半导体结构的形成方法、晶体管

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构的形成方法、晶体管。

背景技术

在半导体制造中，随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小，为了适应更小的特征尺寸，金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)的沟道长度也相应不断缩短。然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，因此栅极结构对沟道的控制能力随之变差，栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channel effects)更容易发生。

因此，为了减小短沟道效应的影响，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应晶体管(FinFET)。FinFET中，栅极结构至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，与平面MOSFET相比，栅极结构对沟道的控制能力更强，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，与现有集成电路制造具有更好的兼容性。

鳍部的形成质量对半导体结构的性能有着重要影响。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法、晶体管，提升半导体结构的电学性能。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，包括衬底和位于所述衬底上的鳍部，所述衬底包括稠密区和稀疏区，所述稠密区中所述鳍部的分布密度高于所述稀疏区中所述鳍部的分布密度；形成覆盖所述鳍部的第一隔离材料膜；采用臭氧对所述第一隔离材料膜进行固化处理，形成第一隔离材料层；对所述第一隔离材料层进行第一退火处理，形成第一隔离层；去除所述第一隔离层；去除所述第一隔离层后，在所述鳍部上保形覆盖第一保护层；形成所述第一保护层后，形成隔离结构，所述隔离结构覆盖所述鳍部的部分侧壁。

可选的，提供所述基底后，形成所述第一隔离材料膜前，还包括：形成保形覆盖所述鳍部的第二保护层；去除所述第一隔离层的过程中，去除所述第二保护层；在所述鳍部上保形覆盖第一保护层的步骤中，所述第一保护层的厚度大于所述第二保护层的厚度。

可选的，所述第二保护层的材料包括氧化硅或者氮氧化硅。

可选的，所述第二保护层的厚度为3纳米至6纳米。

可选的，采用化学气相沉积或者原子层沉积工艺形成所述第二保护层。

可选的，采用臭氧对所述第一隔离材料膜进行固化处理的工艺参数包括：臭氧的流量范围为10000sccm至20000sccm，固化温度为100℃至200℃，实施固化处理的压强为400torr至800torr。

可选的，形成隔离结构的步骤包括：形成覆盖所述鳍部的第二隔离材料膜；对所述第二隔离材料膜进行紫外线固化处理，形成第二隔离材料层；对所述第二隔离材料层进行第二退火处理，形成第二隔离层；回刻蚀部分厚度的所述第二隔离层，剩余的所述第二隔离层作为隔离结构。

可选的，在回刻蚀部分厚度的所述第二隔离层的过程中，去除高于所述第二隔离层的所述第一保护层。

可选的，形成所述第一隔离材料膜的步骤中，所述第一隔离材料膜顶面至所述鳍部顶面的距离为60纳米至100纳米。

可选的，采用Certas工艺去除所述第一隔离层。

可选的，所述第一退火处理的工艺包括水蒸气退火处理。

可选的，所述第一退火处理的参数包括：退火温度为500℃至600℃。

可选的，所述第一保护层的材料包括氧化硅、氮氧化硅或者氧化硅和位于氧化硅上氮化硅组成的叠层结构。

可选的，所述第一保护层的厚度为5纳米至10纳米。

可选的，采用化学气相沉积工艺或者原子层沉积工艺形成所述第一保护层。

可选的，采用流动性化学气相沉积工艺或旋转涂覆电介质工艺形成所述第一隔离材料膜。

相应的，本发明实施例还提供一种晶体管，包括采用如上述方法形成的半导体结构。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的半导体结构的形成方法中，利用臭氧对所述第一隔离材料膜进行固化处理使得形成的第一隔离材料层中的含氧量增加，对所述第一隔离材料层进行第一退火处理的过程中，第一隔离材料层中的Si-N键、Si-H键、Si-O和Si-OH键断裂，与第一隔离材料层相比，所述第一隔离层的体积缩减，因此所述第一隔离层中存在应力，其中，所述稠密区中的所述鳍部的间距小于稀疏区中的所述鳍部的间距，且第一隔离材料膜通常是通过流动性化学气相沉积工艺形成的，因此所述稠密区中的第一隔离材料膜的致密度低于所述稀疏区中所述第一隔离材料膜的致密度，相应的，所述稀疏区中的第一隔离材料膜体积缩减程度大于所述稠密区中的所述第一隔离材料膜的体积缩减程度，这使得位于所述稠密区中边缘位置处的鳍部在应力的作用下向稀疏区弯曲；而在所述鳍部上保形覆盖第一保护层的过程中，与鳍部的底部相比，鳍部顶部最先形成第一保护层，在所述鳍部顶部的位置处，相邻鳍部顶部上的第一保护层之间最先具有吸引力，且位于稠密区中边缘位置处的鳍部仅受到来自稠密区中的鳍部的吸引力，这使得位于稠密区中边缘位置处的鳍部向稠密区内部弯曲。综上，本发明实施例对第一隔离材料膜依次经过臭氧固化处理和第一退火处理，使位于稠密区中边缘位置处的鳍部预先向稀疏区弯曲，用于弥补后续形成第一保护层之后该鳍部的变形，因此后续形成第一保护层后，稠密区中边缘区域的所述鳍部向所述稠密区内部弯曲，使得鳍部具有较好的形貌质量，进而提高半导体结构的电学性能。

附图说明

图1至图4是一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图；

图5至图12是本发明半导体结构的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。

具体实施方式

目前所形成的半导体结构仍有性能不佳的问题。现结合一种半导体结构的形成方法分析半导体结构性能不佳的原因。

图1至图4，是一种半导体结构的形成方法中各步骤对应的结构示意图。

如图1所示，提供基底(图中未示出)和位于所述基底上的掩膜层2，所述基底包括的稠密区II和稀疏区I，所述稠密区II中所述掩膜层2的分布密度高于所述稀疏区I中所述掩膜层2的分布密度；以所述掩膜层2为掩膜刻蚀所述基底形成衬底1和位于所述衬底1上的鳍部3。

如图2所示，形成保形覆盖所述鳍部3以及所述鳍部3露出所述衬底1的保护层4。

在后续半导体结构的形成过程中，保护层4使得鳍部3不易受损伤。

如图3所示，形成所述保护层4后，形成覆盖所述鳍部3和掩膜层2的隔离材料层5。

如图4所示，刻蚀部分厚度的所述隔离材料层5，形成隔离层6。

所述保护层4的材料为氧化硅，通常采用原子层沉积(Atomic layer deposition，ALD)等台阶覆盖性好的工艺形成所述保护层4，在沉积过程中，先向反应腔室中通入硅烷，硅烷吸附鳍部3的表面，之后再向反应腔室中通入含氧气体，硅烷与含氧气体反应形成氧化硅。相比于鳍部3的底部，鳍部3的顶面最先形成硅烷和氧化硅，不同鳍部3顶面的硅烷和氧化硅之间具有吸引力，稠密区II中边缘的鳍部3仅受到来自稠密区II中的鳍部3的吸引力，导致边缘的鳍部3向所述稠密区II弯曲。所述隔离材料层5通常采用流动性化学气相沉积工艺形成，因为所述稠密区II中鳍部3之间的开口较小，导致稠密区II中的所述隔离材料层5的形成质量较差，从而所述稠密区II中所述鳍部3之间的隔离层6的形成质量较差，所述隔离层6不易起到电隔离稠密区II中鳍部3的作用，进而导致半导体结构的电学性能较差。

为了解决所述技术问题，本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，包括衬底和位于所述衬底上的鳍部，所述衬底包括稠密区和稀疏区，所述稠密区中所述鳍部的分布密度高于所述稀疏区中所述鳍部的分布密度；形成覆盖所述鳍部的第一隔离材料膜；采用臭氧对所述第一隔离材料膜进行固化处理，形成第一隔离材料层；对所述第一隔离材料层进行第一退火处理，形成第一隔离层；去除所述第一隔离层；去除所述第一隔离层后，在所述鳍部上保形覆盖第一保护层；形成所述第一保护层后，形成隔离结构，所述隔离结构覆盖所述鳍部的部分侧壁。

本发明实施例所提供的半导体结构的形成方法中，利用臭氧对所述第一隔离材料膜进行固化处理使得形成的第一隔离材料层中的含氧量增加，对所述第一隔离材料层进行第一退火处理的过程中，第一隔离材料层中的Si-N键、Si-H键、Si-O和Si-OH键断裂，与第一隔离材料层相比，所述第一隔离层的体积缩减，因此所述第一隔离层中存在应力，其中，所述稠密区中的所述鳍部的间距小于稀疏区中的所述鳍部的间距，且第一隔离材料膜通常是通过流动性化学气相沉积工艺形成的，因此所述稠密区中的第一隔离材料膜的致密度低于所述稀疏区中所述第一隔离材料膜的致密度，相应的，所述稀疏区中的第一隔离材料膜体积缩减程度大于所述稠密区中的所述第一隔离材料膜的体积缩减程度，这使得位于所述稠密区中边缘位置处的鳍部在应力的作用下向稀疏区弯曲；而在所述鳍部上保形覆盖第一保护层的过程中，与鳍部的底部相比，鳍部顶部最先形成第一保护层，在所述鳍部顶部的位置处，相邻鳍部顶部上的第一保护层之间最先具有吸引力，且位于稠密区中边缘位置处的鳍部仅受到来自稠密区中的鳍部的吸引力，这使得位于稠密区中边缘位置处的鳍部向稠密区内部弯曲。综上，本发明实施例对第一隔离材料膜依次经过臭氧固化处理和第一退火处理，使位于稠密区中边缘位置处的鳍部预先向稀疏区弯曲，用于弥补后续形成第一保护层之后该鳍部的变形，因此后续形成第一保护层后，稠密区中边缘区域的所述鳍部向所述稠密区内部弯曲，使得鳍部具有较好的形貌质量，进而提高半导体结构的电学性能。

为使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图5至图12是本发明半导体结构的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。

参考图5，提供基底，包括衬底100和位于所述衬底100上的鳍部101，所述衬底100包括稠密区II和稀疏区I，所述稠密区II中所述鳍部101的分布密度高于所述稀疏区I中所述鳍部101的分布密度。

所述衬底100用于为后续形成半导体结构提供工艺平台。

本实施例中，所述衬底100为硅衬底。在其他实施例中，所述衬底的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟等其他材料，所述衬底还可以为绝缘体上的硅衬底或者绝缘体上的锗衬底等其他类型的衬底。

所述鳍部101用于后续提供鳍式场效应晶体管的沟道。

本实施例中，所述鳍部101与所述衬底100通过对同一半导体层进行刻蚀所得到。在其他实施例中，所述鳍部也可以是外延生长于所述衬底上的半导体层，从而达到精确控制所述鳍部高度的目的。

因此，本实施例中，所述鳍部101与所述衬底100的材料相同，所述鳍部101的材料为硅。其他实施例中，所述鳍部的材料还可以是锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟。

本实施例中，所述稠密区II为用于形成器件的器件区(未标示)，所述稀疏区I为位于相邻器件区之间的隔离区(未标示)，即所述隔离区上未形成有所述鳍部101。在其他实施例中，所述稠密区和稀疏区上均可以形成有所述鳍部，所述稠密区相应为形成鳍部数量较多的区域，所述稀疏区相应为形成鳍部数量较少的区域。

所述基底还包括：掩膜层102，位于所述鳍部101上。

所述掩膜层102为形成所述鳍部101和衬底100的刻蚀掩膜，所述掩膜层102还可以在后续工艺制程中保护所述鳍部101顶部。因此，所述掩膜层102的位置和数量与所述鳍部101相对应。

本实施例中，所述掩膜层102为叠层结构。具体的，所述掩膜层102包括氧化硅层和位于所述氧化硅层上的氮化硅层。其他实施例中，所述掩膜层还可以为单层结构，所述掩膜层仅包括氮化硅层。

需要说明的是，本实施例中，所述掩膜层102和鳍部101之间还形成有衬垫氧化层(pad oxide)104。

所述衬垫氧化层104用于在形成所述掩膜层102时起到应力缓冲的作用，提高了所述掩膜层102和鳍部101之间的粘附性，避免掩膜层102与鳍部101直接接触产生位错的问题。

本实施例中，所述衬垫氧化层104材料为氧化硅。

所述半导体结构的形成方法还包括：提供所述基底后，形成所述第一隔离材料膜103前，形成保形覆盖所述鳍部101的第二保护层106。

后续形成覆盖所述鳍部101的第一隔离材料膜，对所述第一隔离材料膜进行固化处理形成第一隔离材料层，对所述第一隔离材料层进行退火处理的过程中，所述第二保护层106保护所述鳍部101，使得所述鳍部101不易出现晶格错位(stacking fault)等损伤。

本实施例中，所述第二保护层106的材料包括氧化硅。其他实施例中，所述第二保护层的材料还可以为氮氧化硅。

本实施例中，采用原子层沉积工艺(Atomic layer deposition，ALD)形成所述第二保护层106。原子层沉积工艺包括进行多次的原子层沉积循环，有利于提高第二保护层106的厚度均一性，使第二保护层106的厚度能够得到精确控制；此外，原子层沉积工艺的间隙填充性能和阶梯覆盖性好，相应提高了所述第二保护层106的保形覆盖能力。在其他实施例中，还可以采用化学气相沉积工艺(Chemical Vapor Deposition，CVD)形成所述第二保护层。

需要说明的是，所述第二保护层106不宜过厚也不宜过薄。在形成第二保护层106的过程中，先向反应腔室中通入硅烷，硅烷吸附在鳍部101和掩膜层102的表面，之后再向反应腔室中通入含氧气体，硅烷与含氧气体反应形成氧化硅，相比于鳍部101的底部，鳍部101的顶部和掩膜层102表面最先形成硅烷和氧化硅，不同鳍部101顶部和掩膜层102表面的硅烷和氧化硅之间最先具有吸引力。若所述第二保护层106过厚，在形成第二保护层106的过程中，易导致所述稠密区II中边缘位置处的所述鳍部101向稠密区II弯曲。若所述第二保护层106过薄，在后续对所述第一隔离材料层进行退火处理的过程中，所述第二保护层106不能起到保护鳍部101的作用，所述鳍部101易出现晶格错位。本实施例中，所述第二保护层106的厚度为3纳米至6纳米。

需要说明的是，形成保形覆盖所述鳍部101的第二保护层106的步骤中，所述第二保护层106还形成在掩膜层102表面以及所述鳍部101之间的衬底100上。

参考图6，形成覆盖所述鳍部101的第一隔离材料膜103。

具体的，所述第一隔离材料膜103覆盖所述掩膜层102。所述第一隔离材料膜103用于为后续形成第一隔离材料层做准备。

所述第一隔离材料膜103为可流动介电材料。

具体的，所述第一隔离材料膜103的材料包括含硅的前驱体。本实施例中，所述第一隔离材料膜103的材料包括基于硅氮烷(SiH

本实施例中，采用含硅前驱体(例如有机硅烷)，利用流动性化学气相沉积工艺，在所述鳍部101露出的所述衬底100上形成所述第一隔离材料膜103，形成的所述第一隔离材料膜103含有高浓度的Si-OH键和Si-N键，这些键使第一隔离材料膜103具有绝佳的流动性，良好的填充能力，有利于降低所述第一隔离材料膜103内形成空洞等缺陷的概率，相应有利于提高后续第一隔离材料层的成膜质量。

其他实施例中，还可以采用旋转涂覆电介质(SOD)工艺形成第一隔离材料膜，相应的，所采用的材料包括硅酸盐、硅氧烷、甲基倍半硅氧烷(methyl Silses Quioxane，MSQ)、氢倍半硅氧烷(hydrogen Silse Quioxane，HSQ)、全氢硅氮烷或者全氢聚硅氮烷(perhydro-poly silazane，PSZ)。

需要说明的是，形成所述第一隔离材料膜103的步骤中，所述第一隔离材料膜103顶面至所述鳍部101顶面的距离不宜过大，也不宜过小。后续利用臭氧对所述第一隔离材料膜103进行固化处理，形成第一隔离材料层，对所述第一隔离材料层进行退火处理，形成第一隔离层，与所述第一隔离材料层相比，所述第一隔离层的体积缩减。若所述第一隔离材料膜103顶面至所述鳍部101顶面的距离过大，后续去除所述第一隔离层所需的工艺时间过长，不利于提高半导体结构的形成效率。若所述第一隔离材料膜103顶面至所述鳍部101顶面的距离过小，形成的所述第一隔离层的顶面会过多的低于鳍部101的顶面，导致退火处理不能够使所述鳍部101向稀疏区I靠近。本实施例中，形成所述第一隔离材料膜103的步骤中，所述第一隔离材料膜103顶面至所述鳍部101顶面的距离为60纳米至100纳米。

需要说明的是，本实施例中，所述第一隔离材料膜103是通过流动性化学气相沉积工艺形成的，所述稠密区II中的所述鳍部101的间距小于稀疏区I中的所述鳍部101的间距，从而形成的第一隔离材料膜103不易进入稠密区II中，使得所述稠密区II中所述鳍部101间的第一隔离材料膜103的致密度低于所述稀疏区I中所述鳍部101间的所述第一隔离材料膜103的致密度。

参考图7，采用臭氧对所述第一隔离材料膜103(如图6所示)进行固化处理，形成第一隔离材料层105。

利用臭氧对第一隔离材料膜103进行固化处理，衍生自臭氧的氧自由基能够使得形成的所述第一隔离材料层105中的含氧量增加，有利于Si-O键的形成，提高氧化硅的含量。且利用臭氧对第一隔离材料膜103进行固化处理的过程中，可以减少所述第一隔离材料膜103中Si-OH键和Si-N键的数量，使得形成的第一隔离材料层105的流动性下降，且可以降低第一隔离材料层105内出现空隙的概率，提高第一隔离材料层105的密度。

本实施例中，利用臭氧对所述第一隔离材料膜103进行固化处理的工艺参数包括：臭氧的流量范围为10000sccm至20000sccm，固化温度为100℃至200℃，实施固化处理的压强为400torr至800torr。

需要说明的是，固化处理的过程中，臭氧的流量不宜过大也不宜过小。若所述臭氧的流量过大，易导致腔室中各处的第一隔离材料膜103中的氧含量均一性较差，从而易导致腔室中各处的第一隔离材料层105中Si-OH键和Si-N键的均一性以及形成的Si-O键的均一性较差，相应的后续对所述第一隔离材料层105进行第一退火处理形成的第一隔离层中各处的氧化硅含量的均一性较差，不利于提高半导体结构的电学性能的均一性。若所述臭氧的流量过小，易导致单位时间内进入所述腔室中臭氧的量过少，从而导致腔室中氧自由基的含量较少，导致对所述第一隔离材料膜103进行固化处理的效果不佳；且所述臭氧的流量过小，导致对所述第一隔离材料膜103进行固化处理形成第一隔离材料层105所需的工艺时间较长，不利于提高半导体结构的形成效率。本实施例中，臭氧的流量范围为10000sccm至20000sccm。

需要说明的是，实施固化处理的压强不宜过高，也不宜过低。若实施固化处理的压强过高，易导致腔室中各处的所述第一隔离材料层105中形成的Si-O键的均一性较差，相应的易导致后续形成的第一隔离层的均一性较差。若实施固化处理的压强过低，易导致所述第一隔离材料膜103进行固化处理，形成所述第一隔离材料层105所需的工艺时间较长，不利于提高半导体结构的形成效率。本实施例中，实施固化处理的压强为400torr至800torr。

需要说明的是，利用臭氧进行固化处理的过程中，固化温度不宜过高也不宜过低。若所述固化温度过高，会增加热预算，且易导致进入所述第一隔离材料膜103中的氧逃逸，导致形成的Si-O键较少。若所述固化温度过低，易导致进入所述第一隔离材料膜103中的氧较少，相应的第一隔离材料层105中的氧含量较低，导致所述第一隔离材料层105中Si-O键的含量较低，且不易减少所述第一隔离材料膜103中的Si-OH键、Si-H键和Si-N键，降低第一隔离材料膜103的流动性。本实施例中，利用臭氧进行固化处理的过程中，固化温度为100℃至200℃。

需要说明的是，对所述第一隔离材料膜103进行固化处理的过程中，部分所述Si-O键断裂，使得第一隔离材料层105存在氧化硅。

参考图8，对所述第一隔离材料层105进行第一退火处理，形成第一隔离层107。

本发明实施例所提供的半导体结构的形成方法中，利用臭氧对所述第一隔离材料膜103进行固化处理使得形成的第一隔离材料层105中的含氧量增加，对所述第一隔离材料层105进行第一退火处理的过程中，第一隔离材料层105中的Si-N键、Si-H键、Si-O键和Si-OH键断裂，与第一隔离材料层105相比，所述第一隔离层107的体积缩减，因此所述第一隔离层107中存在应力，其中，所述稠密区II中的所述鳍部101的间距小于稀疏区I中的所述鳍部101的间距，且第一隔离材料膜103通常是通过流动性化学气相沉积工艺形成的，因此所述稠密区II中的第一隔离材料膜103的致密度低于所述稀疏区I中所述第一隔离材料膜103的致密度，相应的，所述稀疏区I中的第一隔离材料膜103体积缩减程度大于所述稠密区II中的所述第一隔离材料膜103的体积缩减程度，这使得位于所述稠密区II中边缘位置处的鳍部101在应力的作用下向稀疏区I弯曲；后续在所述鳍部101上保形覆盖第一保护层的过程中，与鳍部101的底部相比，鳍部101顶部最先形成第一保护层，在所述鳍部101顶部的位置处，相邻鳍部101顶部上的第一保护层之间最先具有吸引力，且位于稠密区II中边缘位置处的鳍部101仅受到来自稠密区II中的鳍部101的吸引力，这使得位于稠密区II中边缘位置处的鳍部101向稠密区II内部弯曲。

本实施例中，所述第一退火处理的工艺包括水蒸气退火处理。蒸气中的氧原子可通过键合至Si悬垂键而有利地被进入第一隔离层107中，有利于形成Si-O键，进一步提高第一隔离层107中的氧含量。

第一退火处理使得第一隔离材料层105中的Si-N键、Si-H键、Si-O键以及Si-OH键断裂，提高了所述第一隔离层107中氧化硅的含量。且第一退火处理还去除所述第一隔离材料层105中的H

需要说明的是，所述第一隔离材料层105是采用臭氧固化形成的，因此，所述第一隔离材料层105中具有大量的氧，在第一退火处理的过程中，蒸气中的氧原子很少进入第一隔离层107中，但是第一退火处理使得第一隔离材料层105中的Si-N键、Si-H键、Si-O键以及Si-OH键断裂，且还去除所述第一隔离材料层105中的H

需要说明的是，所述第一退火处理的温度不宜过高也不宜过低。若所述退火温度过高，会增加热预算，且工艺稳定性差。若所述退火温度过低，导致第一隔离材料层105中的Si-N键、Si-H键、Si-O键以及Si-OH键断裂不易获得足够的能量断裂，导致所述第一隔离层107中氧化硅的含量较低。本实施例中，第一退火处理的温度为500℃至600℃。

参考图9，去除所述第一隔离层107。

去除所述第一隔离层107，为后续在所述鳍部101上保形覆盖第一保护层做准备。

本实施例中，采用Certas工艺去除所述第一隔离层107。Certas工艺是一种与原子层刻蚀(ALE)工艺相类似的刻蚀工艺，采用Certas工艺去除所述第一隔离层107的过程中，稠密区II和稀疏区I中的第一隔离层107的去除速率近似相同。

需要说明的是，所述第二保护层106的材料与所述第一隔离层107的材料相同，因此去除所述第一隔离层107的过程中，也去除所述第二保护层106。

去除所述第二保护层106，为后续在所述鳍部101上保形覆盖较厚的第一保护层做准备。

参考图10，去除所述第一隔离层107后，在所述鳍部101上保形覆盖第一保护层108。

在所述鳍部101上保形覆盖第一保护层108的过程中，与鳍部101的底部相比，鳍部101的顶部最先形成第一保护层108，相应的相邻鳍部101的顶部的第一保护层108之间最先具有相互吸引力，且位于稠密区II中边缘位置处的鳍部101仅受到来自稠密区II中的鳍部101的吸引力，这使得位于稠密区II中边缘位置处的鳍部101向稠密区II内部弯曲。综上，本发明实施例对第一隔离材料膜103依次经过臭氧固化处理和第一退火处理，使位于稠密区II中边缘位置处的鳍部101预先向稀疏区I弯曲，用于弥补后续形成第一保护层108之后该鳍部101的变形，因此后续形成第一保护层108后，稠密区II中边缘区域的所述鳍部101向所述稠密区II内部弯曲，使得鳍部101具有较好的形貌质量，进而提高半导体结构的电学性能。

后续形成覆盖所述鳍部101部分侧壁的隔离结构，形成隔离结构的过程包括第二退火处理，所述第一保护层108保护所述鳍部101在第二退火处理中，使得所述鳍部101中不易出现晶格错位等损伤。

本实施例中，所述第一保护层108的材料包括氧化硅。其他实施例中，所述第一保护层的材料还可以为氮氧化硅。

本实施例中，采用原子层沉积工艺形成所述第一保护层108。原子层沉积工艺包括进行多次的原子层沉积循环，有利于提高第一保护层108的厚度均一性，使第一保护层108的厚度能够得到精确控制；此外，原子层沉积工艺的间隙填充性能和阶梯覆盖性好，相应提高了所述第一保护层108的保形覆盖能力。在其他实施例中，还可以采用化学气相沉积工艺形成所述第一保护层。

本实施例中，在所述鳍部101上保形覆盖第一保护层108的步骤中，所述第一保护层108的厚度大于所述第二保护层106(如图5所示)的厚度。

从而在形成第一保护层108的过程中，先向反应腔室中通入硅烷，硅烷吸附鳍部101的表面，之后再向反应腔室中通入含氧气体，硅烷与含氧气体反应形成第一保护层108，也就是氧化硅。相比于鳍部101的底部，鳍部101的顶面最先形成硅烷和氧化硅，稠密区II中鳍部101顶面的硅烷和氧化硅之间具有吸引力，因此稠密区II中边缘的鳍部101仅受到来自稠密区II中的鳍部101的吸引力，使得稠密区II中边缘的鳍部101向所述稠密区II弯曲。所述第一保护层108的厚度大于所述第二保护层106的厚度，有利于使得稠密区II中边缘的鳍部101受到足够向稠密区II弯曲的吸引力。

需要说明的是，所述第一保护层108不宜过厚也不宜过薄。若所述第一保护层108过厚，所述鳍部101所承受的压力过大，易导致所述鳍部101弯曲或倾斜。若所述第一保护层108过薄，在后续对所述第二隔离材料层进行退火处理的过程中，所述第一保护层108不能起到保护鳍部101的作用；且若所述第一保护层108过薄，形成所述第一保护层108的过程中，不能够很好的使稠密区II中边缘区域的所述鳍部101向稠密区II弯曲，导致稠密区II中边缘区域的所述鳍部101仍过多的向所述稀疏区I弯曲，使得稠密区II中所述鳍部101的均一性较差。本实施例中，所述第一保护层108的厚度为5纳米至10纳米。

需要说明的是，在所述鳍部101上保形覆盖第一保护层108的步骤中，所述第一保护层108还形成在掩膜层102表面以及所述鳍部101之间的衬底100上。

参考图11至图12，形成所述第一保护层108后，形成隔离结构109，所述隔离结构109覆盖所述鳍部101的部分侧壁。

所述隔离结构109用于电隔离相邻器件。

本实施例中，所述隔离结构109的材料为氧化硅。氧化硅是工艺常用、成本较低的介电材料，且具有较高的工艺兼容性，有利于降低形成所述隔离结构109的工艺难度和工艺成本；此外，氧化硅的介电常数较小，还有利于提高隔离结构109隔离相邻器件的作用。在其他实施例中，所述隔离结构的材料还可以为氮化硅、氮氧化硅等其他绝缘材料。

具体的，形成隔离结构109的步骤包括：

形成覆盖所述鳍部101的第二隔离材料膜(图中未示出)。

形成所述第二隔离材料膜的相关表述参考前续形成第一隔离材料膜的过程，在此不再赘述。

如图11所示，对所述第二隔离材料膜进行紫外线固化处理，形成第二隔离材料层110。

在所述紫外线固化处理的过程中，能够使得第二隔离材料膜中的Si-N键和Si-OH键的含量降低，使得形成的第二隔离材料膜的流动性下降，且可以降低第二隔离材料膜内出现空隙的概率，提高第二隔离材料膜的密度。

所述紫外线固化处理的固化温度为0℃至30℃。

如图12所示，对所述第二隔离材料层110进行第二退火处理，形成第二隔离层(图中未示出)；回刻蚀部分厚度的所述第二隔离层，剩余的所述第二隔离层作为隔离结构109。

第二退火处理能够进一步使得所述第二隔离材料层110中的Si-N键、Si-O键、Si-H键以及Si-OH键断裂，提高所述第二隔离层中氧化硅的含量，提高所述第二隔离层的密度。

本实施例中，所述第二退火处理的工艺包括水蒸气退火处理。蒸气中的氧原子可通过键合至Si悬垂键而有利地被并入第二隔离层中，提高第二隔离层中的氧含量，有利于形成Si-O键。

需要说明的是，所述第二隔离材料层110是采用紫外线固化处理形成的，因此，与臭氧固化处理的情况相比，所述第一隔离材料层105的氧含量较少，从而在第二退火处理的过程中，蒸气中的氧原子较多的进入第二隔离层中，但是第二退火处理使得第二隔离材料层110中的Si-N键、Si-H键、Si-O键以及Si-OH键断裂，因此，综合下来，与所述第一隔离材料层105相比，所述第二隔离层的体积缩减小于1％，因此，形成第二隔离层后，所述第二隔离层中存在的应力较小，相应的，所述鳍部101发生的形变较小。

所述第二退火处理的退火温度为500℃至700℃。

本实施例中，采用Certas工艺回刻蚀部分厚度的所述第二隔离层，剩余的所述第二隔离层作为隔离结构109。采用Certas工艺有利于降低去除所述第二隔离层的过程中，所述隔离结构109顶面发生凹陷(dishing)问题的概率。

需要说明的是，采用Certas工艺回刻蚀部分厚度的所述第二隔离层的步骤中，去除高于所述隔离结构109的第一保护层108。

去除高于所述隔离结构109的第一保护层108，为后续形成横跨所述鳍部101的栅极结构做准备。

所述半导体结构的形成方法包括：形成所述第二隔离层后，回刻蚀部分厚度的所述第二隔离层前，采用平坦化工艺去除高于所述鳍部101的所述第二隔离层。

本实施例中，采用化学机械平坦化(Chemical Mechanic Planarization，CMP)工艺对所述第二隔离层进行平坦化工艺。

通过采用化学机械平坦化工艺，有利于提高所述第二隔离层顶面平坦度，相应提高了稠密区II和稀疏区I的所述第二隔离层顶面的高度一致性。

相应的，继续参考图12，本发明实施例还提供一种晶体管，包括采用前述形成方法所形成的半导体结构。

所述晶体管包括：衬底100，所述衬底100包括稠密区II和稀疏区I；鳍部101，位于所述衬底100上，所述稠密区II中所述鳍部101的分布密度高于所述稀疏区I中所述鳍部101的分布密度；隔离结构109，位于所述鳍部101侧部的衬底100上，所述隔离结构109覆盖所述鳍部101的部分侧壁。

本发明实施例中晶体管中，所述稠密区II中所述鳍部101的分布密度高于所述稀疏区I中所述鳍部101的分布密度，且稠密区II中边缘的所述鳍部101与稠密区II中间的鳍部101的形貌状态均一较高的均一性，从而稠密区II中的鳍部101具有较高的均一性，进而使得晶体管的器件性能具有较高的均一性。

所述衬底100用于为形成半导体结构提供工艺平台。

本实施例中，所述衬底100为硅衬底。在其他实施例中，所述衬底的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟等其他材料，所述衬底还可以为绝缘体上的硅衬底或者绝缘体上的锗衬底等其他类型的衬底。

所述鳍部101用于后续提供鳍式场效应晶体管的沟道。

本实施例中，所述鳍部101与所述衬底100通过对同一半导体层进行刻蚀所得到。在其他实施例中，所述鳍部也可以是外延生长于所述衬底上的半导体层，从而达到精确控制所述鳍部高度的目的。

因此，本实施例中，所述鳍部101与所述衬底100的材料相同，所述鳍部101的材料为硅。其他实施例中，所述鳍部的材料还可以是锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟。

本实施例中，所述稠密区II为用于形成器件的器件区(未标示)，所述稀疏区I为位于相邻器件区之间的隔离区(未标示)，即所述隔离区上未形成有所述鳍部101。在其他实施例中，所述稠密区和稀疏区上均可以形成有所述鳍部，所述稠密区相应为形成鳍部数量较多的区域，所述稀疏区相应为形成鳍部数量较少的区域。

所述基底还包括：掩膜层102，位于所述鳍部101上。

所述掩膜层102为形成所述鳍部101和衬底100的刻蚀掩膜，所述掩膜层102在半导体结构的形成过程中保护所述鳍部101顶部。因此，所述掩膜层102的位置和数量与所述鳍部101相对应。

本实施例中，所述掩膜层102为叠层结构。具体的，所述掩膜层102包括氧化硅层和位于所述氧化硅层上的氮化硅层。其他实施例中，所述掩膜层还可以为单层结构，所述掩膜层仅包括氮化硅层。

所述半导体结构还包括：衬垫氧化层(pad oxide)104，位于所述掩膜层102和鳍部101之间。

所述衬垫氧化层104用于起到应力缓冲的作用，提高了所述掩膜层102和鳍部101之间的粘附性，避免掩膜层102与鳍部101直接接触产生位错的问题。

本实施例中，所述衬垫氧化层104材料为氧化硅。

所述隔离结构109用于电隔离相邻器件。

本实施例中，所述隔离结构109的材料为氧化硅。氧化硅是工艺常用、成本较低的介电材料，且具有较高的工艺兼容性，有利于降低形成所述隔离结构109的工艺难度和工艺成本；此外，氧化硅的介电常数较小，还有利于提高隔离结构109隔离相邻器件的作用。在其他实施例中，所述隔离结构的材料还可以为氮化硅、氮氧化硅等其他绝缘材料。

所述半导体结构还包括：第一保护层108，位于所述隔离结构109与所述鳍部101之间，以及所述隔离结构109和衬底100之间。

形成第一保护层108和隔离结构109的步骤包括：在所述鳍部101上保形覆盖第一保护层108；形成所述第一保护层108后，形成覆盖所述鳍部101的第二隔离材料膜；对所述第二隔离材料膜进行紫外线固化处理，形成第二隔离材料层110(如图11所示)；对所述第二隔离材料层110进行第二退火处理，形成第二隔离层；回刻蚀部分厚度的所述第二隔离层，形成隔离结构109。

在第二退火处理中，所述第一保护层108保护所述鳍部101不易出现晶格错位等损伤。

本实施例中，所述第一保护层108的材料包括氧化硅。其他实施例中，所述第一保护层的材料还可以为氮氧化硅。

需要说明的是，所述第一保护层108不宜过厚也不宜过薄。若所述第一保护层108过厚，所述鳍部101所承受的压力过大，易导致所述鳍部101弯曲或倾斜。若所述第一保护层108过薄，进行所述第二退火处理的过程中，所述第一保护层108不能起到保护鳍部101的作用；且若所述第一保护层108过薄，形成所述第一保护层108的过程中，不能够很好的使稠密区II中边缘区域的所述鳍部101向稠密区II弯曲，导致稠密区II中边缘区域的所述鳍部101过多的向所述稀疏区I弯曲，使得稠密区II中所述鳍部101的均一性较差。本实施例中，所述第一保护层108的厚度为5纳米至10纳米。

本实施例所述半导体结构可以采用前述实施例所述的形成方法所形成，也可以采用其他形成方法所形成。对本实施例所述半导体结构的具体描述，可参考前述实施例中的相应描述，本实施例在此不再赘述。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。