半导体结构的形成方法技术

一种半导体结构的形成方法，包括：形成基底，基底包括核心区和外围区，基底的核心区和外围区表面均包括鳍部以及位于鳍部之间的隔离结构，隔离结构的顶部表面低于鳍部的顶部表面；形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙；向核心区和外围区的隔离结构内注入防穿通离子，防穿通离子扩散进入鳍部，在鳍部内形成防穿通层；进行退火工艺处理，以激活防穿通层。本发明专利技术通过在外围区鳍部侧壁形成侧墙，使外围区防穿通离子注入位置远离外围区鳍部，从而降低经扩散进入外围区鳍部底部的防扩散离子的浓度，降低外围区鳍部的防穿通层掺杂浓度，以提高所形成晶体管的性能，改善所形成半导体结构的性能和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的形成方法
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体结构的形成方法。
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：位于半导体基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半导体结构的形成方法，以改善半导体结构构成的半导体器件的可靠性和性能。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：形成基底，所述基底包括核心区和外围区，所述基底的核心区和外围区表面均包括鳍部以及位于鳍部之间的隔离结构，所述隔离结构的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙；向所述核心区和外围区的隔离结构内注入防穿通离子，所述防穿通离子扩散进入鳍部，在鳍部内形成防穿通层；进行退火工艺处理，以激活所述防穿通层。可选的，形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙的步骤中，所述侧墙的厚度在到范围内。可选的，形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙的步骤中，所述侧墙的材料包括氮化硅。可选的，形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙的步骤包括：形成覆盖所述鳍部表面以及所述隔离结构表面的侧墙材料层；去除所述鳍部顶部表面以及隔离结构表面的侧墙材料层；去除位于核心区鳍部侧壁的侧墙，以形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙。可选的，形成覆盖所述鳍部表面以及所述隔离结构表面的侧墙材料层的步骤中，所述侧墙材料层的厚度在到范围内。可选的，去除所述鳍部顶部表面以及隔离结构表面的侧墙材料层的步骤包括：采用干法刻蚀方式去除所述鳍部顶部表面以及隔离结构表面的侧墙材料层。可选的，去除所述鳍部顶部表面以及隔离结构表面的侧墙材料层的步骤之后，去除位于核心区鳍部侧壁的侧墙的步骤之前，所述形成方法还包括：形成填充外围区鳍部之间并覆盖外围区鳍部顶部和侧壁的掩膜层。可选的，去除位于核心区鳍部侧壁的侧墙的步骤之后，向所述核心区和外围区的隔离结构内注入防穿通离子的步骤之前，所述形成方法还包括：去除所述掩膜层。可选的，去除位于核心区鳍部侧壁的侧墙的步骤包括：采用湿法刻蚀的方式去除位于核心区鳍部侧壁的侧墙。可选的，所述形成基底的步骤包括：提供半导体衬底；刻蚀所述半导体衬底以形成基底和位于基底表面的鳍部；在相邻鳍部之间形成隔离结构，所述隔离结构的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面。可选的，在相邻鳍部之间形成隔离结构的步骤包括：形成隔离材料层，所述隔离材料层填充于相邻鳍部之间，且所述隔离材料层的顶部表面高于所述鳍部的顶部表面；去除所述隔离材料层顶部的部分厚度，露出所述鳍部的部分侧壁，以形成隔离结构。可选的，形成隔离材料层的步骤包括：采用流体化学气相沉积工艺形成所述隔离材料层。可选的，形成基底的步骤中，所述隔离结构的材料包括氧化硅。可选的，向所述核心区和外围区的隔离结构内注入防穿通离子的步骤包括：采用侧向扩散注入的方式向所述核心区和外围区的隔离结构内注入防穿通离子。可选的，进行退火工艺处理的步骤包括：采用快速退火的方式进行退火工艺处理。可选的，进行退火工艺处理的步骤包括：所述退火温度在950℃到1200℃范围内，退火时间为5秒到20秒范围内。可选的，在激活所述防穿通层的步骤之后，所述形成方法还包括：去除外围区鳍部侧壁的侧墙。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术通过在外围区鳍部侧壁形成侧墙之后，进行防穿通离子的注入。由于外围区鳍部侧壁形成有侧墙，因此在进行防穿通离子注入时，外围区防穿通离子注入位置与鳍部之间的距离大于在核心区防穿通离子注入位置与鳍部之间的距离，从而使扩散进入外围区鳍部底部的防扩散离子浓度低于扩散进入核心区鳍部底部的防穿通离子浓度，使所形成的外围区防穿通层内离子的掺杂浓度低于核心区防穿通层内离子的掺杂浓度，降低了由于防穿通层离子掺杂浓度过高而造成结漏电流过高现象出现的可能，提高了所形成晶体管的性能，改善了所形成半导体结构的性能和稳定性。附图说明图1至图9是本专利技术所提供半导体结构形成方法一实施例各个步骤的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，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。现结合现有技术半导体结构的形成过程分析其稳定性问题的原因：经过研究发现，随着用于形成鳍式场效应晶体管的鳍部尺寸不断缩小，形成于鳍部内的源区和漏区底部容易发生底部穿通(punchthrough)现象，即所述源区和漏区的底部之间发生穿通，在所述源区和漏区的底部产生漏电流。为了克服所述底部穿通现象，一种方法是在鳍部内进行防穿通注入，在所述源区和漏区底部之间的区域内注入反型离子，以隔离源区和漏区底部。但是在鳍部内进行防穿通注入，注入工艺的随机掺杂涨落(RandomDopingFluctuation,RDF)会引起鳍式场效应晶体管沟道区域出现晶格失配的问题。而且由于注入的是反型离子，因此反型离子的向上扩散还会引起所形成鳍式场效应晶体管沟道区性能的变化。因此在进行防穿通注入时，需严格控制注入的能量和剂量等工艺参数。现有技术中，外围的输入输出器件(I/ODevice)具有更高的阈值电压、耐压能力更强、驱动能力更强，因此输入输出器件的尺寸往往大于核心器件(CoreDevice)。也就是说，核心器件的尺寸更小，短沟道效应更明显。所以核心器件防穿通注入的剂量更大。但是对于输入输出器件而言，核心器件所采用防穿通注入剂量过大。防穿通注入剂量的增大会使器件的结漏电流(junctionleakage)随之增大。因此过大的防穿通注入剂量会使输入输出器件的结漏电流过大，从而影响所形成输入输出器件的性能，影响所形成半导体结构的性能和稳定性。为解决所述技术问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：形成基底，所述基底包括核心区和外围区，所述基底的核心区和外围区表面均包括鳍部以及位于鳍部之间的隔离结构，所述隔离结构的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙；向所述核心区和外围区的隔离结构内注入防穿通离子，所述防穿通离子扩散进入鳍部，在鳍部内形成防穿通层；进行退火工艺处理，以激活所述防穿通层。本专利技术通过在外围区鳍部侧壁形成侧墙之后，进行防穿通离子的注入。由于外围区鳍部侧壁形成有侧墙，因此在进行防穿通离子注入时，外围区防穿通离子注入位置与鳍部之间的距离大于在核心区防穿通离子注入位置与鳍部之间的距离，从而使扩散进入外围区鳍部底部的防扩散离子浓度低于扩散进入核心区鳍部底部的防穿通离子浓度，使所形成的外围区防穿通层内离子的掺杂浓度低于核心区防穿通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：形成基底，所述基底包括核心区和外围区，所述基底的核心区和外围区表面均包括鳍部以及位于鳍部之间的隔离结构，所述隔离结构的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙；向所述核心区和外围区的隔离结构内注入防穿通离子，所述防穿通离子扩散进入鳍部，在鳍部内形成防穿通层；进行退火工艺处理，以激活所述防穿通层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：形成基底，所述基底包括核心区和外围区，所述基底的核心区和外围区表面均包括鳍部以及位于鳍部之间的隔离结构，所述隔离结构的顶部表面低于所述鳍部的顶部表面；形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙；向所述核心区和外围区的隔离结构内注入防穿通离子，所述防穿通离子扩散进入鳍部，在鳍部内形成防穿通层；进行退火工艺处理，以激活所述防穿通层。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙的步骤中，所述侧墙的厚度在到范围内。3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙的步骤中，所述侧墙的材料包括氮化硅。4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙的步骤包括：形成覆盖所述鳍部表面以及所述隔离结构表面的侧墙材料层；去除所述鳍部顶部表面以及隔离结构表面的侧墙材料层；去除位于核心区鳍部侧壁的侧墙，以形成覆盖外围区鳍部侧壁的侧墙。5.如权利要求4所述的形成方法，其特征在于，形成覆盖所述鳍部表面以及所述隔离结构表面的侧墙材料层的步骤中，所述侧墙材料层的厚度在到范围内。6.如权利要求4所述的形成方法，其特征在于，去除所述鳍部顶部表面以及隔离结构表面的侧墙材料层的步骤包括：采用干法刻蚀方式去除所述鳍部顶部表面以及隔离结构表面的侧墙材料层。7.如权利要求4所述的形成方法，其特征在于，去除所述鳍部顶部表面以及隔离结构表面的侧墙材料层的步骤之后，去除位于核心区鳍部侧壁的侧墙的步骤之前，所述形成方法还包括：形成填充外围区鳍部之间并覆盖外围区鳍部顶部和侧壁的掩膜层。8.如权利要求7所述的形成方法，其特征在于，去除位于核心区鳍部侧壁的侧墙的步骤之后，向所述核...

【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，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