鰭式場效應晶體管的形成方法技術

一種鰭式場效應晶體管的形成方法，包括：提供包括第一區域和第二區域的襯底，襯底的表面具有鰭部；在襯底表面形成犧牲層，犧牲層覆蓋鰭部的部分側壁，且犧牲層的表面低于鰭部的頂部表面；之后在鰭部的側壁表面形成第一阻擋層；之后，去除犧牲層；之后，在第一區域的鰭部暴露出的側壁表面、第一阻擋層表面以及鰭部的頂部表面形成摻雜層，摻雜層內具有第一類型離子；之后對第二區域的鰭部暴露出的側壁進行摻雜工藝，摻雜工藝摻雜的離子為第二類型離子；之后進行退火工藝，驅動第一類型離子摻雜入第一區域的鰭部，驅動第二類型離子摻雜入第二區域的鰭部；之后去除第一阻擋層和摻雜層。所形成的半導體結構的性能改善。

【技術實現步驟摘要】
鰭式場效應晶體管的形成方法
本專利技術涉及半導體制造
，尤其涉及一種鰭式場效應晶體管的形成方法。
技術介紹
隨著半導體制造技術的飛速發展，半導體器件朝著更高的元件密度，以及更高的集成度的方向發展。晶體管作為最基本的半導體器件目前正被廣泛應用，因此隨著半導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，傳統的平面晶體管對溝道電流的控制能力變弱，產生短溝道效應，產生漏電流，最終影響半導體器件的電學性能。為了克服晶體管的短溝道效應，抑制漏電流，現有技術提出了鰭式場效應晶體管(FinFET)，鰭式場效應晶體管是一種常見的多柵器件。鰭式場效應晶體管的結構包括：位于半導體襯底表面的鰭部和介質層，所述介質層覆蓋部分所述鰭部的側壁，且介質層表面低于鰭部頂部；位于介質層表面、以及鰭部的頂部和側壁表面的柵極結構；位于所述柵極結構兩側的鰭部內的源區和漏區。然而，隨著半導體器件的尺寸不斷縮小，鰭式場效應晶體管的制造工藝受到了挑戰，難以保證鰭式場效應晶體管的性能穩定。
技術實現思路
本專利技術解決的問題是提供一種鰭式場效應晶體管的形成方法，形成的半導體結構的性能改善。為解決上述問題，本專利技術提供一種鰭式場效應晶體管的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底包括第一區域和第二區域，所述襯底的第一區域和第二區域表面分別具有鰭部；在所述襯底表面形成犧牲層，所述犧牲層覆蓋所述鰭部的部分側壁，且所述犧牲層的表面低于所述鰭部的頂部表面；在形成所述犧牲層之后，在所述鰭部的側壁表面形成第一阻擋層；在形成所述第一阻擋層之后，去除所述犧牲層；在去除所述犧牲層之后，在第一區域的鰭部暴露出的側壁表面、第一阻擋層表面以及鰭部的頂部表面形成摻雜層，所述摻雜層內具有第一類型離子；在去除所述犧牲層之后，對第二區域的鰭部暴露出的側壁進行摻雜工藝，所述摻雜工藝摻雜的離子為第二類型離子；在形成摻雜層并對第二區域鰭部進行摻雜工藝之后，進行退火工藝，驅動第一類型離子摻雜入第一區域的鰭部，驅動第二類型離子摻雜入第二區域的鰭部；在所述退火工藝之后，去除所述第一阻擋層和摻雜層。可選的，所述第一區域的鰭部和襯底內具有第一阱區，所述第一阱區內具有第一類型離子；所述第二區域的鰭部和襯底內具有第二阱區，所述第二阱區內具有第二類型離子。可選的，所述摻雜層的形成步驟包括：在所述襯底表面和鰭部的側壁和頂部表面形成摻雜膜；在所述第一區域的摻雜膜上形成第一掩膜層；以所述第一掩膜層為掩膜，刻蝕去除所述摻雜膜，直至暴露出襯底、鰭部的部分側壁表面、以及第一阻擋層表面為止，在第一區域形成所述摻雜層。可選的，還包括：在所述摻雜層表面形成第二阻擋層。可選的，所述第二阻擋層的材料為氮化硅。可選的，所述第一阻擋層的材料為氮化硅。可選的，對第二區域的鰭部暴露出的側壁進行摻雜工藝為各向同性的等離子體摻雜工藝。可選的，所述各向同性的等離子體摻雜工藝的參數包括：工藝氣體包括摻雜源氣體和惰性氣體，所述摻雜源氣體的流量為1sccm～50sccm，惰性氣體的流量為1sccm～50sccm，工藝氣壓小于等于1mTorr，等離子體源功率為100W～500W，偏置功率小于等于1W。可選的，還包括：在形成所述犧牲層之前，在所述襯底和鰭部表面形成界面層；所述犧牲層形成于所述界面層表面；在去除所述犧牲層之后，形成摻雜層之前，去除暴露出的界面層。可選的，所述犧牲層的形成步驟包括：在所述襯底和鰭部表面形成犧牲膜，所述犧牲膜的表面高于鰭部的頂部；平坦化所述犧牲膜；在平坦化所述犧牲膜之后，回刻蝕所述犧牲膜，形成表面低于鰭部頂部的犧牲層。可選的，所述犧牲層的材料為底層抗反射材料或有機介質材料。可選的，所述第一阻擋層的形成步驟包括：在所述犧牲層表面、以及鰭部的側壁和頂部表面形成第一阻擋膜；回刻蝕所述第一阻擋膜直至暴露出犧牲層和鰭部頂部表面，形成所述第一阻擋層。可選的，所述退火工藝為尖峰退火或快速熱退火；所述退火工藝的溫度為1000℃～1100℃，時間為3秒～8秒。可選的，所述鰭部的頂部表面具有第二掩膜層；在去除所述第一阻擋層和摻雜層之后，去除所述第二掩膜層。可選的，所述襯底和鰭部的形成步驟包括：提供半導體基底；在所述半導體基底的部分表面形成第二掩膜層；以所述第二掩膜層為掩膜，刻蝕所述半導體基底，形成所述襯底和鰭部。可選的，還包括：在去除所述第一阻擋層和摻雜層之后，在所述襯底表面形成介質層，所述介質層覆蓋所述鰭部的部分側壁表面，且所述介質層表面低于所述鰭部的頂部表面。可選的，還包括：在形成所述介質層之后，形成橫跨所述鰭部的柵極結構，所述柵極結構覆蓋所述鰭部的部分側壁和頂部表面；在所述柵極結構兩側的鰭部內形成源區和漏區。可選的，所述第一類型離子為N型離子；所述第二類型離子為P型離子。與現有技術相比，本專利技術的技術方案具有以下優點：本專利技術的形成方法中，在形成犧牲層之后，在暴露出的鰭部側壁形成第一阻擋層，在去除所述犧牲層之后，所形成的摻雜層能夠覆蓋曾被犧牲層覆蓋的第一區域鰭部側壁，后續經過退火工藝之后，所述摻雜層內的第一類型離子能夠向所接觸的鰭部側壁內擴散，因此，能夠在經過退火之后去除摻雜層，使得相鄰鰭部之間的溝槽深寬比增大，有利于后續于相鄰鰭部之間的襯底表面形成致密均勻的介質層。其次，由于所述第一阻擋層暴露出第二區域曾被犧牲層覆蓋的鰭部側壁，則能夠直接通過摻雜工藝對第二區域暴露出的鰭部側壁摻雜第二類型離子，無需額外形成包含第二類型離子的摻雜層以對第二區域鰭部進行摻雜，因此允許相鄰鰭部間距離進一步縮小，由此提高器件密度。而且，由于無需額外形成包含第二類型離子的摻雜層用于對第二區域鰭部進行摻雜，還能夠減少一次光刻工藝，從而能夠簡化工藝步驟，并節省工藝成本。附圖說明圖1至圖4是一種半導體結構的形成過程的剖面結構示意圖；圖5至圖13是本專利技術實施例的鰭式場效應晶體管的形成過程的剖面結構示意圖。具體實施方式如
技術介紹
所述，隨著半導體器件的尺寸不斷縮小，鰭式場效應晶體管的制造工藝受到了挑戰，難以保證鰭式場效應晶體管的性能穩定。經過研究發現，隨著用于形成鰭式場效應晶體管的鰭部尺寸不斷縮小，形成于鰭部內的源區和漏區底部容易發生底部穿通(punchthrough)現象，即所述源區和漏區的底部之間發生穿通，在所述源區和漏區的底部產生漏電流。為了克服所述底部穿通現象，一種方法是在鰭部內進行防穿通注入，在所述源區和漏區底部之間的區域內注入反型離子，以隔離源區和漏區底部。然而，由于源區和漏區底部到鰭部頂部的距離較大，則所述防穿通注入的深度也較大，使得所述防穿通注入容易對鰭部表面和內部造成注入損傷，依舊會降低鰭式場效應晶體管的性能。為了克服上述防穿通注入造成的注入損傷問題，圖1至圖4是一種半導體結構的形成過程的剖面結構示意圖。請參考圖1，提供襯底100，所述襯底100表面具有鰭部101，所述襯底100和鰭部101表面具有摻雜膜102，所述摻雜膜102內具有摻雜離子。請參考圖2，在所述摻雜膜102表面形成介質膜103。請參考圖3，回刻蝕所述介質膜103(如圖2所示)以形成介質層103a，所述介質層103a表面低于所述鰭部101的頂部表面。請參考圖4，去除高于介質層103a表面的摻雜膜102(如圖3所示)，形成摻雜層102a；進行退火工藝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，包括：提供襯底，所述襯底包括第一區域和第二區域，所述襯底的第一區域和第二區域表面分別具有鰭部；在所述襯底表面形成犧牲層，所述犧牲層覆蓋所述鰭部的部分側壁，且所述犧牲層的表面低于所述鰭部的頂部表面；在形成所述犧牲層之后，在所述鰭部的側壁表面形成第一阻擋層；在形成所述第一阻擋層之后，去除所述犧牲層；在去除所述犧牲層之后，在第一區域的鰭部暴露出的側壁表面、第一阻擋層表面以及鰭部的頂部表面形成摻雜層，所述摻雜層內具有第一類型離子；在去除所述犧牲層之后，對第二區域的鰭部暴露出的側壁進行摻雜工藝，所述摻雜工藝摻雜的離子為第二類型離子；在形成摻雜層并對第二區域鰭部進行摻雜工藝之后，進行退火工藝，驅動第一類型離子摻雜入第一區域的鰭部，驅動第二類型離子摻雜入第二區域的鰭部；在所述退火工藝之后，去除所述第一阻擋層和摻雜層。

【技術特征摘要】
1.一種鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，包括：提供襯底，所述襯底包括第一區域和第二區域，所述襯底的第一區域和第二區域表面分別具有鰭部；在所述襯底表面形成犧牲層，所述犧牲層覆蓋所述鰭部的部分側壁，且所述犧牲層的表面低于所述鰭部的頂部表面；在形成所述犧牲層之后，在所述鰭部的側壁表面形成第一阻擋層；在形成所述第一阻擋層之后，去除所述犧牲層；在去除所述犧牲層之后，在第一區域的鰭部暴露出的側壁表面、第一阻擋層表面以及鰭部的頂部表面形成摻雜層，所述摻雜層內具有第一類型離子；在去除所述犧牲層之后，對第二區域的鰭部暴露出的側壁進行摻雜工藝，所述摻雜工藝摻雜的離子為第二類型離子；在形成摻雜層并對第二區域鰭部進行摻雜工藝之后，進行退火工藝，驅動第一類型離子摻雜入第一區域的鰭部，驅動第二類型離子摻雜入第二區域的鰭部；在所述退火工藝之后，去除所述第一阻擋層和摻雜層。2.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一區域的鰭部和襯底內具有第一阱區，所述第一阱區內具有第一類型離子；所述第二區域的鰭部和襯底內具有第二阱區，所述第二阱區內具有第二類型離子。3.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述摻雜層的形成步驟包括：在所述襯底表面和鰭部的側壁和頂部表面形成摻雜膜；在所述第一區域的摻雜膜上形成第一掩膜層；以所述第一掩膜層為掩膜，刻蝕去除所述摻雜膜，直至暴露出襯底、鰭部的部分側壁表面、以及第一阻擋層表面為止，在第一區域形成所述摻雜層。4.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，還包括：在所述摻雜層表面形成第二阻擋層。5.如權利要求4所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二阻擋層的材料為氮化硅。6.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一阻擋層的材料為氮化硅。7.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，對第二區域的鰭部暴露出的側壁進行摻雜工藝為各向同性的等離子體摻雜工藝。8.如權利要求7所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述各向同性的等離子體摻雜工藝的參數包括：工藝氣體包括摻雜源氣體和惰性氣體，所述摻雜源氣體的流量為1sccm～50sccm，惰性氣體的流量為1sccm～50sccm，工藝氣壓小于等...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李勇，
申請(專利權)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：發明
國別省市：上海,31