鳍式场效晶体管及其制造方法技术

一种鳍式场效晶体管及其制造方法。所述制造方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成鳍部和栅极结构，所述鳍部成条状，所述栅极结构部分地横跨所述鳍部，所述栅极结构的两侧暴露出部分鳍部；刻蚀所述栅极结构的所述两侧的至少其中之一暴露出的所述部分鳍部；对经过刻蚀之后暴露出的所述鳍部的侧壁进行离子注入，以形成掺杂区；以及形成源极结构和漏极结构，所述源极结构和所述漏极结构分别位于所述鳍部的两侧。因此，在所述源极结构和所述漏极结构与所述鳍部之间形成掺杂区，以阻碍所述源、漏极结构中的掺杂离子向所述鳍部的横向扩散。

Fin type field effect transistor and its manufacturing method

A fin type field effect transistor and its manufacturing method. The manufacturing method includes: providing a substrate; forming a fin part and a gate structure on the substrate, the fin portion is striped, the gate structure is partially across the fin portion, and the two sides of the gate structure are exposed part of the fin portion; at least one of the two sides of the gate structure that etches the gate structure is exposed. The fin part; ion implantation to the side wall of the fin part exposed after etching to form the doping area; and form the source structure and the drain structure. The source structure and the leaky pole structure are located on both sides of the fin part, respectively. Therefore, a doping area is formed between the source structure and the leaky pole structure and the fin part to prevent the transversal diffusion of the doped ions from the source and the drain structure to the fins.

【技术实现步骤摘要】
鳍式场效晶体管及其制造方法
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种鳍式场效晶体管及其制造方法。
技术介绍
随着集成电路集成度的不断提高，在要求器件的横向尺寸减小的同时，也就必然要求制备出越来越浅的PN结，以避免短沟道效应(ShortChannelEffect,SCE)。在制备PN结中，离子注入掺杂技术显示了无可替代的优势性。它重复性好，能精确控制掺杂浓度，调节注入深度，且浓度与深度可独立调节。然而，源、漏区的重掺杂会带来大量被轰击产生的间隙原子缺陷，这些间隙原子会包裹着掺杂原子一起扩散，扩散方向沿间隙原子缺陷的浓度梯度即从源、漏区向沟道区扩散。对长沟道器件来说，源、漏区掺杂的横向扩散距离很短，基本不影响整个沟道内的原有掺杂。但对短沟道器件来说，源、漏区掺杂的横向扩散几乎相当于对沟道区重新掺杂。尤其是，当掺杂离子的质量数较小，且扩散系数较大时，例如，当所述掺杂离子为硼时，则较难制备出优质的浅PN结。因此，需要一种解决方案，以有效的控制源、漏区掺杂离子向沟道区的横向扩散。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有半导体器件难以控制源、漏区掺杂离子向沟道区横向扩散的缺陷。为解决上述问题，本专利技术的实施例提供了一种鳍式场效晶体管的制造方法。所述制造方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成鳍部和栅极结构，所述鳍部成条状，所述栅极结构部分地横跨所述鳍部，所述栅极结构的两侧暴露出部分鳍部；刻蚀所述栅极结构的所述两侧的至少其中之一暴露出的所述部分鳍部；对经过刻蚀之后暴露出的所述鳍部的侧壁进行离子注入，以形成掺杂区；以及形成源极结构和漏极结构，所述源极结构和所述漏极结构分别位于所述鳍部的两侧。可选的，所述离子注入注入的离子类型与所述鳍式场效晶体管的类型相同。可选的，所述鳍式场效晶体管为N型，所述离子注入注入的所述离子类型包括砷或者磷，所述离子注入的注入角度为5度～15度，注入深度为3nm～12nm，注入能量为1KeV～6KeV，注入剂量为5e13～1e15。可选的，所述鳍式场效晶体管为P型，所述离子注入注入的所述离子类型包括硼、氟化硼或者铟，所述离子注入的注入角度为5度～15度，注入深度为3nm～12nm，注入能量为1KeV～6KeV，注入剂量为5e13～1e15。可选的，在刻蚀所述部分鳍部之前，还包括：对所述鳍部进行袋状离子注入和低掺杂注入，以形成低掺杂区。可选的，所述袋状离子注入注入的离子类型与所述离子注入注入的离子类型相同。可选的，所述袋状离子注入的注入角度为15度～35度，注入深度为10nm～30nm，注入能量为5KeV～15KeV，注入剂量为1e13～1e14。可选的，在所述衬底上形成鳍部和栅极结构包括：形成鳍部，所述鳍部成条状；以及形成部分地横跨所述鳍部的依次堆叠的栅介质层和栅电极层、以及位于所述依次堆叠的栅介质层和栅电极层外侧的侧墙，其中，所述依次堆叠的栅介质层和栅电极层以及所述侧墙构成所述栅极结构。可选的，刻蚀所述栅极结构的所述两侧的至少其中之一暴露出的所述部分鳍部包括：刻蚀所述栅极结构的所述两侧暴露出的所述部分鳍部。可选的，刻蚀所述栅极结构的所述两侧的至少其中之一暴露出的所述部分鳍部包括：在所述栅极结构上以及所述栅极结构的所述两侧的其中一侧暴露出的所述部分鳍部上形成掩模层；以及刻蚀去除所述栅极结构的所述两侧的另一侧暴露出的所述部分鳍部。可选的，在进行所述离子注入之后，还包括退火工艺。可选的，所述退火工艺为尖峰退火，所述尖峰退火的温度范围为900摄氏度～1030摄氏度，温度上升速率为250摄氏度每秒～300摄氏度每秒，温度下降速率为250摄氏度每秒～300摄氏度每秒。可选的，所述退火工艺为激光退火，所述激光退火的温度范围为1200摄氏度～1300摄氏度，退火时间为10毫秒～60毫秒。本专利技术的实施例还提供了一种鳍式场效晶体管。所述鳍式场效晶体管包括：衬底；鳍部，位于所述衬底上，且具有第一侧壁和与所述第一侧壁相对的第二侧壁；栅极结构，横跨所述鳍部，以覆盖所述鳍部的除所述第一侧壁和所述第二侧壁以外的部分；掺杂区，形成于所述鳍部的所述第一侧壁和所述第二侧壁的至少其中之一内；源极结构，位于所述鳍部的所述第一侧壁上；以及漏极结构，位于所述鳍部的所述第二侧壁上。可选的，所述掺杂区的离子类型与所述鳍式场效晶体管的类型相同。可选的，所述鳍式场效晶体管为N型，所述掺杂区包括砷或者磷，所述掺杂区的掺杂浓度为1e19～1e21/cm3。可选的，所述鳍式场效晶体管为P型，所述掺杂区包括硼、氟化硼或者铟，所述掺杂区的掺杂浓度为1e19～1e21/cm3。可选的，所述鳍式场效晶体管还包括低掺杂区，所述低掺杂区位于所述鳍部靠近所述栅极结构外边缘的部分。可选的，所述低掺杂区的掺杂离子类型与所述掺杂区的掺杂离子类型相同。可选的，所述低掺杂区的掺杂浓度为1e18～6e18/cm3。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：在本专利技术提供的鳍式场效晶体管的制造方法中，通过刻蚀所述鳍部，以保留所述鳍部被所述栅极结构覆盖的部分，并形成所述鳍部的第一侧壁和与所述第一侧壁相对的第二侧壁，所述第一侧壁和/或所述第二侧壁上可通过离子注入在其内形成掺杂区，且源极结构和漏极结构分别形成于所述第一侧壁和所述第二侧壁上。如此一来，所述源极结构和/或所述漏极结构与所述鳍部之间形成有所述掺杂区。所述掺杂区可阻挡所述源、漏极结构中的离子横向扩散至所述鳍部内，即可以阻挡源、漏极结构中的掺杂离子向沟道区的横向扩散。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种鳍式场效晶体管的制造方法的流程示意图；以及图2至图10是本专利技术提供的一种鳍式场效晶体管在制造过程中的不同阶段的结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
中所言，现有的半导体器件难以有效的控制源、漏区掺杂离子向沟道区的横向扩散。本专利技术实施例提供了一种鳍式场效晶体管的制造方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成鳍部和栅极结构，所述鳍部成条状，所述栅极结构部分地横跨所述鳍部，所述栅极结构的两侧暴露出部分鳍部；刻蚀所述栅极结构的所述两侧的至少其中之一暴露出的所述部分鳍部；对经过刻蚀之后暴露出的所述鳍部的侧壁进行离子注入，以形成掺杂区；以及形成源极结构和漏极结构，所述源极结构和所述漏极结构分别位于所述鳍部的两侧。由此，在所述源极结构和/或所述漏极结构与所述鳍部之间形成有掺杂区，从而可以阻挡源、漏极结构中的掺杂离子向所述鳍部的横向扩散。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。如图1所示，本专利技术提供了一种鳍式场效晶体管的制造方法100。所述制造方法100包括步骤S101至S107。步骤S101中，提供衬底。在一些实施例中，如图2所示，提供衬底201。在一些实施例中，所述衬底201可以包括碳化硅(SiC)。步骤S102中，形成鳍部，所述鳍部成条状。在一些实施例中，如图3所示，在所述衬底201上形成成条状的鳍部202。值得注意的是，所述鳍部202成条状是指，所述鳍部202沿一个方向(例如图3中垂直于纸面的方向)的延伸长度大于沿另一个方向(例如图3所示的水平方向)的延伸长度，例如，所述条状可以为长方体结构。在一些实施例中，所述鳍部202包括锗化硅(SiGe)。在一些实施例中，所述衬底201上可形成有多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鳍式场效晶体管的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上形成鳍部和栅极结构，所述鳍部成条状，所述栅极结构部分地横跨所述鳍部，所述栅极结构的两侧暴露出部分鳍部；刻蚀所述栅极结构的所述两侧的至少其中之一暴露出的所述部分鳍部；对经过刻蚀之后暴露出的所述鳍部的侧壁进行离子注入，以形成掺杂区；以及形成源极结构和漏极结构，所述源极结构和所述漏极结构分别位于所述鳍部的两侧。

【技术特征摘要】
1.一种鳍式场效晶体管的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上形成鳍部和栅极结构，所述鳍部成条状，所述栅极结构部分地横跨所述鳍部，所述栅极结构的两侧暴露出部分鳍部；刻蚀所述栅极结构的所述两侧的至少其中之一暴露出的所述部分鳍部；对经过刻蚀之后暴露出的所述鳍部的侧壁进行离子注入，以形成掺杂区；以及形成源极结构和漏极结构，所述源极结构和所述漏极结构分别位于所述鳍部的两侧。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述离子注入注入的离子类型与所述鳍式场效晶体管的类型相同。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述鳍式场效晶体管为N型，所述离子注入注入的所述离子类型包括砷或者磷，所述离子注入的注入角度为5度～15度，注入深度为3nm～12nm，注入能量为1KeV～6KeV，注入剂量为5e13～1e15。4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述鳍式场效晶体管为P型，所述离子注入注入的所述离子类型包括硼、氟化硼或者铟，所述离子注入的注入角度为5度～15度，注入深度为3nm～12nm，注入能量为1KeV～6KeV，注入剂量为5e13～1e15。5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在刻蚀所述部分鳍部之前，还包括：对所述鳍部进行袋状离子注入和低掺杂注入，以形成低掺杂区。6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述袋状离子注入注入的离子类型与所述离子注入注入的离子类型相同。7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述袋状离子注入的注入角度为15度～35度，注入深度为10nm～30nm，注入能量为5KeV～15KeV，注入剂量为1e13～1e14。8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述衬底上形成鳍部和栅极结构包括：形成鳍部，所述鳍部成条状；以及形成部分地横跨所述鳍部的依次堆叠的栅介质层和栅电极层、以及位于所述依次堆叠的栅介质层和栅电极层外侧的侧墙，其中，所述依次堆叠的栅介质层和栅电极层以及所述侧墙构成所述栅极结构。9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，刻蚀所述栅极结构的所述两侧的至少其中之一暴露出的所述部分鳍部包括：刻蚀所述栅极结构的所述两侧暴露出的所述部分鳍部。10.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵猛，
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