鳍式场效应晶体管的形成方法技术

一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供包括第一区域和第二区域的衬底，衬底的表面具有鳍部；在衬底表面形成牺牲层，牺牲层覆盖鳍部的部分侧壁，且牺牲层的表面低于鳍部的顶部表面；之后在鳍部的侧壁表面形成第一阻挡层；之后，去除牺牲层；之后，在第一区域的鳍部暴露出的侧壁表面、第一阻挡层表面以及鳍部的顶部表面形成掺杂层，掺杂层内具有第一类型离子；之后对第二区域的鳍部暴露出的侧壁进行掺杂工艺，掺杂工艺掺杂的离子为第二类型离子；之后进行退火工艺，驱动第一类型离子掺杂入第一区域的鳍部，驱动第二类型离子掺杂入第二区域的鳍部；之后去除第一阻挡层和掺杂层。所形成的半导体结构的性能改善。

【技术实现步骤摘要】
鳍式场效应晶体管的形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。
技术介绍
随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高的集成度的方向发展。晶体管作为最基本的半导体器件目前正被广泛应用，因此随着半导体器件的元件密度和集成度的提高，平面晶体管的栅极尺寸也越来越短，传统的平面晶体管对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应，产生漏电流，最终影响半导体器件的电学性能。为了克服晶体管的短沟道效应，抑制漏电流，现有技术提出了鳍式场效应晶体管(FinFET)，鳍式场效应晶体管是一种常见的多栅器件。鳍式场效应晶体管的结构包括：位于半导体衬底表面的鳍部和介质层，所述介质层覆盖部分所述鳍部的侧壁，且介质层表面低于鳍部顶部；位于介质层表面、以及鳍部的顶部和侧壁表面的栅极结构；位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区。然而，随着半导体器件的尺寸不断缩小，鳍式场效应晶体管的制造工艺受到了挑战，难以保证鳍式场效应晶体管的性能稳定。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，形成的半导体结构的性能改善。为解决上述问题，本专利技术提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述衬底的第一区域和第二区域表面分别具有鳍部；在所述衬底表面形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述牺牲层的表面低于所述鳍部的顶部表面；在形成所述牺牲层之后，在所述鳍部的侧壁表面形成第一阻挡层；在形成所述第一阻挡层之后，去除所述牺牲层；在去除所述牺牲层之后，在第一区域的鳍部暴露出的侧壁表面、第一阻挡层表面以及鳍部的顶部表面形成掺杂层，所述掺杂层内具有第一类型离子；在去除所述牺牲层之后，对第二区域的鳍部暴露出的侧壁进行掺杂工艺，所述掺杂工艺掺杂的离子为第二类型离子；在形成掺杂层并对第二区域鳍部进行掺杂工艺之后，进行退火工艺，驱动第一类型离子掺杂入第一区域的鳍部，驱动第二类型离子掺杂入第二区域的鳍部；在所述退火工艺之后，去除所述第一阻挡层和掺杂层。可选的，所述第一区域的鳍部和衬底内具有第一阱区，所述第一阱区内具有第一类型离子；所述第二区域的鳍部和衬底内具有第二阱区，所述第二阱区内具有第二类型离子。可选的，所述掺杂层的形成步骤包括：在所述衬底表面和鳍部的侧壁和顶部表面形成掺杂膜；在所述第一区域的掺杂膜上形成第一掩膜层；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀去除所述掺杂膜，直至暴露出衬底、鳍部的部分侧壁表面、以及第一阻挡层表面为止，在第一区域形成所述掺杂层。可选的，还包括：在所述掺杂层表面形成第二阻挡层。可选的，所述第二阻挡层的材料为氮化硅。可选的，所述第一阻挡层的材料为氮化硅。可选的，对第二区域的鳍部暴露出的侧壁进行掺杂工艺为各向同性的等离子体掺杂工艺。可选的，所述各向同性的等离子体掺杂工艺的参数包括：工艺气体包括掺杂源气体和惰性气体，所述掺杂源气体的流量为1sccm～50sccm，惰性气体的流量为1sccm～50sccm，工艺气压小于等于1mTorr，等离子体源功率为100W～500W，偏置功率小于等于1W。可选的，还包括：在形成所述牺牲层之前，在所述衬底和鳍部表面形成界面层；所述牺牲层形成于所述界面层表面；在去除所述牺牲层之后，形成掺杂层之前，去除暴露出的界面层。可选的，所述牺牲层的形成步骤包括：在所述衬底和鳍部表面形成牺牲膜，所述牺牲膜的表面高于鳍部的顶部；平坦化所述牺牲膜；在平坦化所述牺牲膜之后，回刻蚀所述牺牲膜，形成表面低于鳍部顶部的牺牲层。可选的，所述牺牲层的材料为底层抗反射材料或有机介质材料。可选的，所述第一阻挡层的形成步骤包括：在所述牺牲层表面、以及鳍部的侧壁和顶部表面形成第一阻挡膜；回刻蚀所述第一阻挡膜直至暴露出牺牲层和鳍部顶部表面，形成所述第一阻挡层。可选的，所述退火工艺为尖峰退火或快速热退火；所述退火工艺的温度为1000℃～1100℃，时间为3秒～8秒。可选的，所述鳍部的顶部表面具有第二掩膜层；在去除所述第一阻挡层和掺杂层之后，去除所述第二掩膜层。可选的，所述衬底和鳍部的形成步骤包括：提供半导体基底；在所述半导体基底的部分表面形成第二掩膜层；以所述第二掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体基底，形成所述衬底和鳍部。可选的，还包括：在去除所述第一阻挡层和掺杂层之后，在所述衬底表面形成介质层，所述介质层覆盖所述鳍部的部分侧壁表面，且所述介质层表面低于所述鳍部的顶部表面。可选的，还包括：在形成所述介质层之后，形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述鳍部的部分侧壁和顶部表面；在所述栅极结构两侧的鳍部内形成源区和漏区。可选的，所述第一类型离子为N型离子；所述第二类型离子为P型离子。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的形成方法中，在形成牺牲层之后，在暴露出的鳍部侧壁形成第一阻挡层，在去除所述牺牲层之后，所形成的掺杂层能够覆盖曾被牺牲层覆盖的第一区域鳍部侧壁，后续经过退火工艺之后，所述掺杂层内的第一类型离子能够向所接触的鳍部侧壁内扩散，因此，能够在经过退火之后去除掺杂层，使得相邻鳍部之间的沟槽深宽比增大，有利于后续于相邻鳍部之间的衬底表面形成致密均匀的介质层。其次，由于所述第一阻挡层暴露出第二区域曾被牺牲层覆盖的鳍部侧壁，则能够直接通过掺杂工艺对第二区域暴露出的鳍部侧壁掺杂第二类型离子，无需额外形成包含第二类型离子的掺杂层以对第二区域鳍部进行掺杂，因此允许相邻鳍部间距离进一步缩小，由此提高器件密度。而且，由于无需额外形成包含第二类型离子的掺杂层用于对第二区域鳍部进行掺杂，还能够减少一次光刻工艺，从而能够简化工艺步骤，并节省工艺成本。附图说明图1至图4是一种半导体结构的形成过程的剖面结构示意图；图5至图13是本专利技术实施例的鳍式场效应晶体管的形成过程的剖面结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
所述，随着半导体器件的尺寸不断缩小，鳍式场效应晶体管的制造工艺受到了挑战，难以保证鳍式场效应晶体管的性能稳定。经过研究发现，随着用于形成鳍式场效应晶体管的鳍部尺寸不断缩小，形成于鳍部内的源区和漏区底部容易发生底部穿通(punchthrough)现象，即所述源区和漏区的底部之间发生穿通，在所述源区和漏区的底部产生漏电流。为了克服所述底部穿通现象，一种方法是在鳍部内进行防穿通注入，在所述源区和漏区底部之间的区域内注入反型离子，以隔离源区和漏区底部。然而，由于源区和漏区底部到鳍部顶部的距离较大，则所述防穿通注入的深度也较大，使得所述防穿通注入容易对鳍部表面和内部造成注入损伤，依旧会降低鳍式场效应晶体管的性能。为了克服上述防穿通注入造成的注入损伤问题，图1至图4是一种半导体结构的形成过程的剖面结构示意图。请参考图1，提供衬底100，所述衬底100表面具有鳍部101，所述衬底100和鳍部101表面具有掺杂膜102，所述掺杂膜102内具有掺杂离子。请参考图2，在所述掺杂膜102表面形成介质膜103。请参考图3，回刻蚀所述介质膜103(如图2所示)以形成介质层103a，所述介质层103a表面低于所述鳍部101的顶部表面。请参考图4，去除高于介质层103a表面的掺杂膜102(如图3所示)，形成掺杂层102a；进行退火工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述衬底的第一区域和第二区域表面分别具有鳍部；在所述衬底表面形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述牺牲层的表面低于所述鳍部的顶部表面；在形成所述牺牲层之后，在所述鳍部的侧壁表面形成第一阻挡层；在形成所述第一阻挡层之后，去除所述牺牲层；在去除所述牺牲层之后，在第一区域的鳍部暴露出的侧壁表面、第一阻挡层表面以及鳍部的顶部表面形成掺杂层，所述掺杂层内具有第一类型离子；在去除所述牺牲层之后，对第二区域的鳍部暴露出的侧壁进行掺杂工艺，所述掺杂工艺掺杂的离子为第二类型离子；在形成掺杂层并对第二区域鳍部进行掺杂工艺之后，进行退火工艺，驱动第一类型离子掺杂入第一区域的鳍部，驱动第二类型离子掺杂入第二区域的鳍部；在所述退火工艺之后，去除所述第一阻挡层和掺杂层。

【技术特征摘要】
1.一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述衬底的第一区域和第二区域表面分别具有鳍部；在所述衬底表面形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述牺牲层的表面低于所述鳍部的顶部表面；在形成所述牺牲层之后，在所述鳍部的侧壁表面形成第一阻挡层；在形成所述第一阻挡层之后，去除所述牺牲层；在去除所述牺牲层之后，在第一区域的鳍部暴露出的侧壁表面、第一阻挡层表面以及鳍部的顶部表面形成掺杂层，所述掺杂层内具有第一类型离子；在去除所述牺牲层之后，对第二区域的鳍部暴露出的侧壁进行掺杂工艺，所述掺杂工艺掺杂的离子为第二类型离子；在形成掺杂层并对第二区域鳍部进行掺杂工艺之后，进行退火工艺，驱动第一类型离子掺杂入第一区域的鳍部，驱动第二类型离子掺杂入第二区域的鳍部；在所述退火工艺之后，去除所述第一阻挡层和掺杂层。2.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一区域的鳍部和衬底内具有第一阱区，所述第一阱区内具有第一类型离子；所述第二区域的鳍部和衬底内具有第二阱区，所述第二阱区内具有第二类型离子。3.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述掺杂层的形成步骤包括：在所述衬底表面和鳍部的侧壁和顶部表面形成掺杂膜；在所述第一区域的掺杂膜上形成第一掩膜层；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀去除所述掺杂膜，直至暴露出衬底、鳍部的部分侧壁表面、以及第一阻挡层表面为止，在第一区域形成所述掺杂层。4.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：在所述掺杂层表面形成第二阻挡层。5.如权利要求4所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二阻挡层的材料为氮化硅。6.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一阻挡层的材料为氮化硅。7.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，对第二区域的鳍部暴露出的侧壁进行掺杂工艺为各向同性的等离子体掺杂工艺。8.如权利要求7所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述各向同性的等离子体掺杂工艺的参数包括：工艺气体包括掺杂源气体和惰性气体，所述掺杂源气体的流量为1sccm～50sccm，惰性气体的流量为1sccm～50sccm，工艺气压小于等...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31