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：提供具有P型区域和N型区域的半导体衬底，P型区域的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型区域的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；对第一鳍部进行第一轻掺杂注入，形成第一轻掺杂区；对第二鳍部进行第二轻掺杂注入，形成第二轻掺杂区；在第一栅极结构两侧表面形成第一侧墙；在第一鳍部表面形成紧邻第一侧墙侧壁的第一源漏区；形成第一源漏区后，在第二栅极结构两侧表面形成第二侧墙，第二侧墙比第一侧墙薄；在第二鳍部表面形成紧邻第二侧墙侧壁的第二源漏区；对第二轻掺杂区进行修复处理。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表面形成侧墙；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，提高鳍式场效应晶体管的性能。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，所述半导体衬底具有P型区域和N型区域，所述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，所述第一栅极结构覆盖部分第一鳍部的顶部表面和侧壁，所述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，所述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；对第二栅极结构两侧的第二鳍部进行第二轻掺杂注入，形成第二轻掺杂区；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；形成第一源漏区后，在第二栅极结构两侧侧壁表面形成第二侧墙，第二侧墙覆盖部分第二轻掺杂区，第二侧墙的厚度小于第一侧墙的厚度；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；对第二轻掺杂区进行修复处理。可选的，形成所述第一侧墙的方法包括：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，第一侧墙材料层的材料为氮化硅；第一阻挡层的材料为光刻胶。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，去除N型区域的第一侧墙材料层的方法为：形成覆盖P型区域的第二阻挡层；以第二阻挡层为掩膜，采用干法刻蚀去除第一侧墙材料层。可选的，采用干法刻蚀去除第一侧墙材料层的具体工艺参数为：采用的气体包括CH3F和O2，CH3F的流量为50sccm～400sccm，O2的流量为5sccm～50sccm，射频源功率为100瓦～600瓦，偏置电压100V～600V，刻蚀腔室压强为40mtorr～200mtorr。可选的，第二阻挡层的材料为光刻胶。可选的，还包括：去除第一侧墙材料层后，去除第二阻挡层。可选的，采用各向异性干法刻蚀工艺刻蚀N型区域的第二侧墙材料层，形成第二侧墙，具体的工艺参数为：采用的气体包括CH3F和O2，CH3F的流量为50sccm～400sccm，O2的流量为5sccm～50sccm，射频源功率为100瓦～600瓦，偏置电压100V～600V，刻蚀腔室压强为40mtorr～200mtorr。可选的，所述第二侧墙材料层的材料为氮化硅；所述第三阻挡层的材料为光刻胶。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，所述第一侧墙的厚度为20nm～35nm。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；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BF2，注入能量范围为2KeV～8KeV，注入剂量范围为5E13atom/cm2～5E15atom/cm2，注入角度为0度～20度。可选的，所述第二轻掺杂注入采用的离子为As，注入能量范围为2KeV～10KeV，注入剂量范围为5E13atom/cm2～5E15atom/cm2，注入角度为0度～20度。可选的，所述修复处理为尖峰退火处理，退火温度为950摄氏度～1050摄氏度，采用的气体为N2。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中，所述第二侧墙的厚度小于第一侧墙的厚度，由于将第二侧墙的厚度减小，使得第二侧墙覆盖的第二轻掺杂区的宽度减小，所述宽度指的是沿着第二鳍部延伸方向的尺寸，使得第二源漏区和第二栅极结构之间的距离减小，第二侧墙覆盖的第二轻掺杂区修复需要的晶格完整区面积的相对值增加，第二轻掺杂区周围的晶格完整区可以更好的修复第二侧墙覆盖的第二轻掺杂区的注入损伤，使得第二轻掺杂区的电阻降低；同时，由于第二侧墙覆盖的第二轻掺杂区的宽度减小，宽度减小引起第二轻掺杂区的电阻降低。进一步的，在形成第二侧墙材料层之前去除了N型区域的第一侧墙材料层，然后刻蚀N型区域的第二侧墙材料层，在第二栅极结构两侧侧壁表面形成厚度较小的第二侧墙，第二侧墙的厚度小于第一侧墙的厚度。去除N型区域的第一侧墙材料层后，使得在形成第二侧墙的过程中不需要对第一侧墙材料层进行刻蚀，只需要对第二侧墙材料层进行刻蚀，降低了刻蚀程度，避免了对第二鳍部造成刻蚀损伤，避免在刻蚀的过程中暴露出第二栅极结构的侧壁表面。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28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随着特征尺寸进一步缩小时，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，所述半导体衬底具有P型区域和N型区域，所述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，所述第一栅极结构覆盖部分第一鳍部的顶部表面和侧壁，所述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，所述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；对第二栅极结构两侧的第二鳍部进行第二轻掺杂注入，形成第二轻掺杂区；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；形成第一源漏区后，在第二栅极结构两侧侧壁表面形成第二侧墙，第二侧墙覆盖部分第二轻掺杂区，第二侧墙的厚度小于第一侧墙的厚度；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；对第二轻掺杂区进行修复处理。

【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，所述半导体衬底具有P型区域和N型区域，所述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，所述第一栅极结构覆盖部分第一鳍部的顶部表面和侧壁，所述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，所述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；对第二栅极结构两侧的第二鳍部进行第二轻掺杂注入，形成第二轻掺杂区；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；形成第一源漏区后，在第二栅极结构两侧侧壁表面形成第二侧墙，第二侧墙覆盖部分第二轻掺杂区，第二侧墙的厚度小于第一侧墙的厚度；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；对第二轻掺杂区进行修复处理。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，形成所述第一侧墙的方法包括：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。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，第一侧墙材料层的材料为氮化硅；第一阻挡层的材料为光刻胶。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，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
\t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。5.根据权利要求4所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，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。6.根据权利要求4所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，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。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，去除N型区域的第一侧墙材料层的方法为：形成覆盖P型区域的第二阻挡层；以第二阻挡层为掩膜，采用干法刻蚀去除第一侧墙材料层。8.根据权利要求7所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，采用干法刻蚀去除第一侧墙材料层的具体...

【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