PTSL工艺方法、鳍式场效应晶体管的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种PTSL工艺方法，包括步骤：提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；进行第一次离子注入，第一离子注入为PTSL注入；进行第二次离子注入，第二次离子注入的剂量和能量小于第一次离子注入的剂量和能量。本发明专利技术的方法，使得PTSL注入后造成的沟道内部浓度不均匀的掺杂得到了优化，使得沟道的掺杂形貌变得均匀，从而提高器件的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体制造领域，尤其涉及一种PTSL工艺方法及鳍式场效应晶体管的制造方法。
技术介绍
随着半导体器件的高度集成，平面的MOSFET器件的短沟道效应愈发显著，恶化了器件的性能。目前，为了解决短沟道效应的问题，提出了鳍式场效应晶体管(Fin-FET)的立体器件结构，Fin-FET是具有鳍型沟道结构的晶体管，它利用薄鳍的几个表面作为沟道，从而可以防止传统晶体管中的短沟道效应，同时可以增大工作电流。在体硅衬底的Fin-FET器件制造工艺中，通过刻蚀体硅衬底来形成鳍(Fin)，在鳍之间形成隔离后，需要进行离子注入，从而，在沟道区的下方形成穿通停止层(PTSL，PunchThoughStopLayer)，以防止沟道的穿通，该PTSL掺杂为与源漏掺杂相反类型的掺杂，通常为垂直鳍上表面的无角度离子注入，在鳍中形成PTSL的同时，会在沟道内部形成浓度不均匀的掺杂，这使得沟道区与源漏区之间的结的形貌出现倾斜，对器件的工作状态产生影响，导致器件性能的恶化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种PTSL工艺方法及鳍式场效应晶体管的制造方法，改善沟道掺杂浓度的形貌。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种PTSL工艺方法，包括步骤：提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；进行第一次离子注入，第一次离子注入为PTSL注入；进行第二次离子注入，第二次离子注入的剂量和能量小于第一次离子注入的剂量和能量。可选的，第二次离子注入的角度不小于第一离子注入的角度。可选的，第一次离子注入的角度范围为0-45°，剂量范围为1E12至1E14cm-2，能量范围为10至150KEV。可选的，第二次离子注入的角度范围为0-45°，剂量范围为1E12至1E14cm-2，能量范围为500EV至50KEV。可选的，第一次离子注入的剂量范围为5E12至5E13cm-2，能量范围为30至80KEV，角度范围为0-7°。可选的，第二次离子注入的剂量范围为5E12至5E13cm-2，能量范围为1至10KEV。可选的，第二次离子注入的角度0-30°。此外，本专利技术还提供了一种鳍式场效应晶体管，采用上述任一方法进行PTSL工艺。本专利技术实施例的PTSL工艺方法及鳍式场效应晶体管的制造方法，在进行PTSL注入之后，进行第二次离子注入，第二次离子注入的剂量和能量小，掺杂较浅，在沟道中的掺杂浓度的分布与PTSL注入在沟道中的掺杂浓度进行了互补，使得PTSL注入后造成的沟道内部浓度不均匀的掺杂得到了优化，使得沟道的掺杂形貌变得均匀，从而提高器件的性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本专利技术的PTSL工艺方法的流程图；图2-图6为根据本专利技术实施例制造鳍式场效应晶体管的各个制造过程中的结构示意图；图7为不同的离子注入在鳍中的掺杂浓度的分布示意图；图8A和8B分别为常规的PTSL注入工艺、本专利技术实施例的PTSL注入工艺在鳍中的掺杂浓度的分布仿真示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。本专利技术提出了一种PTSL工艺方法，参考图1所示，包括：提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；进行第一次离子注入，第一离子注入为PTSL注入；进行第二次离子注入，第二次离子注入的剂量和能量小于第一次离子注入的剂量和能量。在本专利技术中，在进行PTSL注入之后，进行第二次离子注入，第二次离子注入的剂量和能量较小，在沟道区的掺杂较浅，第二次离子注入在沟道中的掺杂浓度的分布与PTSL注入在沟道中的掺杂浓度进行了互补，使得PTSL注入后造成的沟道内部浓度不均匀的掺杂得到了优化，使得沟道的掺杂形貌变得均匀，从而提高器件的性能。为了更好的理解本专利技术的技术方案和技术效果，以下将结合具体的流程示意图图1对具体的实施例进行详细的描述。首先，在步骤S01，提供衬底100，衬底100中形成有相互隔离的鳍102，参考图4所示。在本专利技术实施例中，所述半导体衬底100可以为Si衬底、Ge衬底等。在其他实施例中，还可以为包括其他元素半导体或化合物半导体的衬底，例如GaAs、InP或SiC等，还可以为叠层结构，例如Si/SiGe等。在本实施例中，所述半导体衬底100为体硅衬底。在一个具体的实施例中，可以通过如下步骤来提供鳍102及隔离110。首先，在体硅的衬底100上形成第一硬掩膜104，如氮化硅；而后，采用刻蚀技术，例如RIE(反应离子刻蚀)的方法，刻蚀衬底100来形成鳍102，从而形成了衬底100上的鳍102，如图2所示。接着，进行隔离材料106的填充，隔离材料例如可以为二氧化硅，如图3所示；并进行平坦化，直至暴露出鳍102的上表面，而后，可以使用湿法腐蚀，例如用氢氟酸腐蚀去除一定厚度的二氧化硅的隔离材料，保留部分的隔离材料在鳍102之间，从而形成了隔离110，如图4所示。而后，在步骤S02，进行第一次离子注入，第一次离子注入为PTSL注入，参考图5所示。该第一次离子注入为传统的PTSL离子注入，通常地，PTSL离子注入的角度范围为0-45°，剂量范围为1E12至1E14cm-2，能量范围为10至150KEV。优选的实施例中，PTSL离子注入的角度范围为0-7°，剂量范围为5E12至5E13cm-2，能量范围为30至80KEV。通常地，PTSL离子注入采用与源漏注入相反类型的离子，对于N型器件，注入P型杂质，例如B等；对于P型器件，注入N型杂质，例如为As或P等。如图5所示，在本实施例中，PTSL离子注入的角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PTSL工艺方法，其特征在于，包括步骤：提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；进行第一次离子注入，第一次离子注入为PTSL注入；进行第二次离子注入，第二次离子注入的剂量和能量小于第一次离子注入的剂量和能量。

【技术特征摘要】
1.一种PTSL工艺方法，其特征在于，包括步骤：
提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；
进行第一次离子注入，第一次离子注入为PTSL注入；
进行第二次离子注入，第二次离子注入的剂量和能量小于第一次离子
注入的剂量和能量。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，第二次离子注入的
角度不小于第一离子注入的角度。
3.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，第一次离子注入的
角度范围为0-45°，剂量范围为1E12至1E14cm-2，能量范围为10至
150KEV。
4.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，第二次离子注入的
角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦长亮，殷华湘，李俊峰，赵超，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11