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：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有两个以上分立且平行排列的鳍部；在所述半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层表面低于鳍部的顶部表面且覆盖鳍部的部分侧壁；在所述隔离层表面形成横跨一个或多个鳍部的伪栅结构，所述伪栅结构覆盖所述鳍部侧壁和顶部；对所述鳍部进行口袋离子注入，所述口袋离子注入方向垂直于鳍部的长度方向；在伪栅结构侧壁形成侧墙，然后对伪栅结构和侧墙两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入。所述方法可以改善口袋离子注入过程中的阴影效应。

Method of forming fin field effect transistors

A method includes forming a fin field effect transistor: providing a semiconductor substrate, the semiconductor substrate is formed on the surface of more than two separate and parallel fin; isolation layer is formed on the semiconductor substrate, the isolation layer below the surface part at the top of the side wall surface of the fin and the fin cover in the isolated form; pseudo gate structure across one or more of the fin surface layer, the dummy gate structure covering the fin side wall and the top of the fin; Department of pocket ion implantation, the ion implantation pocket length direction perpendicular to the direction of the fin; in pseudo grid the structure is formed on a side wall of the side walls, then both sides of the dummy gate structure and lateral wall of the fin lightly doped ion implantation. The method can improve the shadow effect in the process of pocket ion implantation.

【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
，特别涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。
技术介绍
随着半导体工艺技术的不断发展，工艺节点逐渐减小，后栅(gate-last)工艺得到了广泛应用，以获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸进一步下降时，即使采用后栅工艺，常规的MOS场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，多栅器件作为常规器件的替代得到了广泛的关注。鳍式场效应晶体管是一种常见的多栅器件，如图1所示，为现有的鳍式场效应晶体管的结构示意图。所述鳍式场效应晶体管包括半导体衬底10；位于衬底10上的若干鳍部20；位于半导体衬底10表面的隔离层30，所述隔离层30的表面低于鳍部20的顶部表面，并且覆盖鳍部20的部分侧壁；位于隔离层30表面且横跨所述鳍部20的栅极结构，所述栅极结构包括栅介质层41和位于所述栅介质层41表面的栅极42。所述栅极结构两侧的鳍部20内还形成有源极和漏极。为了提高鳍式场效应晶体管的沟道区面积，所述鳍式场效应晶体管的栅极结构通常横跨多个鳍部20。现有技术在形成所述鳍式场效应晶体管的过程中，通长会在栅极结构下方的沟道区域与源极、漏极区域之间进行口袋离子注入，所述口袋离子注入的掺杂离子类型与待形成的鳍式场效应晶体管的类型相反，可以提高形成的鳍式场效应晶体管的源极和漏极之间的穿通电压，从而抑制鳍式场效应晶体管的源漏穿通效应，提高鳍式场效应晶体管的性能。但是，现有技术中，对鳍式场效应晶体管进行的口袋离子注入的效果较差，口袋注入的掺杂离子很难进入靠近源极区域、漏极区域中靠近沟道区域的部分，从而对鳍式场效应晶体管的性能改善有限，需要进一步改善所述口袋离子注入的工艺，以进一步提高鳍式场效应晶体管的性能。
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，提高形成的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，所述半导体衬底表面形成有两个以上分立且平行排列的鳍部；在所述半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层表面低于鳍部的顶部表面且覆盖鳍部的部分侧壁；在所述隔离层表面形成横跨一个或多个鳍部的伪栅结构，所述伪栅结构覆盖所述鳍部侧壁和顶部；对所述鳍部进行口袋离子注入，所述口袋离子注入方向垂直于鳍部的长度方向；在伪栅结构侧壁形成侧墙，然后对伪栅结构和侧墙两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入。可选的，所述口袋离子注入方向与半导体衬底的法线之间的夹角为0°～20°。可选的，所述口袋离子注入分成两次，分别对鳍部的两侧进行。可选的，所述口袋离子注入的离子类型与待形成的鳍式场效应晶体管的类型相反。可选的，所述口袋离子注入在鳍部内形成口袋掺杂区，所述口袋掺杂区位于鳍部的沿宽度方向的中间位置。可选的，还包括：在形成侧墙之后，对鳍部进行补充口袋离子注入。可选的，所述补充口袋离子注入在轻掺杂离子注入之前进行。可选的，所述补充口袋离子注入在轻掺杂离子注入之后进行。可选的，所述补充口袋离子注入的方向在衬底表面的投影与鳍部的长度方向之间的夹角小于90°。可选的，所述伪栅结构顶部具有硬掩膜层。可选的，所述侧墙的形成方法包括：形成覆盖隔离层、鳍部、硬掩膜层的侧墙材料层。可选的，还包括：刻蚀所述侧墙材料层，形成位于伪栅结构侧壁表面的侧墙。可选的，所述侧墙的材料为氧化硅或氮化硅。可选的，还包括：刻蚀伪栅结构两侧的鳍部，形成凹槽，在所述凹槽内外延形成应力层，作为源极和漏极。可选的，所述应力层的材料为SiGe、SiC或SiP。可选的，采用原位掺杂工艺，在外延形成应力层的过程中，对所述应力层进行N型或P型离子掺杂。可选的，所述口袋离子注入的离子能量为0KeV～60KeV，剂量为1E13atom/cm2～1E14atom/cm2。可选的，还包括去除所述伪栅结构，形成横跨鳍部的栅极结构。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的技术方案，在形成横跨鳍部的伪栅结构之后，进行口袋离子注入，然后再形成侧墙。所述口袋离子注入的所述口袋离子注入的方向与伪栅结构平行，垂直与鳍部，从而可以避免鳍部长度方向上对注入离子的阻挡作用，改善离子注入的阴影效应。而且，由于伪栅结构侧壁没有形成侧墙结构，平行于伪栅结构进行口袋离子注入，可以使形成的口袋掺杂区与伪栅结构之间的距离很小，通过扩散即可以使的伪栅结构下方具有口袋掺杂区，与现有技术相比，可以减小所述口袋离子注入的剂量，从而降低形成的鳍式场效应晶体管的电阻。进一步，可以通过调整所述口袋离子注入的离子能量，控制注入离子的深度，从而使得口袋掺杂区位于鳍部的沿宽度方向的中间位置，从而能起到最佳的防穿通效果。进一步，在形成侧墙之后，还可以进行补充口袋离子注入。由于所述轻掺杂离子注入的离子类型与口袋掺杂区内的掺杂离子类型相反，在扩散作用下，会导致口袋掺杂区内的带电离子浓度下降，从而进行补充口袋离子注入可以弥补带电离子浓度的下降，加强所述口袋掺杂区的防源漏穿通效果。附图说明图1是本专利技术现有技术的鳍式场效应晶体管的结构示意图；图2至图6是本专利技术的实施例的鳍式场效应晶体管的形成过程的结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
中所述，现有的对鳍式场效应晶体管进行的口袋离子注入进入源极区域、漏极区域中靠近沟道区域的离子剂量较小，对源漏极的穿通现象改善有限。研究发现，由于现有技术通常会在半导体衬底上形成若干相邻的鳍部，并且，鳍式场效应晶体管的栅极结构通常也会同时横跨多个鳍部，以提高鳍式场效应晶体管的沟道区面积。由于现有半导体芯片的集成度都较高，所以，相邻鳍部之间的间距也较小。为了改善短沟道效应，通常会在栅极结构侧壁形成侧墙之后，再进行口袋离子注入。所述口袋离子注入需要将掺杂离子注入沟道区域与源漏极区域之间的鳍部内，所以，所述口袋离子注入的注入方向通常会与鳍部的高度方向以及鳍部的长度方向之间具有一定的夹角，以将掺杂离子注入鳍部靠近栅极结构的位置处。由于所述鳍部为凸起的立体结构，需要分别对源极和漏极的两侧进行离子注入，现有在进行离子注入的过程中，在离子注入方向与鳍部的高度方向支架的夹角一定的情况下，一般使得离子注入方向在半导体衬底上的投影与鳍部长度方向之间的夹角为45°或90°，以便于对源极和漏极不同位置进行离子注入时，方便调整注入的角度。当所述夹角为45°时，由于相邻鳍部之间的距离较小，在进行口袋离子注入的过程中，相邻的鳍部会对注入的离子束有一定的遮挡作用，从而对离子注入产生阴影效应，导致上述口袋离子注入到达沟道区域附近的数量减少，无法有效改善源漏穿通问题；而当所述夹角为90°时，由于侧墙的阻挡，又很难使的注入离子进入沟道区域内，不能有效改善源漏穿通效应。本申请的实施例，在形成横跨鳍部的伪栅结构之后，进行口袋离子注入，所述口袋离子注入方向垂直于鳍部的长度方向，能够改善阴影效应。本实施例中，所述口袋离子注入的方向与所述半导体衬底的法线之间的夹角为0°～20°，在本专利技术的其他实施例中，也可以根据所述鳍部的高度和相邻鳍部之间的间距，调整所述口袋离子注入与半导体衬底法线之间的夹角。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。请参考图2，提供半导体衬底100，所述半导体衬底10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，所述半导体衬底表面形成有两个以上分立且平行排列的鳍部；在所述半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层表面低于鳍部的顶部表面且覆盖鳍部的部分侧壁；在所述隔离层表面形成横跨一个或多个鳍部的伪栅结构，所述伪栅结构覆盖所述鳍部侧壁和顶部；对所述鳍部进行口袋离子注入，所述口袋离子注入方向垂直于鳍部的长度方向；在伪栅结构侧壁形成侧墙，然后对伪栅结构和侧墙两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入。

【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，所述半导体衬底表面形成有两个以上分立且平行排列的鳍部；在所述半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层表面低于鳍部的顶部表面且覆盖鳍部的部分侧壁；在所述隔离层表面形成横跨一个或多个鳍部的伪栅结构，所述伪栅结构覆盖所述鳍部侧壁和顶部；对所述鳍部进行口袋离子注入，所述口袋离子注入方向垂直于鳍部的长度方向；在伪栅结构侧壁形成侧墙，然后对伪栅结构和侧墙两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入。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，所述口袋离子注入方向与所述半导体衬底的法线之间的夹角为0°～20°。3.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，所述口袋离子注入分成两次，分别对鳍部的两侧进行。4.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，所述口袋离子注入的离子类型与待形成的鳍式场效应晶体管的类型相反。5.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，所述口袋离子注入在鳍部内形成口袋掺杂区，所述口袋掺杂区位于鳍部的沿宽度方向的中间位置。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，还包括：在形成侧墙之后，对鳍部进行补充口袋离子注入。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，所述补充口袋离子注入在轻掺杂离子注入之前进行。8.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，所述补充口袋离子注入在轻掺杂离子注入之后进行。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：谢欣云，
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