半导体结构的形成方法技术

一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有若干分立的鳍部；在所述半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面且覆盖部分鳍部的侧壁；在所述鳍部表面形成防扩散层；形成所述防扩散层后，对所述鳍部进行防扩散离子注入；对所述鳍部进行防扩散离子注入之后，在对所述鳍部进行N型或P型掺杂离子注入。上述方法可以提高形成的半导体结构的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种半导体结构的形成方法。
技术介绍
离子注入工艺是半导体技术中非常常用的一种离子掺杂工艺，用于在半导体衬底内掺杂各种离子。在晶体管的形成过程中，可以采用离子注入工艺在半导体衬底内形成阱区、采用离子注入调整待形成晶体管的阈值电压、以及进行轻掺杂离子注入和重掺杂离子注入等形成晶体管的源极和漏极。离子注入工艺将带电的且具有能量的粒子注入衬底内，高能的离子由于与衬底中电子和原子核的碰撞而失去能量，停留在晶格内的一定深度。由于注入离子具有一定的能量，在注入过程中，与半导体晶格发生碰撞，容易导致半导体晶格的损伤，从而影响形成的晶体管的性能。后续需要通过退火工艺修复离子注入带来的晶格损伤。随着半导体工艺技术的不断发展，工艺节点逐渐减小，为获得理想的阈值电压，改善器件性能，鳍式场效应晶体管(FinFET)作为一种多栅器件得到了广泛的关注。随着晶体管尺寸的减小，离子注入工艺的带来的损伤对于晶体管的性能影响越发显著，尤其在尺寸较小的鳍式场效应晶体管中，对于离子注入带来的损伤，无法通过退火工艺完全消除上述损伤并且较长时间和温度的退火工艺还会造成晶体管内的掺杂离子的大量扩散，进一步对晶体管的性能造成较大的影响。为了降低离子注入带来的损伤，现有对于鳍式场效应晶体管通常采用高温离子注入工艺进行离子注入。高温离子注入工艺中对待注入衬底加热，使衬底具有较高的温度，离子注入过程中造成的损伤较小。但是，上述高温离子注入工艺中对于掺杂离子的扩散以及注入过程中的沟道效应很难控制，从而会对最终形成的半导体结构的性能造成不良影响。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，提高半导体结构的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有若干分立的鳍部；在所述半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面且覆盖部分鳍部的侧壁；在所述鳍部表面形成防扩散层；形成所述防扩散层后，对所述鳍部进行防扩散离子注入；对所述鳍部进行防扩散离子注入之后，在对所述鳍部进行N型或P型掺杂离子注入。可选的，所述防扩散层为非晶态结构。可选的，所述防扩散层的材料为氮氧化硅。可选的，采用化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述防扩散层。可选的，所述防扩散层的厚度为0.5nm～10nm。可选的，所述防扩散离子注入的防扩散离子为C。可选的，所述防扩散离子注入的离子剂量为5E12atom/cm2～5E14atom/cm2。可选的，所述防扩散离子注入的温度为20℃～50℃。可选的，所述N型或P型掺杂离子注入过程中，对半导体衬底加热，使所述半导体衬底温度为300℃～600℃。可选的，所述N型或P型掺杂离子注入为源漏离子注入、阈值调整注入或阱注入。可选的，所述N型掺杂离子包括P、As或Sb。可选的，所述P型掺杂离子包括B、Ga或In。可选的，所述N型或P型掺杂离子注入的N型或P型掺杂离子位于防扩散离子上方。可选的，还包括在进行N型或P型掺杂离子注入之后，进行退火处理。可选的，所述退火处理可以采用炉管退火、快速热退火、激光尖峰退火或闪光退火工艺。可选的，所述退火处理的温度为600℃～1200℃。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的技术方案中，在半导体衬底的鳍部表面形成防扩散层之后，对鳍部进行防扩散离子注入，然后再对所述鳍部进行N型或P型掺杂离子注入。后续的防扩散离子注入、N型或P型掺杂离子注入过程中，注入离子受到半导体衬底的晶格的碰撞作用，部分注入离子会被反射出鳍部内，或从鳍部内逸出，由于所述鳍部表面形成所述防扩散层，所述被反射以及高温作用下逸出的掺杂离子受到防扩散层的阻挡作用，不会脱离鳍部，从而可以确保所述鳍部内的注入离子的分布较为均匀，并且所述防扩散层还可以对注入离子起到散射作用，使注入离子偏离鳍部的晶格沟道方向，从而改善离子注入的沟道效应。而所述防扩散离子注入的离子能够有效阻挡N型或P型掺杂离子在鳍部内的扩散。所以本专利技术的技术方案能够抑制掺杂离子的扩散以及沟道效应，提高形成的半导体结构的性能。进一步，所述防扩散层可以是非晶态结构，所述非晶态结构的防扩散层在后续进行离子注入的过程中，注入离子受到防扩散层内的散射作用，使得入射离子偏离鳍部的晶格沟道方向，从而可以改善离子注入的沟道效应，避免离子注入的深度不受控制。进一步，所述防扩散离子注入的防扩散离子可以是C。在鳍部内，掺杂离子的扩散作用部分是通过鳍部内的间隙式缺陷进行，在鳍部内搀杂C离子，会改变鳍部的晶体结构，碳离子与鳍部中的间隙式缺陷相互作用，吸附所述间隙式缺陷，形成难以分解的缺陷团簇，使得分离式的间隙式缺陷数量减小，从而抑制半导体衬底内N型或P型掺杂离子扩散。进一步，可以采用高温离子注入工艺对所述鳍部进行所述P型或N型掺杂离子注入工艺，以降低所述P型或N型掺杂离子注入对于鳍部带来的损伤。并且，由于所述鳍部表面具有防扩散层，且鳍部内具有防扩散离子，所以，虽然高温离子注入过程中鳍部的温度较高，但是仍然能够改善沟道效应，控制注入离子的深度，且抑制掺杂离子的扩散。附图说明图1至图5是本专利技术的实施例的半导体形成过程的结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
中所述，现有在对进行离子注入过程中，采用高温离子注入虽然能够降低注入损伤，但是却会加剧注入离子扩散以及沟道效应等问题，影响最终形成的半导体结构的性能。研究发现，在进行高温离子注入过程中，待注入的衬底温度较高，注入离子在高温情况下具有较高的扩散速率，更容易向注入区域以外发生扩散，导致很难控制注入区域的位置、形成浅结。并且，由于高温离子注入的注入损伤较小，不会在衬底表面形成非晶层，注入衬底的表面依旧具有较为完整的晶格结构，注入过程中很容易产生沟道效应，使得注入深度不易控制，导致影响最终形成的半导体结构的性能。本专利技术的实施例，提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有若干分立的鳍部；在所述半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面且覆盖部分鳍部的侧壁；在所述鳍部表面形成防扩散层；形成上防扩散层后，对所述鳍部进行防扩散离子注入；对所述鳍部进行防扩散离子注入之后，在对所述鳍部进行N型或P型掺杂离子注入。所述防扩散层可以抑制离子注入的沟道效应，并且防止注...

【技术保护点】
一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有若干分立的鳍部；在所述半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面且覆盖部分鳍部的侧壁；在所述鳍部表面形成防扩散层；形成所述防扩散层后，对所述鳍部进行防扩散离子注入；对所述鳍部进行防扩散离子注入之后，在对所述鳍部进行N型或P型掺杂离子注入。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有若干分立的鳍部；
在所述半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于鳍部的顶部
表面且覆盖部分鳍部的侧壁；
在所述鳍部表面形成防扩散层；
形成所述防扩散层后，对所述鳍部进行防扩散离子注入；
对所述鳍部进行防扩散离子注入之后，在对所述鳍部进行N型或P型掺
杂离子注入。
2.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述防扩散
层为非晶态结构。
3.根据权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述防扩散
层的材料为氮氧化硅。
4.根据权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用化学气
相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述防扩散层。
5.根据权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述防扩散
层的厚度为0.5nm～10nm。
6.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述防扩散
离子注入的防扩散离子为C。
7.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述防扩散
离子注入的离子剂量为5E12atom/cm2～5E14atom/cm2。
8.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法...

【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，
类型：发明
国别省市：上海;31