半导体结构的形成方法和半导体结构技术

一种半导体结构的形成方法和半导体结构，其中，半导体结构包括：衬底，包括二极管区和晶体管区，二极管区至少具有一个第一鳍部，晶体管区至少具有一个第二鳍部；位于半导体衬底内的第一阱区；位于第二阱区上的第一阱区，第一、第二阱区类型不同；位于衬底上的至少一个第一栅极结构；位于半导体衬底上的至少一个第二栅极结构；第一栅极结构两侧的第一鳍部内具有第一halo离子注入区和第一LDD离子注入区，或者具有第一halo离子注入区和第一源漏离子注入区，或者具有第一halo离子注入区、第一LDD离子注入区和第一源漏离子注入区；第二栅极结构两侧的第二鳍部内具有晶体管的源极和漏极。本发明专利技术的半导体结构的输出电压稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及半导体结构的形成方法和半导体结构。
技术介绍
钳位二极管导通工作时，可以钳制二极管两端电位差。例如，当钳位二极管负极接地时，则正极端电路的电位比地电位高，钳位二极管会导通将其电势下拉，即正端被钳位在零电位或零电位以下(在钳位二极管功率耐受范围内)。钳位二极管包括雪崩二极管和齐纳二极管。雪崩二极管发生的雪崩击穿原理为:在电场作用下，载流子能量增大，不断与晶体原子相碰，使共价键中的电子激发形成自由电子-空穴对。新产生的载流子又通过碰撞产生自由电子-空穴对，产生倍增效应，就像雪崩一样增加载流子。而齐纳二极管发生的齐纳击穿与雪崩击穿完全不同。在高的反向电压下，PN结中存在强电场，它能够直接破坏共价键将束缚电子分离来形成电子-空穴对，形成大的反向电流。因此，与雪崩二极管相比，齐纳击穿需要的电场强度很大，而且只有在杂质浓度特别大的PN结才能够做到。钳位二极管掺杂浓度没这么高，它们的电击穿都是雪崩击穿，因此，钳位二极管为雪崩二极管。参考图1至图5，现有技术中，含有鳍式场效应晶体管和雪崩二极管的半导体结构的形成方法如下:参考图1和图2，提供半导体衬底100，半导体衬底100包括二极管区A和晶体管区B，二极管区A用于形成雪崩二极管，晶体管区B用于形成N型鳍式场效应晶体管。二极管区A至少具有一个第一鳍部103,晶体管区B至少具有一个第二鳍部104。接着，参考图3和图4，在晶体管区B的半导体衬底上形成至少一个栅极结构107，栅极结构107横跨至少一个第二鳍部104，并覆盖第二鳍部104的侧壁与顶部。栅极结构107包括栅氧层和位于栅氧层上的栅极。接着，参考图5，以栅极结构107为掩膜对栅极结构107两侧的第二鳍部104内进行LDD离子注入，形成LDD离子注入区109。接着，在栅极结构107的周围形成侧墙108。之后，以侧墙108为掩膜对侧墙108两侧的第二鳍部104内进行源漏离子注入，形成源极110和漏极111。两个相邻栅极结构107之间的漏极111为共同漏极。其中，LDD离子注入类型为N型，源漏离子注入也为N型。接着，继续参考图5，对二极管区A、第一鳍部103进行离子注入形成第一阱区(图未示)。接着，在第一阱区上形成第二阱区(图未示)。第二阱区的离子注入类型与第一阱区的离子注入类型不同。对于晶体管区B用于形成N型鳍式场效应晶体管时，第一阱区的离子注入类型为P型，第二阱区的离子注入类型为N型。因此，形成了一个PN结，该PN结为雪崩二极管。然而，采用现有技术的方法形成的半导体结构的性能比较差。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是采用现有技术的方法形成的半导体结构的性能比较差。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，所述半导体衬底包括二极管区和晶体管区，所述二极管区用于形成二极管，所述晶体管区用于形成晶体管，所述二极管区至少具有一个第一鳍部，所述晶体管区至少具有一个第二鳍部；在所述二极管区、所述晶体管区、第一鳍部和第二鳍部内形成第一阱区；在所述第一阱区上形成第二阱区，所述第一阱区类型与第二阱区类型不同；在所述二极管区的半导体衬底上形成至少一个第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨至少一个所述第一鳍部，并覆盖所述第一鳍部的侧壁与顶部；在所述晶体管区的半导体衬底上形成至少一个第二栅极结构，所述第二栅极结构横跨至少一个所述第二鳍部，并覆盖所述第二鳍部的侧壁与顶部；以所述第一栅极结构为掩膜，对所述第一栅极结构两侧的第一鳍部进行第一 halo离子注入和第一 LDD离子注入，或者进行第一 halo离子注入和第一源漏离子注入，或者进行第一 halo离子注入、第一 LDD离子注入和第一源漏离子注入；以所述第二栅极结构为掩膜，对所述第二栅极结构两侧的第二鳍部进行第二源漏离子注入，形成所述晶体管的源极和漏极。可选的，所述第一栅极结构与第二栅极结构在同一步骤中形成。可选的，以所述第二栅极结构为掩膜，对所述第二栅极两侧的第二鳍部进行第二源漏离子注入的步骤之前，还包括，以所述第二栅极结构为掩膜，对第二栅极两侧的第二鳍部进行第二 LDD离子注入和第二 halo离子注入中的至少一个。可选的，所述第二 LDD离子注入与第一 LDD离子注入同时进行，所述第二 LDD离子注入与所述第一 LDD离子注入的注入剂量、注入能量相同。可选的，所述第二 halo离子注入与所述第一 halo离子注入同时进行，所述第二halo离子注入与所述第一 halo离子注入的注入剂量、注入能量相同。可选的，所述第一栅极结构的特征尺寸为10?200nm，所述第一栅极结构的顶面面积与所述半导体衬底的顶面面积比为10%?60%。可选的，所述第一鳍部与第二鳍部在长度方向平行排列、所述第一鳍部与第二鳍部连接、或者所述第一鳍部与第二鳍部一体成型。可选的，以所述第一栅极结构为掩膜，对所述第一栅极结构两侧的第一鳍部进行第一 halo离子注入、第一 LDD离子注入和第一源漏离子注入时，具体包括:以所述第一栅极结构为掩膜，对所述第一栅极结构两侧的第一鳍部进行第一 halo离子注入和第一 LDD离子注入；对第一 halo离子注入和第一 LDD离子注入之后，在所述第一栅极结构周围形成第一侧墙；以所述第一栅极结构和第一侧墙为掩膜，对所述第一侧墙两侧的第一鳍部进行第一源漏离子注入。可选的，以所述第二栅极结构为掩膜，对所述第二栅极结构两侧的第二鳍部进行第二源漏离子注入包括:在所述第二栅极结构周围形成第二侧墙；以所述第二侧墙为掩膜，对所述第二侧墙两侧的第二鳍部进行第二源漏离子注入。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:以第一栅极结构为掩膜，对第一栅极结构两侧的第一鳍部进行第一 halo离子注入和第一 LDD离子注入，或者进行第一 halo离子注入和第一源漏离子注入，或者进行第一halo离子注入、第一 LDD离子注入和第一源漏离子注入。形成的第一 halo离子注入区与第一 LDD离子注入区、或者形成第一 halo离子注入区和第一源漏离子注入区，或者形成第一 halo离子注入区、第一 LDD离子注入区和第一源漏离子注入区。这样，第一 halo离子注入区会与相邻的第一 LDD离子注入区形成PN结，第一 halo离子注入区会与相邻的第一源漏离子注入区形成PN结。在二极管区内就会同时具有多个雪崩晶体管和多个齐纳晶体管。而外界温度升高，雪崩二极管的击穿电压会升高，齐纳晶体管的击穿电压会降低。因此，该多个雪崩晶体管和多个齐纳晶体管共同作用可以使得外界温度对雪崩二极管和齐纳二极管的影响正好相互抵消。也就是说，当外界温度变化时，本专利技术中的二极管区的二极管对电路的稳压调节结果基本相同，从而使得后续形成的半导体结构的输出电压稳定，波动较小。更进一步的，二极管区中的每个雪崩二极管和齐纳二极管都与晶体管区的鳍式场效应晶体管的制作工艺相兼容，并没有额外工艺区刻意形成二极管区中雪崩二极管和齐纳二极管，因此，大大节省工艺步骤，工艺成本，且提高了制作半导体结构的制作效率。本专利技术还提供一种半导体结构，包括:半导体衬底，所述半导体衬底包括二极管区和晶体管区，所述二极管区用于形成二极管，所述晶体管区用于形成晶体管，所述二极管区至少具有一个第一鳍部，所述晶体管区至少具有一个本文档来自技高网...

【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，所述半导体衬底包括二极管区和晶体管区，所述二极管区用于形成二极管，所述晶体管区用于形成晶体管，所述二极管区至少具有一个第一鳍部，所述晶体管区至少具有一个第二鳍部；在所述二极管区、所述晶体管区、第一鳍部和第二鳍部内形成第一阱区；在所述第一阱区上形成第二阱区，所述第一阱区类型与第二阱区类型不同；在所述二极管区的半导体衬底上形成至少一个第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨至少一个所述第一鳍部，并覆盖所述第一鳍部的侧壁与顶部；在所述晶体管区的半导体衬底上形成至少一个第二栅极结构，所述第二栅极结构横跨至少一个所述第二鳍部，并覆盖所述第二鳍部的侧壁与顶部；以所述第一栅极结构为掩膜，对所述第一栅极结构两侧的第一鳍部进行第一halo离子注入和第一LDD离子注入，或者进行第一halo离子注入和第一源漏离子注入，或者进行第一halo离子注入、第一LDD离子注入和第一源漏离子注入；以所述第二栅极结构为掩膜，对所述第二栅极结构两侧的第二鳍部进行第二源漏离子注入，形成所述晶体管的源极和漏极。

【技术特征摘要】

【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，
类型：发明
国别省市：上海;31