鳍式场效应管及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种鳍式场效应管及其形成方法，所述鳍式场效应管的形成方法包括：提供衬底，所述衬底上具有多个分立的鳍部；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和侧壁，位于所述栅极结构底部的鳍部区域为沟道区；对栅极结构两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入，形成轻掺杂区；对远离所述沟道区的部分轻掺杂区进行反型离子注入，在所述轻掺杂区中形成反型掺杂区；在所述反型离子注入之后，对栅极结构两侧的鳍部进行源漏掺杂，形成源漏掺杂区。本发明专利技术形成的鳍式场效应管的轻掺杂区中形成有反型掺杂区，改善了鳍式场效应管的栅诱导漏极泄漏电流问题，从而提高了鳍式场效应管的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
鳍式场效应管及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种鳍式场效应管及其形成方法。
技术介绍
随着半导体技术的飞速发展，半导体器件的特征尺寸不断缩小，使得集成电路的集成度越来越高，这对器件的性能也提出了更高的要求。目前，随着金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的尺寸不断变小。为了适应工艺节点的减小，只能不断缩短MOSFET场效应管的沟道长度。沟道长度的缩短具有增加芯片的管芯密度、增加MOSFET场效应管的开关速度等好处。然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，这样一来栅极对沟道的控制能力变差，栅极电压夹断(pinchoff)沟道的难度也越来越大，使得亚阀值漏电现象，即短沟道效应(SCE：short-channeleffects)成为一个至关重要的技术问题。因此，为了更好的适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应管(FinFET)。FinFET具有很好的沟道控制能力。然而，鳍式场效应管器件工作时容易发生栅诱导漏极泄漏电流(GIDL，Gated-induceDrainLeakage)的问题。因此，如何解决鳍式场效应管的栅诱导漏极泄漏电流问题，提高鳍式场效应管的可靠性，成为亟需解决的问题。
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管及其形成方法，改善鳍式场效应管的栅诱导漏极泄漏电流问题，提高鳍式场效应管的可靠性。为解决上述问题，本专利技术提供一种鳍式场效应管的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底上具有多个分立的鳍部；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和侧壁，位于所述栅极结构底部的鳍部区域为沟道区；对栅极结构两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入，形成轻掺杂区；对远离所述沟道区的部分轻掺杂区进行反型离子注入，在所述轻掺杂区中形成反型掺杂区；在所述反型离子注入之后，对栅极结构两侧的鳍部进行源漏掺杂，形成源漏掺杂区。可选的，对栅极结构两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入的步骤中，离子注入方向与鳍部顶部表面法线的夹角为7度至30度，且与栅极结构延伸方向的夹角为40度至50度。可选的，对远离所述沟道区的部分轻掺杂区进行反型离子注入的步骤中，离子注入方向与鳍部顶部表面法线的夹角为7度至30度。可选的，对远离所述沟道区的部分轻掺杂区进行反型离子注入，在所述轻掺杂区中形成反型掺杂区的离子浓度为：1.0E18atom/cm3至1.0E20atom/cm3。可选的，对栅极两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入的工艺参数包括：当注入离子为磷离子时，所述磷离子注入能量为8kev至20kev，注入剂量为1.0E14atom/cm2至1.0E16atom/cm2；当注入离子为硼离子时，所述硼离子注入能量为15kev至30kev，注入剂量为1.0E14atom/cm2至1.0E16atom/cm2。可选的，对远离所述沟道区的部分轻掺杂区进行反型离子注入的工艺参数包括：当注入离子为磷离子时，所述磷离子注入能量为2kev至10kev，注入剂量为1.0E14atom/cm2至1.0E15atom/cm2；当注入离子为硼离子时，所述硼离子注入能量为5kev至15kev，注入剂量为1.0E14atom/cm2至1.0E15atom/cm2。可选的，反型离子注入之后，形成所述源漏掺杂区之前，所述形成方法还包括：进行第一退火工艺。可选的，所述第一退火工艺为尖峰退火工艺，所述尖峰退火工艺的参数包括：退火温度范围为950摄氏度至1050摄氏度。可选的，形成所述源漏掺杂区的步骤包括：刻蚀位于所述栅极结构两侧反型掺杂区的部分鳍部，形成凹槽，使剩余反型掺杂区位于凹槽和轻掺杂区之间；形成填充所述凹槽的源漏外延掺杂层；对所述源漏外延掺杂层进行离子注入，形成源漏掺杂区。可选的，刻蚀位于所述栅极结构两侧反型掺杂区的部分鳍部，形成凹槽的步骤包括：刻蚀位于所述栅极结构两侧反型掺杂区的部分鳍部，形成凹槽，在沿鳍部延伸方向上，使剩余反型掺杂区位于凹槽和轻掺杂区之间；或者刻蚀位于所述栅极结构两侧反型掺杂区的部分鳍部，形成凹槽，在沿鳍部延伸方向以及垂直于鳍部延伸方向上，使剩余反型掺杂区位于凹槽和轻掺杂区之间。可选的，对所述源漏外延掺杂层进行离子注入之后，所述形成方法还包括：进行第二退火工艺。可选的，所述第二退火工艺为尖峰退火工艺，所述尖峰退火工艺的参数包括：退火温度范围为1000摄氏度至1100摄氏度。可选的，所述第二退火工艺使第二退火后的源漏掺杂区的离子浓度为：5.0E19atom/cm3至1.0E21atom/cm3。可选的，对所述源漏外延掺杂层进行离子注入的工艺参数包括：当注入离子为砷离子时，所述砷离子注入能量为2kev至10kev，注入剂量为2.0E15atom/cm2至5.0E15atom/cm2；当注入离子为硼离子时，所述硼离子注入能量为2kev至5kev，注入剂量为2.0E15atom/cm2至5.0E15atom/cm2。可选的，所述栅极结构为多晶硅栅极结构或金属栅极结构。相应地，本专利技术还提供一种鳍式场效应管，包括：衬底，所述衬底上具有多个分立的鳍部；横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和侧壁；位于鳍部中的轻掺杂区；位于所述栅极结构两侧的鳍部中的源漏掺杂区；所述鳍式场效应管还包括反型掺杂区，所述反型掺杂区位于轻掺杂区和源漏掺杂区之间。可选的，所述鳍式场效应管还包括反型掺杂区，在沿鳍部延伸方向上，所述反型掺杂区位于轻掺杂区和源漏掺杂区之间；或者在沿鳍部延伸方向以及垂直于衬底方向上，所述反型掺杂区位于轻掺杂区和源漏掺杂区之间。可选的，所述源漏掺杂区的离子浓度为：5.0E19atom/cm3至1.0E21atom/cm3。可选的，所述栅极结构为多晶硅栅极结构或金属栅极结构。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术提供的鳍式场效应管形成方法的技术方案中，在对栅极结构两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入，形成轻掺杂区的步骤之后，在对栅极结构两侧的鳍部进行源漏掺杂，形成源漏掺杂区的步骤之前，对远离沟道区的部分轻掺杂区还进行反型离子注入，形成反型掺杂区。由于位于源漏掺杂区的高浓度离子与位于反型掺杂区的掺杂离子发生相互扩散，降低了源漏掺杂区的离子浓度。因此，离子分布在源漏掺杂区和轻掺杂区之间的过渡陡峭程度减小，即在源漏掺杂区和轻掺杂区之间容易形成缓变结，从而改善了鳍式场效应管的栅诱导漏极泄漏电流现象，提高了鳍式场效应管的可靠性。可选方案中，本专利技术提供的鳍式场效应管的形成方法中，对所述源漏外延掺杂层进行离子注入之后，还进行第二退火工艺。所述第二退火工艺能够修复并激活源漏掺杂区中的离子，还使得位于所述源漏掺杂区中的离子进一步向反型掺杂区中扩散，由于源漏掺杂区的离子与反型掺杂区的离子是反型的，因此降低了所述源漏掺杂区中的离子浓度。附图说明图1至图4是一种鳍式场效应管形成方法各个步骤对应的剖面结构示意图；图5至图13是本专利技术鳍式场效应管一实施例形成方法各个步骤对应的剖面结构示意图；图14是本专利技术鳍式场效应管一实施例的结构示意图。具体实施方式根据
技术介绍
形成的鳍式场效应管的可靠性有待提高。现结合一种鳍式场效应管的形成过程对鳍式场效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底上具有多个分立的鳍部；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和侧壁，位于所述栅极结构底部的鳍部区域为沟道区；对栅极结构两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入，形成轻掺杂区；对远离所述沟道区的部分轻掺杂区进行反型离子注入，在所述轻掺杂区中形成反型掺杂区；在所述反型离子注入之后，对栅极结构两侧的鳍部进行源漏掺杂，形成源漏掺杂区。

【技术特征摘要】
1.一种鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底上具有多个分立的鳍部；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和侧壁，位于所述栅极结构底部的鳍部区域为沟道区；对栅极结构两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入，形成轻掺杂区；对远离所述沟道区的部分轻掺杂区进行反型离子注入，在所述轻掺杂区中形成反型掺杂区；在所述反型离子注入之后，对栅极结构两侧的鳍部进行源漏掺杂，形成源漏掺杂区。2.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，对栅极结构两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入的步骤中，离子注入方向与鳍部顶部表面法线的夹角为7度至30度，且与栅极结构延伸方向的夹角为40度至50度。3.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，对远离所述沟道区的部分轻掺杂区进行反型离子注入的步骤中，离子注入方向与鳍部顶部表面法线的夹角为7度至30度。4.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，对远离所述沟道区的部分轻掺杂区进行反型离子注入，在所述轻掺杂区中形成反型掺杂区的离子浓度为：1.0E18atom/cm3至1.0E20atom/cm3。5.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，对栅极两侧的鳍部进行轻掺杂离子注入的工艺参数包括：当注入离子为磷离子时，所述磷离子注入能量为8kev至20kev，注入剂量为1.0E14atom/cm2至1.0E16atom/cm2；当注入离子为硼离子时，所述硼离子注入能量为15kev至30kev，注入剂量为1.0E14atom/cm2至1.0E16atom/cm2。6.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，对远离所述沟道区的部分轻掺杂区进行反型离子注入的工艺参数包括：当注入离子为磷离子时，所述磷离子注入能量为2kev至10kev，注入剂量为1.0E14atom/cm2至1.0E15atom/cm2；当注入离子为硼离子时，所述硼离子注入能量为5kev至15kev，注入剂量为1.0E14atom/cm2至1.0E15atom/cm2。7.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，反型离子注入之后，形成所述源漏掺杂区之前，所述形成方法还包括：进行第一退火工艺。8.如权利要求7所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述第一退火工艺为尖峰退火工艺，所述尖峰退火工艺的参数包括：退火温度范围为950摄氏度至1050摄氏度。9.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，形成所述源漏掺杂区的步骤包括：刻蚀位于所述栅极结构两侧反型掺杂区的部分鳍部，形成凹...

【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