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：提供有P型区域和N型区域的半导体衬底，P型区域半导体衬底表面有第一鳍部和横跨第一鳍部的第一栅极结构，N型区域半导体衬底表面有第二鳍部和横跨第二鳍部的第二栅极结构；对第一栅极结构两侧的第一鳍部进行第一轻掺杂注入，形成第一轻掺杂区；第一轻掺杂注入后，在第一栅极结构两侧形成第一侧墙；在第一鳍部表面形成第一源漏区；在第二栅极结构两侧形成第二侧墙，第二侧墙覆盖部分第二鳍部，第二侧墙比第一侧墙薄；在第二鳍部表面形成第二源漏区，第二源漏区中有第二离子，且使第二离子扩散进入第二侧墙覆盖的第二鳍部中，形成第二轻掺杂区。鳍式场效应晶体管的形成方法提高了鳍式场效应晶体管的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。
技术介绍
MOS晶体管是现代集成电路中最重要的元件之一。MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于衬底表面的栅极结构，位于栅极结构两侧半导体衬底内的源漏区。MOS晶体管通过在栅极施加电压，调节通过栅极结构底部沟道的电流来产生开关信号。随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(FinFET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁的栅极结构，位于栅极结构两侧的鳍部内的源漏区。形成鳍式场效应晶体管的方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有凸起的鳍部和横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述鳍部的顶部和侧壁；在栅极结构两侧侧壁形成侧墙；以侧墙和栅极结构为掩膜对栅极结构两侧的鳍部进行离子注入形成重掺杂的源漏区。随着特征尺寸进一步缩小，现有技术形成的鳍式场效应晶体管的性能和可靠性较差。
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，以提高鳍式场效应晶体管的性能和可靠性。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，半导体衬底具有P型区域和N型区域，P型区域的半导体衬底表面具有第一鳍部和横跨第一鳍部的第一栅极结构，第一栅极结构覆盖部分第一鳍部的顶部表面和侧壁，N型区域的半导体衬底表面具有第二鳍部和横跨第二鳍部的第二栅极结构，第二栅极结构覆盖部分第二鳍部的顶部表面和侧壁；对第一栅极结构两侧的第一鳍部进行第一轻掺杂注入，形成第一轻掺杂区；第一轻掺杂注入之后，在第一栅极结构两侧侧壁表面形成第一侧墙，第一侧墙覆盖部分第一轻掺杂区；在第一栅极结构两侧的第一鳍部表面形成第一源漏区，第一源漏区紧邻第一侧墙的侧壁；在第二栅极结构两侧侧壁表面形成第二侧墙，第二侧墙的厚度小于第一侧墙的厚度，第二侧墙覆盖部分第二鳍部；在第二栅极结构两侧的第二鳍部表面形成第二源漏区，第二源漏区紧邻第二侧墙的侧壁，第二源漏区中掺杂有第二离子，且使得第二离子扩散进入第二侧墙覆盖的第二鳍部中，形成第二轻掺杂区。可选的，采用第三离子注入在第二源漏区下部的第二鳍部中注入第三离子，形成第三源漏区，且使得第三离子扩散进入第二轻掺杂区；所述第三离子和第二离子相同。可选的，所述第三离子注入采用的离子为P离子，注入能量范围为1KeV～8KeV，注入剂量范围为2E14atom/cm2～2E15atom/cm2，注入角度为0度～10度。可选的，第三离子注入采用的离子为As离子，注入能量范围为2KeV～10KeV，注入剂量范围为2E14atom/cm2～2E15atom/cm2，注入角度为0度～10度。可选的，所述第三源漏区在第二鳍部中的深度为30nm～60nm。可选的，形成所述第一侧墙的方法为：形成覆盖P型区域和N型区域的第一侧墙材料层；形成覆盖N型区域的第一阻挡层，所述第一阻挡层位于N型区域的第一侧墙材料层表面；以第一阻挡层为掩膜刻蚀P型区域的第一侧墙材料层，在P型区域的第一栅极结构两侧形成第一侧墙。可选的，形成第一源漏区的方法包括：以第一阻挡层为掩膜刻蚀去除第一栅极结构两侧的部分第一鳍部，使得第一鳍部的高度降低；去除第一阻挡层；在刻蚀后的第一鳍部表面外延生长第一源漏区材料层；对第一源漏区材料层掺杂第一离子。可选的，在外延生长所述第一源漏区材料层的同时原位掺杂第一离子。可选的，形成所述第二侧墙的方法为：去除N型区域的第一侧墙材料层；形成覆盖P型区域和N型区域的第二侧墙材料层；形成覆盖P型区域的第三阻挡层，第三阻挡层位于P型区域的第二侧墙材料层的表面；以第三阻挡层为掩膜刻蚀N型区域的第二侧墙材料层，在N型区域的第二栅极结构两侧形成第二侧墙。可选的，形成第二源漏区的方法包括：以第三阻挡层为掩膜刻蚀去除第二栅极结构两侧的部分第二鳍部，使得第二鳍部的高度降低；去除第三阻挡层；在刻蚀后的第二鳍部表面外延生长第二源漏区材料层；对第二源漏区材料层掺杂第二离子。可选的，在外延生长所述第二源漏区材料层的同时原位掺杂第二离子。可选的，所述第二离子为N型离子。可选的，所述N型离子为P或As。可选的，所述第一侧墙的厚度为25nm～40nm。可选的，所述第二侧墙的厚度为10nm～20nm。可选的，所述第一侧墙的材料为氮化硅。可选的，所述第二侧墙的材料为氮化硅。可选的，所述第一轻掺杂注入采用的离子为B离子，注入能量范围为1KeV～5KeV，注入剂量范围为1E14atom/cm2～2E15atom/cm2，注入角度为0度～20度。可选的，所述第一源漏区中掺杂有P型离子。可选的，所述第一栅极结构包括横跨第一鳍部的第一栅介质层和位于第一栅介质层表面的第一栅电极层；所述第二栅极结构包括横跨第二鳍部的第二栅介质层和位于第二栅介质层表面的第二栅电极层。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术提供的鳍式场效应晶体管的形成方法，在具有P型区域和N型区域的鳍式场效应晶体管中，进行第一轻掺杂区注入之后，没有紧接着进行第二轻掺杂注入，而是在第一栅极结构两侧侧壁表面形成第一侧墙；在第一栅极结构两侧的第一鳍部表面形成第一源漏区，第一源漏区紧邻第一侧墙的侧壁；在第二栅极结构两侧侧壁表面形成第二侧墙，第二侧墙的厚度小于第一侧墙的厚度，第二侧墙覆盖部分第二鳍部；在第二栅极结构两侧的第二鳍部表面形成第二源漏区，第二源漏区紧邻第二侧墙的侧壁，第二源漏区中掺杂有第二离子，且使得第二离子扩散进入第二侧墙覆盖的第二鳍部中，形成第二轻掺杂区。由于所述第二侧墙的厚度较小，第二源漏区和第二栅极结构之间的距离较小，所以第二源漏区的第二离子能够扩散进入第二侧墙覆盖的第第二鳍部中，形成第二轻掺杂区。从而避免了采用离子注入的方式形成第二轻掺杂区，避免了第二轻掺杂区存在注入损伤，提高了鳍式场效应晶体管的性能。进一步的，在第二源漏区下部的第二鳍部中注入第三离子，形成第三源漏区，所述第三离子和第二离子相同，第三源漏区中的第三离子能够扩散进入第二轻掺杂区，尤其是第三离子能够扩散进入在第二鳍部底部区域的第二轻掺杂区，使得在第二轻掺杂区中分布的第二离子的浓度梯度减小，第二离子在第二轻掺杂区中分布更加均匀。附图说明图1至图3为本专利技术一实施例中鳍式场效应晶体管的结构示意图。图4至图30为本专利技术另一实施例中鳍式场效应晶体管的形成过程的结构示意图。具体实施方式现有技术形成的鳍式场效应晶体管的性能和可靠性较差。图1至图3为本专利技术一实施例中鳍式场效应晶体管的结构示意图。鳍式场效应晶体管的形成方法包括以下步骤：结合参考图1至图3，提供半导体衬底100，半导体衬底100具有P型区域(I区域)和N型区域(II区域)，P型区域的半导体衬底100表面具有第一鳍部120和横跨第一鳍部120的第一栅极结构130，第一栅极结构130覆盖部分第一鳍部120的顶部表面和侧壁；N型区域的半导体衬底100表面具有第二鳍部121和横跨第二鳍部121的第二栅极结构133，所述第二栅极结构133覆盖部分第二鳍部121的顶部表面和侧壁；对第一栅极结构130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，半导体衬底具有P型区域和N型区域，P型区域的半导体衬底表面具有第一鳍部和横跨第一鳍部的第一栅极结构，第一栅极结构覆盖部分第一鳍部的顶部表面和侧壁，N型区域的半导体衬底表面具有第二鳍部和横跨第二鳍部的第二栅极结构，第二栅极结构覆盖部分第二鳍部的顶部表面和侧壁；对第一栅极结构两侧的第一鳍部进行第一轻掺杂注入，形成第一轻掺杂区；第一轻掺杂注入之后，在第一栅极结构两侧侧壁表面形成第一侧墙，第一侧墙覆盖部分第一轻掺杂区；在第一栅极结构两侧的第一鳍部表面形成第一源漏区，第一源漏区紧邻第一侧墙的侧壁；在第二栅极结构两侧侧壁表面形成第二侧墙，第二侧墙的厚度小于第一侧墙的厚度，第二侧墙覆盖部分第二鳍部；在第二栅极结构两侧的第二鳍部表面形成第二源漏区，第二源漏区紧邻第二侧墙的侧壁，第二源漏区中掺杂有第二离子，且使得第二离子扩散进入第二侧墙覆盖的第二鳍部中，形成第二轻掺杂区。

【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，半导体衬底具有P型区域和N型区域，P型区域的半导体衬底表面具有第一鳍部和横跨第一鳍部的第一栅极结构，第一栅极结构覆盖部分第一鳍部的顶部表面和侧壁，N型区域的半导体衬底表面具有第二鳍部和横跨第二鳍部的第二栅极结构，第二栅极结构覆盖部分第二鳍部的顶部表面和侧壁；对第一栅极结构两侧的第一鳍部进行第一轻掺杂注入，形成第一轻掺杂区；第一轻掺杂注入之后，在第一栅极结构两侧侧壁表面形成第一侧墙，第一侧墙覆盖部分第一轻掺杂区；在第一栅极结构两侧的第一鳍部表面形成第一源漏区，第一源漏区紧邻第一侧墙的侧壁；在第二栅极结构两侧侧壁表面形成第二侧墙，第二侧墙的厚度小于第一侧墙的厚度，第二侧墙覆盖部分第二鳍部；在第二栅极结构两侧的第二鳍部表面形成第二源漏区，第二源漏区紧邻第二侧墙的侧壁，第二源漏区中掺杂有第二离子，且使得第二离子扩散进入第二侧墙覆盖的第二鳍部中，形成第二轻掺杂区。2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，采用第三离子注入在第二源漏区下部的第二鳍部中注入第三离子，形成第三源漏区，且使得第三离子扩散进入第二轻掺杂区；所述第三离子和第二离子相同。3.根据权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第三离子注入采用的离子为P离子，注入能量范围为1KeV～8KeV，注入剂量范围为2E14atom/cm2～2E15atom/cm2，注入角度为0度～10度。4.根据权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，第三离子注入采用的离子为As离子，注入能量范围为2KeV～10KeV，注入剂量范围为2E14atom/cm2～2E15atom/cm2，注入角度为0度～10度。5.根据权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述
\t第三源漏区在第二鳍部中的深度为30nm～60nm。6.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述第一侧墙的方法为：形成覆盖P型区域和N型区域的第一侧墙材料层；形成覆盖N型区域的第一阻挡层，所述第一阻挡层位于N型区域的第一侧墙材料层表面；以第一阻挡层为掩膜刻蚀P型区域的第一侧墙材料层，在P型区域的第一栅极结构两侧形成第一侧墙。7.根据权利要求6所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，形成第一源漏区的方法包括：以第一阻挡层为掩膜刻蚀去除第一栅极结构两侧的部分第一鳍部，使得第一鳍部的高度降...

【专利技术属性】
技术研发人员：周飞，
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