半导体结构及形成半导体结构的方法与流程
1.本公开涉及半导体技术领域，本公开涉及但不限于一种半导体结构及形成半导体结构的方法。
背景技术：
2.在形成鳍式场效应晶体管(fin field-effect transistor，finetf)结构时，在把栅极结构以及栅氧化层埋进基底中时，需要先蚀刻出栅极沟槽，而在刻蚀栅极沟槽时容易使栅极沟槽的侧壁受到损伤，从而影响finfet结构的栅氧界面态，导致器件可靠性失效。
技术实现要素：
3.本公开实施例提供一种半导体结构和形成半导体结构的方法。
4.一方面，本公开实施例提供一种形成半导体结构的方法，所述方法包括：提供基底，所述基底上包括初始鳍状有源区和位于相邻所述初始鳍状有源区之间的第一隔离结构；刻蚀所述初始鳍状有源区和所述第一隔离结构，形成鳍状有源区和位于相邻所述鳍状有源区之间的第二隔离结构，所述鳍状有源区的顶表面和所述第二隔离结构的顶表面在预设的高度范围内；采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述第二隔离结构，在形成第三隔离结构和位于相邻所述鳍状有源区之间的栅极沟槽的同时，形成鳍部。
5.在一些实施例中，所述鳍状有源区的高度小于所述初始鳍状有源区的高度。
6.在一些实施例中，刻蚀所述初始鳍状有源区和所述第一隔离结构，形成鳍状有源区和位于相邻所述鳍状有源区之间的第二隔离结构，所述鳍状有源区的顶表面和所述第二隔离结构的顶表面在预设的高度范围内，包括：控制刻蚀选择比为1:1，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述初始鳍状有源区和所述第一隔离结构，形成所述鳍状有源区和位于相邻所述鳍状有源区之间的所述第二隔离结构；其中，所述鳍状有源区的顶表面和所述第二隔离结构的顶表面位于同一高度。
7.在一些实施例中，所述干法刻蚀工艺中采用的刻蚀气体包括：chf3、cf4、hbr和cl2。
8.在一些实施例中，所述湿法刻蚀工艺中采用的刻蚀溶液包括稀释溶液，其中，所述稀释溶液中的氟化氢与去离子水的体积比为1:150至1:250。
9.在一些实施例中，所述方法还包括：采用预设类型的离子，对相邻两个所述初始鳍状有源区分别进行离子注入，形成分别位于相邻两个所述初始鳍状有源区中的源极和漏极；其中，所述预设类型的离子包括以下至少之一：磷离子、锑离子、砷离子、硼离子。
10.在一些实施例中，所述方法还包括：在所述栅极沟槽中形成栅氧化层；在形成有所述栅氧化层的栅极沟槽中形成栅极结构，以形成鳍式场效应晶体管。
11.在一些实施例中，在形成有所述栅氧化层的栅极沟槽中形成栅极结构，包括：在形成有所述栅氧化层的栅极沟槽中依次形成金属阻挡层、导电金属层和保护层，以形成所述栅极结构。
12.在一些实施例中，所述初始鳍状有源区和所述第一隔离结构通过以下步骤形成：
提供初始基底；刻蚀所述初始基底，形成所述基底和位于所述基底上的所述初始鳍状有源区；其中，所述初始鳍状有源区按照矩阵排列，以第一方向为所述矩阵的行方向且以第二方向为所述矩阵的列方向；所述初始鳍状有源区以第三方向为延伸方向；沿所述第一方向的相邻两个所述初始鳍状有源区之间包括具有第一尺寸的第一接触孔或具有第二尺寸的第二接触孔，所述第二尺寸大于所述第一尺寸；在所述第一接触孔和所述第二接触孔中分别形成第一子隔离结构和第二子隔离结构，所述第一子隔离结构和所述第二子隔离结构构成所述第一隔离结构。
13.在一些实施例中，第一隔离结构还包括隔离层，形成所述第一隔离结构的步骤还包括：形成覆盖所述初始鳍状有源区、所述第一子隔离结构和所述第二子隔离结构的所述隔离层。
14.在一些实施例中，所述第一子隔离结构包括初始第一氧化硅层，所述第二子隔离结构包括初始第二氧化硅层和初始氮化硅层；在所述第一接触孔和所述第二接触孔中分别形成第一子隔离结构和第二子隔离结构，包括：在所述第一接触孔中沉积满氧化硅材料，形成所述初始第一氧化硅层；在所述第二接触孔中沉积氧化硅材料，形成所述初始第二氧化硅层；并且在形成有所述初始第二氧化硅层的第二接触孔中沉积满氮化硅材料，形成所述初始氮化硅层。
15.在一些实施例中，刻蚀所述初始鳍状有源区和所述第一隔离结构，形成鳍状有源区和位于相邻所述鳍状有源区之间的第二隔离结构，包括：刻蚀去除所述隔离层；刻蚀部分所述初始鳍状有源区、所述第一子隔离结构和所述第二子隔离结构，分别形成鳍状有源区、第三子隔离结构和第四子隔离结构；其中，所述第三子隔离结构和所述第四子隔离结构构成所述第二隔离结构。
16.在一些实施例中，采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述第二隔离结构，在形成第三隔离结构和位于相邻所述鳍状有源区之间的栅极沟槽的同时，形成鳍部，包括：采用湿法刻蚀工艺刻蚀剩余的初始第一氧化硅层和剩余的初始第二氧化硅层，在形成所述第三隔离结构和所述栅极沟槽的同时，形成所述鳍部；其中，所述第三隔离结构包括第一氧化硅层、第二氧化硅层和氮化硅层；所述栅极沟槽包括第一栅极子沟槽和第二栅极子沟槽，所述第一栅极子沟槽位于所述第一氧化硅层上，所述第二栅极子沟槽位于所述氮化硅层与相邻所述鳍部之间；所述第一栅极子沟槽的深度大于所述第二栅极子沟槽的深度。
17.在一些实施例中，所述方法还包括：形成与一所述源极/漏极连接的位线结构；形成与另一所述源极/漏极连接的电容结构。
18.另一方面，本公开实施例提供一种半导体结构，采用上述任一实施例中的方法形成，所述结构包括：基底；位于所述基底上的鳍状有源区；位于相邻所述鳍状有源区之间的第三隔离结构；其中，至少部分所述第三隔离结构的顶表面低于所述鳍状有源区的顶表面，暴露出的所述鳍状有源区作为鳍部。
19.在一些实施例中，所述半导体结构至少包括晶体管结构，所述晶体管结构包括：位于相邻两个所述鳍部中的源极和漏极，以及位于相邻所述鳍部之间的栅极。
20.本公开实施例中，首先，提供基底，基底上包括初始鳍状有源区和位于相邻初始鳍状有源区之间的第一隔离结构，这样第一隔离结构可以隔离相邻初始鳍状有源区；其次，刻蚀初始鳍状有源区和第一隔离结构，形成鳍状有源区和位于相邻鳍状有源区之间的第二隔
离结构，鳍状有源区的顶表面和第二隔离结构的顶表面在预设的高度范围内，这样为后续刻蚀形成鳍部和栅极沟槽提供一个相对平整的表面；最后，采用湿法刻蚀工艺刻蚀第二隔离结构，在形成第三隔离结构和位于相邻鳍状有源区之间的栅极沟槽的同时，形成鳍部，这样无需通过离子体以及物理轰击形成栅极沟槽，从而可以有效降低栅极沟槽侧壁的晶格损伤，进而降低对半导体器件性能及可靠性的影响，同时提高鳍部高度的均匀性，减小各晶体管之间的差异。
附图说明
21.在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
22.图1为本公开实施例提供的一种形成半导体结构的方法的实现流程示意图；
23.图2至图8为本公开实施例提供的形成半导体结构过程中的结构示意图。
具体实施方式
24.下面将参照附图更详细地描述本公开公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
25.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本公开更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本公开可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本公开发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述；即，这里不描述实际实施例的全部特征，不详细描述公知的功能和结构。
26.在附图中，为了清楚，层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
27.应当明白，当元件或层被称为“在
……
上”、“与
……
相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在
……
上”、“与
……
直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本公开教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时，并不表明本公开必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
28.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本公开的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所
有组合。
29.动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)市场为了降低成本，在单片晶圆上产出更多的芯片，从而提升效益。同时，市场对便携式移动电子设备的需求，要求设备更小更易携带，速度也更快，使得dram存储能力不断增加成为刚需。为了满足市场需求，追求利益最大化，研发人员把平面结构的有效尺寸不断减小，不断地缩小线宽。在缩到电学性能的极限后，为了追求极致以及利益最大化，研发人员提出了三维(3-dimension，3d)的结构，把关键的栅极与栅氧层埋入硅基底中，因此形成了鳍式场效应晶体管(fin field-effect transistor，finetf)结构。
30.相关技术中一般采用干法刻蚀形成栅极沟槽，干法刻蚀的特性是各向异性，各向异性蚀刻出的栅极沟槽侧壁由于等离子体以及物理轰击，界面粗糙度差，硅的晶体结构受到损伤，从而影响finfet结构的栅氧界面态，导致器件可靠性失效。
31.由于栅极沟槽和有源区(active area，aa)不同，aa离子注入造成的晶格损伤通过后续的高温处理可以进行晶格修复，但是干法蚀刻形成栅极沟槽后如果采用高温修复会再次影响之前注入的离子分布，所以通过高温修复对干法刻蚀形成栅极沟槽时造成的晶格损伤并不是有效解决办法。
32.在介绍本公开实施例之前，先定义一下以下实施例可能用到的描述立体结构的三个方向，以笛卡尔坐标系为例，三个方向可以包括x轴、y轴和z轴方向。在忽略顶表面和底表面的平整度的情况下，在基底的顶表面和底表面(即基底所在的平面)方向上，定义两彼此相交(例如彼此垂直)的方向为第一方向和第二方向，例如可以定义初始鳍状有源区的排列方向为第一方向和第二方向，定义初始有源区的延伸方向为第三方向，基于第一方向和第二方向可以确定基底的平面方向。本公开实施例中，第一方向和第二方向相互垂直，第三方向位于第一方向和第二方向之间。本公开实施例中，定义第一方向为x轴方向，定义第二方向为y轴方向，定义第三方向为z轴方向。
33.本公开实施例提供一种形成半导体结构的方法，参考图1，该方法包括步骤s101至步骤s103，其中：
34.步骤s101，提供基底，基底上包括初始鳍状有源区和位于相邻初始鳍状有源区之间的第一隔离结构；
35.这里，基底可以包括硅衬底，硅衬底也可以包括其它半导体元素，例如：锗(ge)，或包括半导体化合物，例如：碳化硅(sic)、砷化镓(gaas)、磷化镓(gap)、磷化铟(inp)、砷化铟(inas)或锑化铟(insb)，或包括其它半导体合金，例如：硅锗(sige)、磷化砷镓(gaasp)、砷化铟铝(alinas)、砷化镓铝(algaas)、砷化铟镓(gainas)、磷化铟镓(gainp)、和/或磷砷化铟镓(gainasp)或其组合。
36.初始鳍状有源区是通过刻蚀初始基底形成的。在一些实施例中，基底中可以形成多个阵列排布的鳍状有源区，相邻鳍状有源区用于形成一个晶体管，作为存储器的存储单元中的晶体管。在实施时，可以根据具体的存储器的存储单元的分布，设定鳍状有源区的排布方式，在此不作限定。
37.第一隔离结构可以是浅沟槽隔离结构(shallow trench isolation，sti)，位于相邻初始鳍状有源区之间，也就是说第一隔离结构包围初始鳍状有源区，用于隔离相邻初始鳍状有源区。在实施时，第一隔离结构的材料可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硼硅酸玻璃
中的至少一种或其他合适的隔离材料。例如，第一隔离结构可以包括氧化硅和氮化硅；形成第一隔离结构的过程可以是在沟槽中先填充氧化硅，之后在有氧化硅的沟槽中填充满氮化硅，从而形成第一隔离结构。
38.步骤s102，刻蚀初始鳍状有源区和第一隔离结构，形成鳍状有源区和位于相邻鳍状有源区之间的第二隔离结构，鳍状有源区的顶表面和第二隔离结构的顶表面在预设的高度范围内；
39.这里，预设的高度范围可以根据初始鳍状有源区的高度以及刻蚀精度去设置。步骤s102是将基底上的初始鳍状有源区变矮，并使鳍状有源区的顶表面和第二隔离结构的顶表面在预设的高度范围内，为后续采用湿法刻蚀工艺形成鳍部提供一个相对平整的平面的过程。刻蚀后剩余的第一隔离结构就形成了第二隔离结构，刻蚀后剩余的初始鳍状有源区就形成了鳍状有源区。
40.在一些实施例中，鳍状有源区的高度小于初始鳍状有源区的高度。
41.在一些实施例中，可以控制初始鳍状有源区和第一隔离结构的刻蚀选择比为1:1，采用干法刻蚀工艺刻蚀初始鳍状有源区和第一隔离结构，形成鳍状有源区和位于相邻鳍状有源区之间的第二隔离结构。在实施时，可以通过选择刻蚀气体的种类以及刻蚀气体的比例可以使初始鳍状有源区和第一隔离结构的刻蚀选择比为1:1，从而在刻蚀后使第二隔离结构的顶表面和鳍状有源区的顶表面位于同一高度。也就是说，刻蚀后的结构的表面是平整的。干法刻蚀工艺中采用的刻蚀气体可以包括：三氟甲烷(chf3)、四氟化碳(cf4)、溴化氢(hbr)和(cl2)。在其他实施例中，刻蚀气体还可以包括其他碳氟系气体，例如二氟甲烷(ch2f2)、八氟丙烷(c3f8)、全氟丁二烯(c4f6)、八氟环丁烷(c4f8)和八氟环戊烯(c5f8)中的一种或几种。
42.需要说明的是，在初始鳍状有源区的材料为硅、第一隔离结构包括氧化硅和氮化硅的情况下，需要控制硅、氧化硅和氮化硅的刻蚀选择比为1:1:1，这样可以将硅、氧化硅和氮化硅刻蚀到同一水平高度，也就是说形成的鳍状有源区和第二隔离结构的顶表面位于同一水平高度。
43.在一些实施例中，刻蚀氧化硅和/或氮化硅时，可以采用120标况毫升每分钟(sccm)至180sccm的chf3和30sccm至50sccm的cf4；刻蚀硅时，可以采用80sccm至120sccm的chf3、110sccm至150sccm的cf4、50ccm至70sccm的hbr和10sccm至25sccm的cl2。
44.步骤s103，采用湿法刻蚀工艺刻蚀第二隔离结构，在形成第三隔离结构和位于相邻鳍状有源区之间的栅极沟槽的同时，形成鳍部。
45.这里，刻蚀之后剩余的第二隔离结构即为第三隔离结构，由于刻蚀了部分第二隔离结构，所以至少有部分的第三隔离结构的顶表面会低于鳍状有源区的顶表面，这样在相邻鳍状有源区之间的第三隔离结构上会形成栅极沟槽，同时会暴露出部分鳍状有源区的侧壁，暴露出侧壁的部分鳍状有源区可以形成鳍部。
46.在一些实施例中，湿法刻蚀工艺中采用的刻蚀溶液可以包括稀释溶液，其中，稀释溶液中的氟化氢与去离子水的体积比为1:150至1:250，例如，稀释溶液中的氟化氢与去离子水的体积比为1:200。本公开实施例中，通过控制稀释溶液中的氟化氢与去离子水的体积比可以在刻蚀第二隔离结构时，不刻蚀鳍状有源区，从而使形成的鳍部较高，这样，可以提高半导体器件的运行速度。
47.在一些实施例中，还可以控制刻蚀第二隔离结构的时间，从而使形成的栅极沟槽的深度满足预设深度。
48.本公开实施例中，首先，提供基底，基底上包括初始鳍状有源区和位于相邻初始鳍状有源区之间的第一隔离结构，这样第一隔离结构可以隔离相邻初始鳍状有源区；其次，刻蚀初始鳍状有源区和第一隔离结构，形成鳍状有源区和位于相邻鳍状有源区之间的第二隔离结构，鳍状有源区的顶表面和第二隔离结构的顶表面在预设的高度范围内，这样为后续刻蚀形成鳍部和栅极沟槽提供一个相对平整的表面；最后，采用湿法刻蚀工艺刻蚀第二隔离结构，在形成第三隔离结构和位于相邻鳍状有源区之间的栅极沟槽的同时，形成鳍部，这样无需通过离子体以及物理轰击形成栅极沟槽，从而可以有效降低栅极沟槽侧壁的晶格损伤，进而降低对半导体器件性能及可靠性的影响，同时提高鳍部高度的均匀性，减小各晶体管之间的差异。
49.下面将参考图2至图8对本公开实施例提供的形成半导体结构的过程进行详细说明。
50.首先，参考图2和图3，执行步骤s101，提供基底11，基底11上包括初始鳍状有源区12a和位于相邻初始鳍状有源区12a之间的第一隔离结构13。其中，图2和图3中的右图是左图中沿aa＇方向的剖面图。
51.在一些实施例中，初始鳍状有源区和第一隔离结构可以通过步骤s1011至步骤s1013形成，其中：
52.步骤s1011，提供初始基底；
53.步骤s1012，刻蚀初始基底，形成基底和位于基底上的初始鳍状有源区；其中，初始鳍状有源区按照矩阵排列，以第一方向为矩阵的行方向且以第二方向为矩阵的列方向；初始鳍状有源区以第三方向为延伸方向；沿第一方向的相邻两个初始鳍状有源区之间包括具有第一尺寸的第一接触孔或具有第二尺寸的第二接触孔，第二尺寸大于第一尺寸；
54.步骤s1013，在第一接触孔和第二接触孔中分别形成第一子隔离结构和第二子隔离结构，第一子隔离结构和第二子隔离结构构成第一隔离结构。
55.这里，可以通过湿法刻蚀工艺(例如，采用浓硫酸、、浓硝酸等强酸刻蚀)或者干法刻蚀工艺(例如等离子体刻蚀工艺、反应离子刻蚀工艺或者离子铣工艺)刻蚀初始基底来形成基底和位于基底上的初始鳍状有源区。
56.在一些实施例中，第一子隔离结构和第二子隔离结构的材料可以相同，例如都为氧化硅；第一子隔离结构和第二子隔离结构的材料还可以不相同，例如，第一子隔离结构的材料包括氧化硅，第二子隔离结构的材料包括氧化硅和氮化硅。
57.参考图2，刻蚀初始基底形成基底11和位于基底11上的初始鳍状有源区12a。从图2左图中可以看出初始鳍状有源区12a按照矩阵排列，以x轴方向为矩阵的行方向且以y轴方向为矩阵的列方向；初始鳍状有源区12a以z轴方向为延伸方向；其中，z轴方向和x轴方向之间的夹角θ可以大于0度(
°
)小于90
°
。沿x轴方向的相邻两个初始鳍状有源区12a之间包括具有第一尺寸d1的第一接触孔102或具有第二尺寸d2的第二接触孔103，第二尺寸d2大于第一尺寸d1，也就是说x轴方向上的初始鳍状有源区12a的之间的间距不同。由于负载效应，形成的第一接触孔102和第二接触孔103的深度不同，第二接触孔103的深度大于第一接触孔102的深度。也就是说，初始鳍状有源区密集的地方的接触孔的深度小于初始鳍状有源区稀疏
的地方的接触孔的深度。另外，在x轴方向上，第一接触孔102和第二接触孔103交替排列在初始鳍状有源区两侧。
58.参考图2和图3，在第一接触孔102和第二接触孔103中分别形成第一子隔离结构131和第二子隔离结构132，第一子隔离结构131和第二子隔离结构132构成第一隔离结构13。从图3中可以看出，第二子隔离结构132的深度大于第一子隔离结构131的深度。
59.在一些实施例中，第一隔离结构还包括隔离层，形成第一隔离结构的步骤还包括：步骤s1014，形成覆盖初始鳍状有源区、第一子隔离结构和第二子隔离结构的隔离层。
60.继续参考图3，在初始鳍状有源区12a、第一子隔离结构131和第二子隔离结构132上形成隔离层133。这样，第一隔离结构13包括第一子隔离结构131、第二子隔离结构132和隔离层133。
61.在一些实施例中，第一子隔离结构包括初始第一氧化硅层，第二子隔离结构包括初始第二氧化硅层和初始氮化硅层；
62.步骤s1013的实施可以包括步骤s1131至步骤s1133，其中：
63.步骤s1131，在第一接触孔中沉积满氧化硅材料，形成初始第一氧化硅层；
64.步骤s1132，在第二接触孔中沉积氧化硅材料，形成初始第二氧化硅层；
65.步骤s1133，在形成有初始第二氧化硅层的第二接触孔中沉积满氮化硅材料，形成初始氮化硅层。
66.这里，由于在第一方向上第一接触孔的尺寸小于第二接触孔的尺寸且第一接触孔的深度小于第二接触孔的深度，因此，在相同的沉积工艺和沉积条件下，在第一接触孔填满氧化硅材料的时候，第二接触孔还没有填满氧化硅材料，还留下空隙。在形成有初始第二氧化硅层的第二接触孔中继续沉积氮化硅材料，直至将第二接触孔沉积满，这样就可以形成包括初始第二氧化硅层和初始氮化硅层的第二子隔离结构，从而可以提高第一隔离结构的隔离效果。在其他实施例中，还可以在空隙中继续沉积氧化硅材料，这样第一子隔离结构和第二子隔离结构中的隔离材料都是氧化硅。
67.继续参考图2和图3，在第一接触孔102中沉积满氧化硅材料，形成初始第一氧化硅层；在第二接触孔103沉积氧化硅材料，形成初始第二氧化硅层1321；在形成有初始第二氧化硅层1321的第二接触孔103中沉积满氮化硅材料，形成初始氮化硅层1322，这样，第二子隔离结构132就包括初始第二氧化硅层1321和初始氮化硅层1322。
68.在实施时，可以通过以下任一沉积工艺形成：化学气相沉积(chemical vapor deposition，cvd)工艺、物理气相沉积(physical vapor deposition，pvd)工艺、原子层沉积(atomic layer deposition，ald)工艺或者其他适合的工艺沉积氧化硅材料、氮化硅材料以及形成隔离层。
69.下面参考图3和图4执行步骤s102，刻蚀初始鳍状有源区12a和第一隔离结构13，形成鳍状有源区12和位于相邻鳍状有源区12之间的第二隔离结构14，鳍状有源区12的顶表面和第二隔离结构14的顶表面在预设的高度范围内。
70.在一些实施例中，步骤s102的实施可以包括步骤s1021和步骤s1022，其中：
71.步骤s1021，刻蚀去除隔离层；
72.步骤s1022，刻蚀部分初始鳍状有源区、第一子隔离结构和第二子隔离结构，分别形成鳍状有源区、第三子隔离结构和第四子隔离结构；
73.其中，第三子隔离结构和第四子隔离结构构成第二隔离结构。
74.这里，第一子隔离结构刻蚀之后会形成第三子隔离结构，第二子隔离结构刻蚀之后会形成第四子隔离结构。可以采用干法刻蚀工艺刻蚀去除隔离层和刻蚀部分初始鳍状有源区、第一子隔离结构和第二子隔离结构。这样可以更好地使鳍状有源区12的顶表面和第二隔离结构14的顶表面位于同一高度。
75.参考图3，刻蚀去除隔离层133，从而暴露出初始鳍状有源区12a的顶表面、第一子隔离结构131的顶表面和第二子隔离结构132的顶表面；刻蚀部分初始鳍状有源区12a、第一子隔离结构131和第二子隔离结构132，分别形成如图4所示的鳍状有源区12、第三子隔离结构141和第四子隔离结构142。其中，第三子隔离结构141和第四子隔离结构142构成第二隔离结构14。第三子隔离结构141可以包括剩余的初始第一氧化硅层，第四子隔离结构142包括剩余的初始第二氧化硅层和剩余的初始氮化硅层。
76.可以理解的是，在第一隔离结构包括隔离层或者不包括隔离层的情况下，为了给湿法刻蚀工艺提供一个平整的表面，可以通过干法刻蚀工艺刻蚀初始鳍状有源区、第一子隔离结构和第二子隔离结构，从而将初始鳍状有源区、第一子隔离结构和第二子隔离结构的高度减小，并且使三者的顶表面位于同一高度。
77.下面将参考图4至图6执行步骤s103，采用湿法刻蚀工艺刻蚀第二隔离结构14，在形成第三隔离结构15和位于相邻鳍状有源区12之间的栅极沟槽16的同时，形成鳍部17。
78.在第二隔离结构中的第一子隔离结构和第二子隔离结构中的隔离材料相同的情况下，采用湿法刻蚀工艺刻蚀第二隔离结构之后，会形成如图5所示的第三隔离结构15和位于相邻鳍状有源区12之间的栅极沟槽16，同时还会形成鳍部17。由于负载效应，第一子隔离结构的刻蚀深度较深，而第二子隔离结构的刻蚀深度较浅，因此，第三隔离结构15中的第五子隔离结构151的顶表面低于第六子隔离结构152的顶表面，同时可以看出鳍部17的侧表面的高度不同，也就是鳍部17具有高度差，这样可以提高半导体器件的运行速度。
79.在一些实施例中，步骤s103“采用湿法刻蚀工艺刻蚀第二隔离结构，在形成第三隔离结构和位于相邻鳍状有源区之间的栅极沟槽的同时，形成鳍部”的实施可以包括步骤s1031，采用湿法刻蚀工艺刻蚀剩余的初始第一氧化硅层和剩余的初始第二氧化硅层，在形成第三隔离结构和栅极沟槽的同时，形成鳍部。
80.其中，第三隔离结构包括第一氧化硅层、第二氧化硅层和氮化硅层；栅极沟槽包括第一栅极子沟槽和第二栅极子沟槽，第一栅极子沟槽位于第一氧化硅层上，第二栅极子沟槽位于氮化硅层(即剩余的初始氮化硅层)与相邻鳍部之间；第一栅极子沟槽的深度大于第二栅极子沟槽的深度。
81.这里，通过选择湿法刻蚀工艺中的刻蚀溶液的种类、浓度、温度等工艺参数，可以在刻蚀的过程中只刻蚀氧化硅材料，而不刻蚀氮化硅材料。
82.参考图4和图6，采用湿法刻蚀工艺刻蚀剩余的初始第一氧化硅层和剩余的初始第二氧化硅层，形成第五子隔离结构151、第六子隔离结构152、位于第五子隔离结构151上的第一栅极子沟槽161、以及位于第六子隔离结构152上的第二栅极子沟槽162，同时暴露出侧表面的鳍状有源区12形成鳍部17。其中，第五子隔离结构151包括第一氧化硅层，第六子隔离结构152包括第二氧化硅层1521和与第二氧化硅层1521侧表面接触的氮化硅层1522；因此，第三隔离结构15包括第一氧化硅层(即为第五子隔离结构151)、第二氧化硅层1521和氮
化硅层1522。栅极沟槽16包括第一栅极子沟槽161和第二栅极子沟槽162；其中，第二栅极子沟槽162位于氮化硅层1522与相邻鳍部17之间，也就是位于第二氧化硅层1521上，且第一栅极子沟槽161的深度大于第二栅极子沟槽162的深度。
83.在一些实施例中，形成半导体结构的方法还包括：采用预设类型的离子，对相邻两个初始鳍状有源区分别进行离子注入，形成分别位于相邻两个初始鳍状有源区中的源极和漏极；其中，预设类型的离子包括以下至少之一：磷离子、锑离子、砷离子。在另一些实施例中，预设类型的离子还可以包括以下至少之一：硼离子、镓离子、铟离子。
84.在一些实施例中，形成半导体结构的方法还包括步骤s104和步骤s105，其中：
85.步骤s104，在栅极沟槽中形成栅氧化层；
86.步骤s105，在形成有栅氧化层的栅极沟槽中形成栅极结构，以形成鳍式场效应晶体管。
87.这里，栅氧化层的材料可以包括氧化硅、氮氧化硅等。由于栅极沟槽的侧壁的损伤较小，这样会改善栅极沟槽中形成的栅氧化层的界面态，从而提高半导体器件的可靠性。
88.参考图7，在栅极沟槽(可以参考图5中的栅极沟槽16)中和鳍状有源区12上形成栅氧化层18；在形成栅氧化层18的栅极沟槽中和鳍状有源区12上形成栅极结构19，以形成鳍式场效应晶体管。
89.参考图8，图8中的右图是左图中沿aa＇方向的剖面图，在第一栅极子沟槽和第二栅极子沟槽(可以参考图6中的第一栅极子沟槽161和第二栅极子沟槽162)以及鳍状有源区12上形成栅氧化层18。之后在栅氧化层18上形成栅极结构19，以形成鳍式场效应晶体管。
90.在一些实施例中，栅极可以包括栅氧化层、金属阻挡层、导电金属层和保护层，步骤s105的实施可以包括：
91.在形成有栅氧化层的栅极沟槽中依次形成金属阻挡层、导电金属层和保护层，以形成栅极结构。
92.金属阻挡层不仅可以调节半导体构的阈值电压，还可以作为阻挡层，防止导电金属层中的金属污染栅氧化层；此外，金属阻挡层还可以作为粘附层，改善导电金属层与栅氧化层层之间的粘附性，从而使导电金属层和栅氧化层更好地生长在一起。在实施时，金属阻挡层的材料可以是以下至少之一：氮化钛(tin)、氧化镧(la2o3)、硅化锆(zrsi2)、硅化钼(mosi2)、硅化钽(tasi2)、硅化镍(nisi2)、铝化钽(taal)、钽碳化铝(taalc)、钽氮化铝(tialn)、碳化钽(tac)、碳氮化钽(tacn)、钽硅氮化物(tasin)。
93.导电金属层可以作为栅极结构的导电电极，导电金属层的材料可以是任意一种导电性能较好的材料，例如为钛(ti)、氮化钛(tin)、氮化钨(wn)、钨(w)、钴(co)、铂(pt)、钯(pd)、钌(ru)、铜(cu)中的任意一种。
94.保护层可以覆盖导电金属层，因此可以保护导电金属层，保护层可以是氮化硅等其他合适的材料。
95.在实施时，可以采用以下任一沉积工艺形成：化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺、原子层沉积工艺或者其他适合的工艺形成栅氧化层、金属阻挡层、导电金属层和保护层。
96.在形成栅极结构时，首先，在栅极沟槽中依次沉积形成栅氧化层(可以为氧化硅)、金属阻挡层、初始导电金属层(可以为钨)，经cmp后再刻蚀部分初始导电金属层，使初始导
电金属层的顶表面低于鳍状有源区的顶表面，以形成导电金属层；之后，在导电金属层上填充氮化硅形成保护层，这样形成的栅极结构就包括栅氧化层、金属阻挡层、导电金属层和保护层。
97.本公开实施例中，栅极结构位于基底中，因此栅极结构为埋入式栅极结构，这样可以提高半导体器件的集成度，实现微缩。另外，在第一方向上，栅极结构从内向外依次包括导电金属层、金属阻挡层和栅氧化层，这样可以减少微缩带来的栅极结构漏电流这一问题的出现，从而降低半导体器件的功耗并提高半导体器件可靠性。
98.在一些实施例中，形成半导体结构的方法还包括步骤s106和步骤s107，其中：
99.步骤s106，形成与一源极/漏极连接的位线结构；
100.步骤s107，形成与另一源极/漏极连接的电容结构。
101.这里，位线用于读或写存储单元的保存的状态；位线结构可以包括金属材料，例如钨、铝、钴等。电容结构可以存储数据，电容结构可以包括依次堆叠的第一电极层、电介质层和第二电极层。
102.本公开实施例中，第一电极层的材料和第二电极层的材料可以包括金属氮化物或金属硅化物，例如，氮化钛。电介质层的材料可以包括高k介质材料，例如可以是氧化镧(la2o3)、氧化铝(al2o3)、氧化铪(hfo2)、氮氧化铪(hfon)、硅酸铪(hfsio
x
)或氧化锆(zro2)中的一种或任意组合。
103.本公开实施例还提供一种半导体结构，采用上述任一实施例中的方法形成，参考图5或图6，半导体结构包括：
104.基底11；
105.位于基底11上的鳍状有源区12；
106.位于相邻鳍状有源区12之间的第三隔离结构15；
107.其中，至少部分第三隔离结构15的顶表面低于鳍状有源区12的顶表面，暴露出的鳍状有源区12作为鳍部17。
108.在一些实施例中，参考图7，第三隔离结构15包括第五子隔离结构151和第六子隔离结构152，其中，第五子隔离结构151的顶表面低于第六子隔离结构152的顶表面。第五子隔离结构151和第六子隔离结构152的材料可以都是氧化硅。
109.在一些实施例中，第五子隔离结构151和第六子隔离结构152的材料可以不相同。例如，参考图8，第五子隔离结构151可以包括第一氧化硅层，第六子隔离结构152可以包括第二氧化硅层1521和与第二氧化硅层1521侧表面接触的氮化硅层1522。
110.在一些实施例中，参考图7或图8，半导体结构还可以包括：
111.位于第三隔离结构15上的栅氧化层18和栅极结构19，二者构成栅极，位于相邻鳍部17之间。
112.在一些实施例中，在第一方向上，栅极结构从内向外依次包括导电金属层和金属阻挡层；保护层位于导电金属层上。
113.在一些实施例中，所述半导体结构至少包括晶体管结构，该晶体管结构包括：分别位于相邻两个鳍部中的源极和漏极，以及位于相邻所述鳍部之间的栅极。
114.在一些实施例中，半导体结构还可以包括：与一源极/漏极连接的位线结构；与另一源极/漏极连接的电容结构。
115.在一些实施例中，本公开实施例提供的形成半导体结构的方法用于形成上述实施中描述的半导体结构，半导体结构具有同方法实施例相似的有益效果。
116.在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的结构和方法，可以通过非目标的方式实现。以上所描述的结构实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合。
117.上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
118.本公开所提供的几个方法或结构实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或结构实施例。
119.以上所述，仅为本公开实施例的一些实施方式，但本公开实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开实施例揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开实施例的保护范围之内。因此，本公开实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
技术特征：
1.一种形成半导体结构的方法，其特征在于，所述方法包括：提供基底，所述基底上包括初始鳍状有源区和位于相邻所述初始鳍状有源区之间的第一隔离结构；刻蚀所述初始鳍状有源区和所述第一隔离结构，形成鳍状有源区和位于相邻所述鳍状有源区之间的第二隔离结构，所述鳍状有源区的顶表面和所述第二隔离结构的顶表面在预设的高度范围内；采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述第二隔离结构，在形成第三隔离结构和位于相邻所述鳍状有源区之间的栅极沟槽的同时，形成鳍部。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鳍状有源区的高度小于所述初始鳍状有源区的高度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刻蚀所述初始鳍状有源区和所述第一隔离结构，形成鳍状有源区和位于相邻所述鳍状有源区之间的第二隔离结构，所述鳍状有源区的顶表面和所述第二隔离结构的顶表面在预设的高度范围内，包括：控制刻蚀选择比为1:1，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述初始鳍状有源区和所述第一隔离结构，形成所述鳍状有源区和位于相邻所述鳍状有源区之间的所述第二隔离结构；其中，所述鳍状有源区的顶表面和所述第二隔离结构的顶表面位于同一高度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述干法刻蚀工艺中采用的刻蚀气体包括：chf3、cf4、hbr和cl2。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述湿法刻蚀工艺中采用的刻蚀溶液包括稀释溶液，其中，所述稀释溶液中的氟化氢与去离子水的体积比为1:150至1:250。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：采用预设类型的离子，对相邻两个所述初始鳍状有源区分别进行离子注入，形成分别位于相邻两个所述初始鳍状有源区中的源极和漏极；其中，所述预设类型的离子包括以下至少之一：磷离子、锑离子、砷离子、硼离子。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述栅极沟槽中形成栅氧化层；在形成有所述栅氧化层的栅极沟槽中形成栅极结构，以形成鳍式场效应晶体管。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在形成有所述栅氧化层的栅极沟槽中形成栅极结构，包括：在形成有所述栅氧化层的栅极沟槽中依次形成金属阻挡层、导电金属层和保护层，以形成所述栅极结构。9.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述初始鳍状有源区和所述第一隔离结构通过以下步骤形成：提供初始基底；刻蚀所述初始基底，形成所述基底和位于所述基底上的所述初始鳍状有源区；其中，所述初始鳍状有源区按照矩阵排列，以第一方向为所述矩阵的行方向且以第二方向为所述矩阵的列方向；所述初始鳍状有源区以第三方向为延伸方向；沿所述第一方向的相邻两个所述初始鳍状有源区之间包括具有第一尺寸的第一接触孔或具有第二尺寸的第二接触孔，所
述第二尺寸大于所述第一尺寸；在所述第一接触孔和所述第二接触孔中分别形成第一子隔离结构和第二子隔离结构，所述第一子隔离结构和所述第二子隔离结构构成所述第一隔离结构。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，第一隔离结构还包括隔离层，形成所述第一隔离结构的步骤还包括：形成覆盖所述初始鳍状有源区、所述第一子隔离结构和所述第二子隔离结构的所述隔离层。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一子隔离结构包括初始第一氧化硅层，所述第二子隔离结构包括初始第二氧化硅层和初始氮化硅层；在所述第一接触孔和所述第二接触孔中分别形成第一子隔离结构和第二子隔离结构，包括：在所述第一接触孔中沉积满氧化硅材料，形成所述初始第一氧化硅层；在所述第二接触孔中沉积氧化硅材料，形成所述初始第二氧化硅层；并且在形成有所述初始第二氧化硅层的第二接触孔中沉积满氮化硅材料，形成所述初始氮化硅层。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，刻蚀所述初始鳍状有源区和所述第一隔离结构，形成鳍状有源区和位于相邻所述鳍状有源区之间的第二隔离结构，包括：刻蚀去除所述隔离层；刻蚀部分所述初始鳍状有源区、所述第一子隔离结构和所述第二子隔离结构，分别形成鳍状有源区、第三子隔离结构和第四子隔离结构；其中，所述第三子隔离结构和所述第四子隔离结构构成所述第二隔离结构。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述第二隔离结构，在形成第三隔离结构和位于相邻所述鳍状有源区之间的栅极沟槽的同时，形成鳍部，包括：采用湿法刻蚀工艺刻蚀剩余的初始第一氧化硅层和剩余的初始第二氧化硅层，在形成所述第三隔离结构和所述栅极沟槽的同时，形成所述鳍部；其中，所述第三隔离结构包括第一氧化硅层、第二氧化硅层和氮化硅层；所述栅极沟槽包括第一栅极子沟槽和第二栅极子沟槽，所述第一栅极子沟槽位于所述第一氧化硅层上，所述第二栅极子沟槽位于所述氮化硅层与相邻所述鳍部之间；所述第一栅极子沟槽的深度大于所述第二栅极子沟槽的深度。14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：形成与一所述源极/漏极连接的位线结构；形成与另一所述源极/漏极连接的电容结构。15.一种半导体结构，其特征在于，采用如权利要求1至14任一项所述的方法形成，所述结构包括：基底；位于所述基底上的鳍状有源区；位于相邻所述鳍状有源区之间的第三隔离结构；其中，至少部分所述第三隔离结构的顶表面低于所述鳍状有源区的顶表面，暴露出的所述鳍状有源区作为鳍部。
16.根据权利要求15所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构至少包括晶体管结构，所述晶体管结构包括：位于相邻两个所述鳍部中的源极和漏极，以及位于相邻所述鳍部之间的栅极。
技术总结
本公开实施例提供一种半导体结构及形成半导体结构的方法，其中，所述方法包括：提供基底，所述基底上包括初始鳍状有源区和位于相邻所述初始鳍状有源区之间的第一隔离结构；刻蚀所述初始鳍状有源区和所述第一隔离结构，形成鳍状有源区和位于相邻所述鳍状有源区之间的第二隔离结构，所述鳍状有源区的顶表面和所述第二隔离结构的顶表面在预设的高度范围内；采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述第二隔离结构，在形成第三隔离结构和位于相邻所述鳍状有源区之间的栅极沟槽的同时，形成鳍部。形成鳍部。形成鳍部。
