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：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成若干分立的硬掩膜层，所述硬掩膜层的位置与后续形成的鳍部的位置对应；以所述硬掩膜层为掩膜，进行防穿通离子注入，在所述半导体衬底内形成掺杂区；对所述掺杂区进行退火，掺杂区中的杂质离子向硬掩膜层正下方的半导体衬底中扩散，形成防穿通区；进行退火后，以所述硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底和掺杂区，形成凹槽，相邻凹槽之间的半导体衬底构成鳍部。本发明专利技术的方法，在形成防穿通区时，防止离子注入对鳍部表面的注入损伤。

【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作领域，特别涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。
技术介绍
随着半导体工艺技术的不断发展，工艺节点逐渐减小，后栅(gate-last)工艺得到了广泛应用，以获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸(CD，CriticalDimension)进一步下降时，即使采用后栅工艺，常规的MOS场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，鳍式场效应晶体管(FinFET)作为常规器件的替代得到了广泛的关注。现有技术的一种鳍式场效应晶体管，请参考图1，包括：半导体衬底200，所述半导体衬底200上形成有凸出的鳍部201；隔离层205，覆盖所述半导体衬底200的表面以及鳍部201的侧壁的一部分；栅极结构203，横跨在所述鳍部201上，覆盖所述鳍部201的部分顶端和侧壁表面，栅极结构203包括栅介质层和位于栅介质层上的栅电极；位于栅极结构203两侧侧壁上的侧墙204；位于栅极结构203和侧墙204两侧鳍部201内的源区和漏区。对于上述鳍式场效应晶体管，鳍部201的顶部以及两侧的侧壁与栅极结构203相接触的部分成为沟道区，有利于增大驱动电流，改善器件性能。然而，在现有的鳍式场效应管中，源区和漏区之间容易发生源漏穿通的现象，影响鳍式场效应管的性能。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是怎样在形成防穿通区时，防止注入损伤。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：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成若干分立的硬掩膜层，所述硬掩膜层的位置与后续形成的鳍部的位置对应；以所述硬掩膜层为掩膜，进行防穿通离子注入，在所述半导体衬底内形成掺杂区；对所述掺杂区进行退火，掺杂区中的杂质离子向硬掩膜层正下方的半导体衬底中扩散，形成防穿通区；进行退火后，以所述硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底和掺杂区，形成凹槽，相邻凹槽之间的半导体衬底构成鳍部。可选的，防穿通离子注入的注入角度为0～10度，注入能量为3KeV～10KeV，剂量为1E14atom/cm2～1E20atom/cm2。可选的，所述退火的温度为900～1300摄氏度，退火的时间为30秒～10分钟。可选的，所述硬掩膜层的宽度为10～50nm。可选的，防穿通离子注入注入的杂质离子为N型杂质离子或P型杂质离子。可选的，所述形成鳍式场效应晶体管为N型的鳍式场效应晶体管时，所述防穿通离子注入注入的杂质离子为P型的杂质离子。可选的，所述形成鳍式场效应晶体管为P型的鳍式场效应晶体管时，所述防穿通离子注入注入的杂质离子为N型的杂质离子。可选的，还包括：在所述凹槽中形成浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构的表面低于鳍部顶部表面；去除所述硬掩膜层；形成横跨覆盖鳍部的顶部和侧壁部分表面的栅极结构；在栅极结构两侧的鳍部内形成源区和漏区。本专利技术还提供了另外一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域；在所述第一区域和第二区域半导体衬底上形成若干分立的硬掩膜层，第一区域上的硬掩膜层的位置与后续形成的第一鳍部的位置对应，第二区域上的硬掩膜层的位置与后续形成的第二鳍部的位置对应；以所述第一区域上的硬掩膜层为掩膜，进行第一防穿通离子注入，在所述第一区域的半导体衬底内形成第一掺杂区；以所述第二区域上的硬掩膜层为掩膜，进行第二防穿通离子注入，在所述第二区域的半导体衬底内形成第二掺杂区，所述第二防穿通离子注入注入的杂质离子类型与第一防穿通离子注入的杂质离子类型不同；对所述第一掺杂区和第二掺杂区进行退火，第一掺杂区中的杂质离子向第一区域硬掩膜层正下方的半导体衬底中扩散，形成第一防穿通区，第二掺杂区中的杂质离子向第二区域硬掩膜层正下方的半导体衬底中扩散，形成第二防穿通区；进行退火后，以所述第一区域的硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一区域的半导体衬底和第一掺杂区，形成第一凹槽，相邻第一凹槽之间的半导体衬底构成第一鳍部，以所述第二区域的硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述第二区域的半导体衬底和第二掺杂区，形成第二凹槽，相邻第二凹槽之间的半导体衬底构成第二鳍部。可选的，第一区域形成P型的鳍式场效应晶体管，所述第一防穿通离子注入的杂质离子类型为N型，第二区域形成N型的鳍式场效应晶体管，所述第二防穿通离子注入注入的杂质离子类型为P型。可选的，第一区域形成N型的鳍式场效应晶体管，所述第一防穿通离子注入的杂质离子类型为P型，第二区域形成P型的鳍式场效应晶体管，所述第二防穿通离子注入注入的杂质离子类型为N型。可选的，所述第一防穿通离子注入的注入角度为0～10度，注入能量为3KeV～10KeV，剂量为1E14atom/cm2～1E20atom/cm2。可选的，所述第二防穿通离子注入的注入角度为0～10度，注入能量为3KeV～10KeV，剂量为1E14atom/cm2～1E20atom/cm2。如权利要求9所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述退火的温度为900～1300摄氏度，退火的时间为30秒～10分钟。可选的，所述硬掩膜层的宽度为10～50nm。可选的，还包括：在所述第一凹槽和第二凹槽中形成浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面；去除所述硬掩膜层；形成横跨覆盖第一鳍部的顶部和侧壁部分表面的第一栅极结构；在第一栅极结构两侧的鳍部内形成第一源区和漏区；形成横跨覆盖第二鳍部的顶部和侧壁部分表面的第二栅极结构；在第二栅极结构两侧的鳍部内形成第二源区和漏区。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的鳍式场效应晶体管的形成方法，在所述半导体衬底上形成若干分立的硬掩膜层后，以所述硬掩膜层为掩膜，进行防穿通离子注入，在所述半导体衬底内形成掺杂区；对所述掺杂区进行退火，掺杂区中的杂质离子向硬掩膜层正下方的半导体衬底中扩散，形成防穿通区；进行退火后，以所述硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底和掺杂区，形成凹槽，相邻凹槽之间的半导体衬底构成鳍部。进行防穿通离子注入时，若干分立的硬掩膜层存在，使得硬掩膜层正下方的半导体衬底(后续形成鳍部的位置)不会受到离子注入的损伤，即硬掩膜层正下方的半导体衬底形成的鳍部不会受到离子注入的损伤，同时的掩膜层的存在，精确的限定了形成的掺杂区在半导体衬底中的位置，因而后续进行退火时，掺杂区中的杂质离子向掩膜层正下方的半导体衬底中扩散形成防穿通区，使得防穿通区的位置比较精确，并且防穿通区杂质离子浓度满足工艺的要求。本专利技术的鳍式场效应晶体管的形成方法，针对不同类型的鳍式场效应晶体管晶体管管，能分别形成不同掺杂类型的第一防穿通区和第二防穿通区，第一防穿通区和第二防穿通区过程不会对第一鳍部和第二鳍部的表面产生离子注入损伤。附图说明图1为现有技术鳍式场效应晶体管的结构示意图；图2～图9为本专利技术一实施例鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图；图10～图15为本专利技术另一实施例鳍式场效应晶体管的形成过程的结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
所述，在现有的鳍式场效应管中，源区和漏区之间容易发生源漏穿通的现象，影响鳍式场效应管的性能。经过研究发现，请继续参考图1，为了使所述栅极结构203覆盖的鳍部201均能够形成沟道区，所述鳍部201内的源区和漏区的底部到鳍部201顶本文档来自技高网...

【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：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成若干分立的硬掩膜层，所述硬掩膜层的位置与后续形成的鳍部的位置对应；以所述硬掩膜层为掩膜，进行防穿通离子注入，在所述半导体衬底内形成掺杂区；对所述掺杂区进行退火，掺杂区中的杂质离子向硬掩膜层正下方的半导体衬底中扩散，形成防穿通区；进行退火后，以所述硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底和掺杂区，形成凹槽，相邻凹槽之间的半导体衬底构成鳍部。

【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：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成若干分立的硬掩膜层，所述硬掩膜层的位置与后续形成的鳍部的位置对应；以所述硬掩膜层为掩膜，进行防穿通离子注入，在所述半导体衬底内形成掺杂区；对所述掺杂区进行退火，掺杂区中的杂质离子向硬掩膜层正下方的半导体衬底中扩散，形成防穿通区；进行退火后，以所述硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底和掺杂区，形成凹槽，相邻凹槽之间的半导体衬底构成鳍部。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，防穿通离子注入的注入角度为0～10度，注入能量为3KeV～10KeV，剂量为1E14atom/cm2～1E20atom/cm2。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，所述退火的温度为900～1300摄氏度，退火的时间为30秒～10分钟。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，所述硬掩膜层的宽度为10～50nm。5.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，防穿通离子注入注入的杂质离子为N型杂质离子或P型杂质离子。6.如权利要求5所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述形成鳍式场效应晶体管为N型的鳍式场效应晶体管时，所述防穿通离子注入注入的杂质离子为P型的杂质离子。7.如权利要求5所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述形成鳍式场效应晶体管为P型的鳍式场效应晶体管时，所述防穿通离子注入注入的杂质离子为N型的杂质离子。8.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：在所述凹槽中形成浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构的表面低于鳍部顶部表面；去除所述硬掩膜层；形成横跨覆盖鳍部的顶部和侧壁部分表面的栅极结构；在栅极结构两侧的鳍部内形成源区和漏区。9.一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域；在所述第一区域和第二区域半导体衬底上形成若干分立的硬掩膜层，第一区域上的硬掩膜层的位置与后续形成的第一鳍部的位置对应，第二区域上的硬掩膜层的位置与后续形成的第二鳍部的位置对应；以所述第一区域上的硬掩膜层为掩膜，进行第一防穿通离子注入，在所述第一区域的半导体衬底内形成第一掺杂区；以所述第二区域上的硬掩膜层为掩膜，进行第二防穿通离子注入，在所述第二区域的半导体衬底内形成第二掺杂区，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢欣云，
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