鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法技術(shù)

一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面形成有多個間隔排布的鰭，所述多個間隔排布的鰭中每個鰭的頂部構(gòu)成鰭的第一部，靠近基底的部分構(gòu)成鰭的第二部；在所述基底表面、以及所述鰭的第二部的側(cè)壁表面形成摻雜層，所述摻雜層內(nèi)具有摻雜離子；進(jìn)行第一退火，使所述摻雜層內(nèi)的摻雜離子擴(kuò)散入所述鰭的第二部內(nèi)；在所述基底內(nèi)形成深摻雜阱。本發(fā)明專利技術(shù)實施例通過將阱區(qū)離子注入置于第一退火驅(qū)動所述摻雜層內(nèi)的摻雜離子向鰭的第二部內(nèi)擴(kuò)散的步驟之后，有效地避免了因第一退火所引起的阱區(qū)注入離子的擴(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)致阱區(qū)隔離效果不佳的問題。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體制造
，尤其涉及一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法。
技術(shù)介紹
隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的迅速發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著更高的元件密度，以及更高的集成度的方向發(fā)展，晶體管作為最基本的半導(dǎo)體器件目前正在被廣泛應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體器件的元件密度和集成度的提高，平面晶體管的柵極尺寸也越來越短，傳統(tǒng)的平面晶體管對溝道電流的控制能力變?nèi)酰a(chǎn)生短溝道效應(yīng)，產(chǎn)生漏電流，最終影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。為了克服晶體管的短溝道效應(yīng)，抑制漏電流，現(xiàn)有技術(shù)提出了鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)。鰭式場效應(yīng)晶體管是一種常見的多柵器件，它對溝道電荷展示了良好的柵極控制能力，并且將CMOS器件的尺寸延伸至更小范圍。鰭式場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)包括：位于半導(dǎo)體襯底表面的鰭部和介質(zhì)層，所述介質(zhì)層填充于鰭之間的間隙并暴露出鰭的上部；位于介質(zhì)層表面、以及鰭部的頂部和側(cè)壁表面的柵極結(jié)構(gòu)；位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)。然而，隨著半導(dǎo)體器件的尺寸不斷縮小，器件密度的提高，鰭式場效應(yīng)晶體管的制造工藝受到了挑戰(zhàn)，難以保證鰭式場效應(yīng)晶體管的性能穩(wěn)定
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)解決的技術(shù)問題是提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，所形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能得到改善、可靠性提高。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)實施例提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面形成有多個間隔排布的鰭，所述多個間隔排布的鰭中每個鰭的頂部構(gòu)成鰭的第一部，靠近基底的部分構(gòu)成鰭的第二部；在所述基底表面、以及所述鰭的第二部的側(cè)壁表面形成摻雜層，所述摻雜層內(nèi)具有摻雜離子；進(jìn)行第一退火，使所述摻雜層內(nèi)的摻雜離子擴(kuò)散入所述鰭的第二部內(nèi)；在所述基底內(nèi)形成深摻雜阱。可選地，在進(jìn)行第一退火之前，包括形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層覆蓋所述摻雜層以及所述鰭的第一部的表面，所述介質(zhì)層的高度高于所述鰭的第一部的頂部表面；可選地，形成所述介質(zhì)層之后，進(jìn)行第一退火之前，還包括：對所述介質(zhì)層進(jìn)行平坦化處理。可選地，在所述基底內(nèi)形成深摻雜阱包括：向覆蓋有介質(zhì)層的基底內(nèi)注入深摻雜阱離子；對深摻雜阱離子進(jìn)行第二退火。可選地，所述第二退火的退火溫度范圍為1000℃至1050℃，退火時間為10秒至20秒。可選地，所述介質(zhì)層的材料為可流動材料，包括含Si-H鍵、Si-N鍵以及Si-O鍵中的一種或多種聚合物的聚合體；形成所述介質(zhì)層的方法包括采用流體化學(xué)氣相沉積工藝；形成所述介質(zhì)層的工藝溫度為60℃至70℃。可選地，形成所述介質(zhì)層之后，對所述介質(zhì)層進(jìn)行平坦化處理之前，還包括：第三退火使所述介質(zhì)層固化。可選地，所述第三退火的退火溫度范圍為300℃至600℃，退火時間范圍為20分鐘至40分鐘。可選地，進(jìn)行第一退火之后，形成深摻雜阱之前，還包括第四退火，使所述介質(zhì)層致密化及釋放其壓力。可選地，所述第四退火的退火溫度范圍為800℃至950℃，退火時間范圍為20分鐘至40分鐘。可選地，在形成所述深摻雜阱之后，還包括去除所述介質(zhì)層的一部分，使所述介質(zhì)層的高度低于所述鰭的第一部的頂部表面。可選地，形成多個間隔排布的鰭包括：提供襯底；刻蝕所述襯底，形成鰭的第一部；在所述鰭的第一部的側(cè)壁表面形成側(cè)墻；以所述鰭的第一部及其側(cè)墻為掩模，繼續(xù)刻蝕所述襯底，形成鰭的第二部，剩余的襯底形成基底。可選地，在刻蝕所述襯底之前，還包括在所述襯底表面形成圖形化的掩模層，以所述圖形化的掩模層為掩模刻蝕所述襯底，形成鰭的第一部及位于鰭的第一部的頂部表面的掩模層。可選地，所述掩模層的材料為氮化硅。可選地，所述側(cè)墻的材料為氮化硅；所述側(cè)墻的厚度為至可選地，所述襯底包括NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域，所述多個間隔排布的鰭分布在所述NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域，形成所述摻雜層包括：在基底表面、鰭的第一部的側(cè)墻表面、鰭的第二部的側(cè)壁表面形成第一摻雜層，所述第一摻雜層用于對NMOS區(qū)域的鰭的第二部進(jìn)行摻雜；在所述第一摻雜層表面形成隔離層；去除PMOS區(qū)域的隔離層和第一摻雜層；在未被去除的隔離層表面、PMOS區(qū)域的鰭的第一部的側(cè)墻表面、PMOS區(qū)域的鰭的第二部的側(cè)壁表面以及PMOS區(qū)域的基底表面形成第二摻雜層，所述第二摻雜層用于對PMOS區(qū)域的鰭的第二部進(jìn)行摻雜。可選地，所述隔離層的材料為氮化硅；所述隔離層的厚度范圍為至可選地，所述第一摻雜層的材料包括硼硅玻璃；所述第二摻雜層的材料包括磷硅玻璃；所述第一摻雜層或第二摻雜層的厚度為至所述第一摻雜層或第二摻雜層內(nèi)的摻雜離子濃度為1.0E20atoms/cm3至5.0E22atoms/cm3。可選地，所述第一退火工藝包括快速熱退火、尖峰退火或激光退火；退火氣體為氮?dú)狻錃狻鍤饣蚝猓煌嘶饻囟葹?50℃至1050℃；退火時間為5秒至30秒。可選地，在所述第一退火之后，所述第一摻雜層擴(kuò)散入所述NMOS區(qū)域的鰭的第二部內(nèi)的硼離子的濃度為1.0E18atoms/cm3至5.0E19atoms/cm3；所述第二摻雜層擴(kuò)散入所述PMOS區(qū)域的鰭的第二部內(nèi)的磷離子的濃度為1.0E18atoms/cm3至2.0E19atoms/cm3。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)實施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：本專利技術(shù)實施例通過將阱區(qū)離子注入置于第一退火驅(qū)動所述摻雜層內(nèi)的摻雜離子向鰭的第二部內(nèi)擴(kuò)散的步驟之后，有效地避免了因第一退火所引起的阱區(qū)注入離子的擴(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)致阱區(qū)隔離效果不佳的問題。同時，本專利技術(shù)實施例在形成深摻雜阱之前，在摻雜層表面形成高于鰭部頂部的摻雜層表面的介質(zhì)層，經(jīng)平坦化處理后的介質(zhì)層保證了阱離子注入表面的平整，使得離子注入分布比較均勻。可選地，在本專利技術(shù)的一個具體實施例中，通過在鰭的第一部的側(cè)壁表面形成側(cè)墻作保護(hù)，實現(xiàn)了所述摻雜層內(nèi)的摻雜離子在退火工藝下僅向鰭的第二部內(nèi)擴(kuò)散，有效地防止了源區(qū)和漏區(qū)的底部穿通；避免了直接進(jìn)行防穿通離子注入所造成的鰭部表面和內(nèi)部的注入損傷，以及防穿通注入的離子由于隨機(jī)摻雜漲落(RandomDopingFluctuation，RDF)向鰭部的頂部至溝道區(qū)內(nèi)的擴(kuò)散，導(dǎo)致器件性能的失配，從而提高了所述鰭式場效應(yīng)晶體管的性能和可靠性。附圖說明圖1至圖13是本專利技術(shù)一個具體實施例的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法的中間結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。具體實施方式本專利技術(shù)實施例提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，下面結(jié)合附圖加以詳細(xì)的說明。圖1至圖13是本專利技術(shù)一個具體實施例的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法的中間結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。參考圖1，提供襯底100，在所述襯底100表面依次形成襯墊層110及掩模層120。所述襯底100包括相鄰的NMOS區(qū)域100n和PMOS區(qū)域100p。所述NMOS區(qū)域100n后續(xù)用于形成NMOS晶體管，所述PMOS區(qū)域100p用于形成PMOS晶體管。所述襯底100用于為后續(xù)工藝提供平臺，以及刻蝕形成鰭部。在本專利技術(shù)實施例中，所述襯底100可以為硅襯底、硅鍺襯底、碳化硅襯底、絕緣體上硅襯底、絕緣體上鍺襯底或III-V族化合物襯底，例如氮化鎵襯底或砷化鎵襯底等；所述襯底100還可以是由其他半導(dǎo)體材料形成的襯底；所述襯底100還可以選自具有外延層或外延層上硅結(jié)構(gòu)。本實施例中，所述襯底100為單晶硅襯底。本實施例中，所述襯底100表面還形成有襯墊層110，作為掩模層120的應(yīng)力緩沖層，以保護(hù)所述本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底表面形成有多個間隔排布的鰭，所述多個間隔排布的鰭中每個鰭的頂部構(gòu)成鰭的第一部，靠近基底的部分構(gòu)成鰭的第二部；在所述基底表面、以及所述鰭的第二部的側(cè)壁表面形成摻雜層，所述摻雜層內(nèi)具有摻雜離子；進(jìn)行第一退火，使所述摻雜層內(nèi)的摻雜離子擴(kuò)散入所述鰭的第二部內(nèi)；在所述基底內(nèi)形成深摻雜阱。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底表面形成有多個間隔排布的鰭，所述多個間隔排布的鰭中每個鰭的頂部構(gòu)成鰭的第一部，靠近基底的部分構(gòu)成鰭的第二部；在所述基底表面、以及所述鰭的第二部的側(cè)壁表面形成摻雜層，所述摻雜層內(nèi)具有摻雜離子；進(jìn)行第一退火，使所述摻雜層內(nèi)的摻雜離子擴(kuò)散入所述鰭的第二部內(nèi)；在所述基底內(nèi)形成深摻雜阱。2.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，在進(jìn)行第一退火之前，包括形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層覆蓋所述摻雜層以及所述鰭的第一部的表面，所述介質(zhì)層的高度高于所述鰭的第一部的頂部表面。3.如權(quán)利要求2所述的形成方法，其特征在于，形成所述介質(zhì)層之后，進(jìn)行第一退火之前，還包括：對所述介質(zhì)層進(jìn)行平坦化處理。4.如權(quán)利要求2所述的形成方法，其特征在于，在所述基底內(nèi)形成深摻雜阱包括：向覆蓋有介質(zhì)層的基底內(nèi)注入深摻雜阱離子；對深摻雜阱離子進(jìn)行第二退火。5.如權(quán)利要求4所述的形成方法，其特征在于，所述第二退火的退火溫度范圍為1000℃至1050℃，退火時間為10秒至20秒。6.如權(quán)利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述介質(zhì)層的材料為可流動材料，包括含Si-H鍵、Si-N鍵以及Si-O鍵中的一種或多種聚合物的聚合體；形成所述介質(zhì)層的方法包括采用流體化學(xué)氣相沉積工藝；形成所述介質(zhì)層的工藝溫度為60℃至70℃。7.如權(quán)利要求3或6所述的形成方法，其特征在于，形成所述介質(zhì)層之后，對所述介質(zhì)層進(jìn)行平坦化處理之前，還包括：第三退火使所述介質(zhì)層固化。8.如權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述第三退火的退火溫度范圍為300℃至600℃，退火時間范圍為20分鐘至40分鐘。9.如權(quán)利要求6所述的形成方法，其特征在于，進(jìn)行第一退火之后，形成深摻雜阱之前，還包括第四退火，使所述介質(zhì)層致密化及釋放其壓力。10.如權(quán)利要求9所述的形成方法，其特征在于，所述第四退火的退火溫度范圍為800℃至950℃，退火時間范圍為20分鐘至40分鐘。11.如權(quán)利要求2所述的形成方法，其特征在于，在形成所述深摻雜阱之后，還包括去除所述介質(zhì)層的一部分，使所述介質(zhì)層的高度低于所述鰭的第一部的頂部表面。12.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述多個間隔排布的鰭包括：提供襯底；刻蝕所述襯底，形成鰭的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周飛，
申請(專利權(quán))人：中芯國際集成電路制造上海有限公司，中芯國際集成電路制造北京有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31