；在所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的溝道疊層以及部分厚度襯底中形成源漏凹槽；在所述源漏凹槽露出的襯底側(cè)壁上形成隔離側(cè)墻；在所述源漏凹槽中形成源漏摻雜層，所述源漏摻雜層與所述隔離側(cè)墻的側(cè)壁相接觸。

4、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

5、本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中還設(shè)置有隔離側(cè)墻，位于所述源漏摻雜層的側(cè)壁與所述溝道結(jié)構(gòu)層底部的所述襯底側(cè)壁之間，與源漏摻雜層和源漏凹槽露出的襯底側(cè)壁相接觸的方案相比，本發(fā)明實施例中源漏摻雜層與襯底側(cè)壁之間通過隔離側(cè)墻相隔離，隔離側(cè)墻能夠?qū)υ绰诫s層與溝道疊層底部的襯底之間的漏電流通道起到阻擋作用，而且，所述隔離側(cè)墻還能夠?qū)υ绰诫s層中的摻雜離子向溝道疊層底部的襯底中擴(kuò)散起到阻擋作用，進(jìn)而有利于改善源漏摻雜層和襯底之間的漏電流問題，提升了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

6、本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法中，在形成所述源漏凹槽之后，且在所述源漏凹槽中形成源漏摻雜層之前，還在所述源漏凹槽露出的襯底側(cè)壁上形成隔離側(cè)墻，相應(yīng)的，在形成源漏摻雜層的步驟中，源漏摻雜層與所述隔離側(cè)墻的側(cè)壁相接觸，與源漏摻雜層與源漏凹槽露出的襯底側(cè)壁相接觸的方案相比，本發(fā)明實施例中源漏摻雜層與襯底側(cè)壁之間通過隔離側(cè)墻相隔離，隔離側(cè)墻能夠?qū)υ绰诫s層與溝道疊層底部的襯底之間的漏電流通道起到阻擋作用，而且，所述隔離側(cè)墻還能夠?qū)υ绰诫s層中的摻雜離子向溝道疊層底部的襯底中擴(kuò)散起到阻擋作用，進(jìn)而有利于改善源漏摻雜層和襯底之間的漏電流問題，提升了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔離側(cè)墻相接觸的襯底側(cè)壁相對于所述溝道結(jié)構(gòu)層的同一側(cè)側(cè)壁縮進(jìn)。

3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔離側(cè)墻的材料包括氧化硅、氮化硅或碳氮化硅中的一種。

4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，與所述隔離側(cè)墻相接觸的襯底的厚度為10納米至40納米。

5.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，沿平行于襯底的方向，所述隔離側(cè)墻的寬度為2納米至4納米。

6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)用于形成mos晶體管；所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：反型摻雜區(qū)，位于所述源漏摻雜層底部的所述襯底內(nèi)，摻雜離子類型與mos晶體管的溝道導(dǎo)電類型不同。

7.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述源漏凹槽的步驟中，所述源漏凹槽露出的襯底側(cè)壁相對于所述溝道疊層的同一側(cè)側(cè)壁縮進(jìn)。

9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述源漏凹槽露出的襯底側(cè)壁與所述溝道疊層的底部圍成溝槽；形成所述隔離側(cè)墻的步驟包括：在所述源漏凹槽底部和側(cè)壁、所述偽柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁和頂面上形成沉積層，所述沉積層填充于所述溝槽；

10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述沉積層的工藝包括化學(xué)氣相沉積工藝。

11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，去除位于所述源漏凹槽底部、所述溝道疊層側(cè)壁以及所述偽柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁和頂部上的所述沉積層的工藝包括：采用各向異性刻蝕工藝，刻蝕去除位于所述源漏凹槽底部和所述偽柵結(jié)構(gòu)頂部的所述沉積層；在所述各向異性的刻蝕工藝之后，采用各向同性的刻蝕工藝，刻蝕去除位于所述溝道疊層和偽柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁的所述沉積層。

12.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述隔離側(cè)墻的步驟還包括：在形成所述沉積層之后，且在去除位于所述源漏凹槽底部、所述溝道疊層側(cè)壁以及所述偽柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁和頂部上的所述沉積層之前，對所述沉積層進(jìn)行改性處理，用于提高所述沉積層的致密度。

13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對所述沉積層進(jìn)行改性處理的步驟包括：對所述沉積層進(jìn)行離子摻雜處理，摻雜離子包括ⅳ組元素離子；對摻雜有ⅳ組元素離子的沉積層進(jìn)行熱處理。

14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述ⅳ組元素離子包括碳離子、硅離子或鍺離子。

15.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，形成所述隔離側(cè)墻的步驟還包括：在形成所述沉積層之后，且在去除位于所述源漏凹槽底部、所述溝道疊層側(cè)壁以及所述偽柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁和頂部上的所述沉積層之前，對所述源漏凹槽底部和側(cè)壁進(jìn)行第一界面修復(fù)處理，用于修復(fù)與所述沉積層相接觸的所述襯底的界面態(tài)。

16.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對所述源漏凹槽底部和側(cè)壁進(jìn)行第一界面修復(fù)處理的步驟包括：采用惰性氣體對所述源漏凹槽的底部和側(cè)壁進(jìn)行處理。

17.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法用于形成mos晶體管；形成所述隔離側(cè)墻之后，在形成所述源漏摻雜層之前，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法還包括：對所述源漏凹槽底部進(jìn)行反型摻雜處理，反型摻雜處理的摻雜類型與mos晶體管的溝道導(dǎo)電類型不同，在所述源漏凹槽底部的所述襯底內(nèi)形成反型摻雜區(qū)。

18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在對所述源漏凹槽底部進(jìn)行反型摻雜處理之后，且在形成所述源漏摻雜層之前，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法還包括：對所述源漏凹槽底部的襯底表面進(jìn)行第二界面修復(fù)處理，用于修復(fù)源漏凹槽底部露出的襯底表面的界面態(tài)。

19.如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，對所述源漏凹槽底部進(jìn)行第二界面修復(fù)處理的步驟包括：采用氘和惰性氣體中的一種或兩種，對所述源漏凹槽底部的襯底表面進(jìn)行氣體處理。

20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法還包括：在形成源漏摻雜層之后，去除所述偽柵結(jié)構(gòu)，形成柵極開口，暴露出所述溝道疊層；

技術(shù)總結(jié)
一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，形成方法包括：形成橫跨溝道疊層的偽柵結(jié)構(gòu)；在偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的溝道疊層以及部分厚度襯底中形成源漏凹槽；在源漏凹槽露出的襯底側(cè)壁上形成隔離側(cè)墻；在源漏凹槽中形成源漏摻雜層，源漏摻雜層與隔離側(cè)墻的側(cè)壁相接觸。本發(fā)明實施例源漏摻雜層與襯底側(cè)壁之間通過隔離側(cè)墻相隔離，隔離側(cè)墻能夠?qū)υ绰诫s層與溝道疊層底部的襯底之間的漏電流通道起到阻擋作用，而且，隔離側(cè)墻還能夠?qū)υ绰诫s層中的摻雜離子向溝道疊層底部的襯底中擴(kuò)散起到阻擋作用，有利于改善源漏摻雜層和襯底之間的漏電流問題，提升了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：趙猛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2