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：提供包括第一区域和第二区域的衬底，衬底表面具有鳍部和第一隔离层，第一隔离层表面低于鳍部的顶部表面；在第一隔离层表面形成第一掺杂层，第一掺杂层表面低于鳍部的顶部表面；在第一掺杂层表面以及鳍部的侧壁和顶部表面形成第一阻挡层；去除位于第二区域第一掺杂层表面的部分第一阻挡层以及第二区域的第一掺杂层，暴露出第二区域的部分鳍部侧壁；之后在第二区域暴露出的鳍部侧壁表面形成第二掺杂层；进行退火工艺；之后去除第一掺杂层、第一阻挡层和第二掺杂层；之后在第一隔离层表面形成第二隔离层，第二隔离层表面低于鳍部的顶部表面。形成的鳍式场效应晶体管性能改善。

【技术实现步骤摘要】
鳍式场效应晶体管的形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。
技术介绍
随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高的集成度的方向发展。晶体管作为最基本的半导体器件目前正被广泛应用，因此随着半导体器件的元件密度和集成度的提高，平面晶体管的栅极尺寸也越来越短，传统的平面晶体管对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应，产生漏电流，最终影响半导体器件的电学性能。为了克服晶体管的短沟道效应，抑制漏电流，现有技术提出了鳍式场效应晶体管(FinFET)，鳍式场效应晶体管是一种常见的多栅器件。鳍式场效应晶体管的结构包括：位于半导体衬底表面的鳍部和介质层，所述介质层覆盖部分所述鳍部的侧壁，且介质层表面低于鳍部顶部；位于介质层表面、以及鳍部的顶部和侧壁表面的栅极结构；位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区。然而，随着半导体器件的尺寸不断缩小，鳍式场效应晶体管的制造工艺受到了挑战，难以保证鳍式场效应晶体管的性能稳定。
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，所形成的鳍式场效应晶体管性能改善。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：提供衬底，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述衬底的第一区域和第二区域表面分别具有鳍部，所述衬底表面具有第一隔离层，所述第一隔离层覆盖部分鳍部的侧壁，且所述第一隔离层表面低于所述鳍部的顶部表面；在所述第一隔离层表面形成第一掺杂层，所述第一掺杂层覆盖部分鳍部的侧壁，且所述第一掺杂层表面低于所述鳍部的顶部表面，所述第一掺杂层内具有第一类型离子；在所述第一掺杂层表面以及鳍部的侧壁和顶部表面形成第一阻挡层；去除位于第二区域第一掺杂层表面的部分第一阻挡层以及第二区域的第一掺杂层，保留位于第二区域鳍部侧壁表面的部分第一阻挡层，并暴露出第二区域的部分鳍部侧壁；在去除第二区域的部分第一阻挡层和第一掺杂层之后，在第二区域暴露出的鳍部侧壁表面形成第二掺杂层，所述第二掺杂层内具有第二类型离子；进行退火工艺，驱动第一掺杂层内的第一类型离子扩散入第一区域的鳍部内，驱动第二掺杂层内的第二类型离子扩散入第二区域的鳍部内；在所述退火工艺之后，去除第一掺杂层、第一阻挡层和第二掺杂层；在去除第一掺杂层、第一阻挡层和第二掺杂层之后，在所述第一隔离层表面形成第二隔离层，所述第二隔离层覆盖部分鳍部的侧壁，且所述第二隔离层表面低于所述鳍部的顶部表面。可选的，所述第一掺杂层的形成步骤包括：在所述第一隔离层表面以及鳍部的侧壁和顶部表面形成第一掺杂膜；平坦化所述第一掺杂膜；在平坦化之后，回刻蚀所述第一掺杂膜直至暴露出鳍部的侧壁和顶部表面为止。可选的，去除位于第二区域第一掺杂层表面的部分第一阻挡层以及第二区域的第一掺杂层的步骤包括：在第一区域的第一阻挡层表面形成图形化层；以所述图形化层为掩膜，采用各向异性的干法刻蚀工艺刻蚀所述第一阻挡层，直至暴露出第二区域的第一掺杂层表面为止；在刻蚀所述第一阻挡层之后，采用各向同性的刻蚀工艺刻蚀所述第一掺杂层，直至暴露出第二区域的第一隔离层表面和第二区域的部分鳍部侧壁表面为止。可选的，所述第二掺杂层的形成步骤包括：在所述第一阻挡层表面、第一掺杂层的侧壁表面、第二区域的第一隔离层表面、第二区域暴露出的鳍部侧壁和顶部表面形成第二掺杂膜；回刻蚀所述第二掺杂膜直至暴露出第二区域的第一隔离层表面为止。可选的，所述第一隔离层的形成步骤包括：在所述衬底表面以及鳍部的侧壁和顶部表面形成第一隔离膜；平坦化所述第一隔离膜；在平坦化之后，回刻蚀所述第一隔离膜直至暴露出鳍部的侧壁和顶部表面为止。可选的，所述第一隔离膜的形成工艺为流体化学气相沉积工艺。可选的，还包括：在形成所述第一隔离层之前，在所述衬底表面以及鳍部的侧壁和顶部表面形成界面层；所述第一隔离层形成于所述界面层表面；在去除第二区域的第一掺杂层之后，去除鳍部侧壁表面暴露出的界面层。可选的，所述界面层的材料为氧化硅。可选的，还包括：所述第二掺杂层表面形成第二阻挡层。可选的，所述第二隔离层的形成步骤包括：在所述第一隔离层表面以及鳍部的侧壁和顶部表面形成第二隔离膜；平坦化所述第二隔离膜；在平坦化之后，回刻蚀所述第二隔离膜直至暴露出鳍部的侧壁和顶部表面为止。可选的，所述第二隔离膜的形成工艺为高密度等离子体化学气相沉积工艺。可选的，所述鳍部的顶部表面还具有掩膜层。可选的，在去除所述第一掺杂层、第一阻挡层和第二掺杂层之后，去除所述掩膜层。可选的，所述第一类型离子为P型离子；所述第二类型离子为N型离子。可选的，所述第一掺杂层的材料为硼硅玻璃；所述第二掺杂层的材料为磷硅玻璃。可选的，所述第一类型离子为N型离子；所述第二类型离子为P型离子。可选的，所述第一掺杂层的材料为磷硅玻璃；所述第二掺杂层的材料为硼硅玻璃。可选的，所述退火工艺为快速热退火；所述退火工艺的温度为1000℃～1100℃，退火时间为1秒～5秒。可选的，所述第一区域的衬底内具有第一阱区，所述第一阱区内具有第一类型离子；所述第二区域的衬底内具有第二阱区，所述第二阱区内具有第二类型离子。可选的，还包括：在去除第一掺杂层、第一阻挡层和第二掺杂层之后，形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述鳍部的部分侧壁和顶部表面；在所述栅极结构两侧的鳍部内形成源区和漏区。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的形成方法中，形成于第一隔离层表面的第一掺杂层覆盖部分鳍部的侧壁，所述第一掺杂层不仅能够用于对第一区域的部分鳍部侧壁进行掺杂并形成防穿通区，所述第一掺杂层还能够在第二区域作为牺牲层；在去除第二区域的第一掺杂层之后，能够暴露出第二区域高于第一隔离层的部分鳍部侧壁，使得所形成的第二掺杂层能够位于第二区域暴露出的鳍部侧壁表面。经过退火工艺，第一掺杂层内的第一类型离子能够向相接触的鳍部内扩散，第二掺杂层内的第二类型离子能够向相接触的鳍部内扩散，从而能够分别在第一区域和第二区域的鳍部内形成掺杂离子不同的防穿通区。首先，由于在形成第一掺杂层之前，在衬底表面形成第一隔离层，在退火工艺中，第一掺杂层内的第一类型离子、以及第二掺杂层内的第二类型离子不会向衬底内扩散，有利于使位于第一区域衬底内的阱区和第二区域衬底内的阱区之间界线更为分明，避免了因第一类型离子或第二类型离子的扩散而造成第一区域和第二区域衬底内阱区之间发生穿通的问题。其次，由于直接以所述第一掺杂层作为第二区域的牺牲层，而且，仅需进行一次图形化工艺以去除第二区域的第一掺杂层，能够减少图形化工艺的次数，有利于减少工艺步骤、节省成本。再次，在形成第二隔离层之前，即通过退火在第一区域和第二区域的鳍部内分别形成防穿通区，并去除所述第一掺杂层、第一阻挡层和第二掺杂层，能够扩大相邻鳍部之间的距离，使相邻鳍部之间沟槽深宽比减小，所述第二隔离层的材料更易填充于所述沟槽内，有利于形成致密均匀的第二隔离层。因此，所形成的鳍式场效应晶体管的性能改善。附图说明图1至图4是一种半导体结构的形成过程的剖面结构示意图；图5至图13是本专利技术实施例的鳍式场效应晶体管的形成过程的剖面结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
所述，随着半导体器件的尺寸不断缩小，鳍式场效应晶体管的制造工艺受到了挑本文档来自技高网...

【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：提供衬底，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述衬底的第一区域和第二区域表面分别具有鳍部，所述衬底表面具有第一隔离层，所述第一隔离层覆盖部分鳍部的侧壁，且所述第一隔离层表面低于所述鳍部的顶部表面；在所述第一隔离层表面形成第一掺杂层，所述第一掺杂层覆盖部分鳍部的侧壁，且所述第一掺杂层表面低于所述鳍部的顶部表面，所述第一掺杂层内具有第一类型离子；在所述第一掺杂层表面以及鳍部的侧壁和顶部表面形成第一阻挡层；去除位于第二区域第一掺杂层表面的部分第一阻挡层以及第二区域的第一掺杂层，保留位于第二区域鳍部侧壁表面的部分第一阻挡层，并暴露出第二区域的部分鳍部侧壁；在去除第二区域的部分第一阻挡层和第一掺杂层之后，在第二区域暴露出的鳍部侧壁表面形成第二掺杂层，所述第二掺杂层内具有第二类型离子；进行退火工艺，驱动第一掺杂层内的第一类型离子扩散入第一区域的鳍部内，驱动第二掺杂层内的第二类型离子扩散入第二区域的鳍部内；在所述退火工艺之后，去除第一掺杂层、第一阻挡层和第二掺杂层；在去除第一掺杂层、第一阻挡层和第二掺杂层之后，在所述第一隔离层表面形成第二隔离层，所述第二隔离层覆盖部分鳍部的侧壁，且所述第二隔离层表面低于所述鳍部的顶部表面。...

【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：提供衬底，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述衬底的第一区域和第二区域表面分别具有鳍部，所述衬底表面具有第一隔离层，所述第一隔离层覆盖部分鳍部的侧壁，且所述第一隔离层表面低于所述鳍部的顶部表面；在所述第一隔离层表面形成第一掺杂层，所述第一掺杂层覆盖部分鳍部的侧壁，且所述第一掺杂层表面低于所述鳍部的顶部表面，所述第一掺杂层内具有第一类型离子；在所述第一掺杂层表面以及鳍部的侧壁和顶部表面形成第一阻挡层；去除位于第二区域第一掺杂层表面的部分第一阻挡层以及第二区域的第一掺杂层，保留位于第二区域鳍部侧壁表面的部分第一阻挡层，并暴露出第二区域的部分鳍部侧壁；在去除第二区域的部分第一阻挡层和第一掺杂层之后，在第二区域暴露出的鳍部侧壁表面形成第二掺杂层，所述第二掺杂层内具有第二类型离子；进行退火工艺，驱动第一掺杂层内的第一类型离子扩散入第一区域的鳍部内，驱动第二掺杂层内的第二类型离子扩散入第二区域的鳍部内；在所述退火工艺之后，去除第一掺杂层、第一阻挡层和第二掺杂层；在去除第一掺杂层、第一阻挡层和第二掺杂层之后，在所述第一隔离层表面形成第二隔离层，所述第二隔离层覆盖部分鳍部的侧壁，且所述第二隔离层表面低于所述鳍部的顶部表面。2.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一掺杂层的形成步骤包括：在所述第一隔离层表面以及鳍部的侧壁和顶部表面形成第一掺杂膜；平坦化所述第一掺杂膜；在平坦化之后，回刻蚀所述第一掺杂膜直至暴露出鳍部的侧壁和顶部表面为止。3.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，去除位于第二区域第一掺杂层表面的部分第一阻挡层以及第二区域的第一掺杂层的步骤包括：在第一区域的第一阻挡层表面形成图形化层；以所述图形化层为掩膜，采用各向异性的干法刻蚀工艺刻蚀所述第一阻挡层，直至暴露出第二区域的第一掺杂层表面为止；在刻蚀所述第一阻挡层之后，采用各向同性的刻蚀工艺刻蚀所述第一掺杂层，直至暴露出第二区域的第一隔离层表面和第二区域的部分鳍部侧壁表面为止。4.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二掺杂层的形成步骤包括：在所述第一阻挡层表面、第一掺杂层的侧壁表面、第二区域的第一隔离层表面、第二区域暴露出的鳍部侧壁和顶部表面形成第二掺杂膜；回刻蚀所述第二掺杂膜直至暴露出第二区域的第一隔离层表面为止。5.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一隔离层的形成步骤包括：在所述衬底表面以及鳍部的侧壁和顶部表面形成第一隔离膜；平坦化所述第一隔离膜；在平坦化之后，回刻蚀所述第一隔离膜直至暴露出鳍部的侧...

【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，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31