一种半导体器件及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件及其制作方法，所述方法包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成多个鳍片；在所述鳍片之间的间隙内形成隔离结构，所述隔离结构的顶面低于所述鳍片的顶面，以露出所述鳍片的一部分；对露出的所述鳍片的侧壁执行第一离子注入；蚀刻去除部分露出的所述鳍片的侧壁，以减小所述鳍片的露出部分的宽度；对露出的所述鳍片执行第二离子注入，以在所述鳍片内形成缓冲扩散层。根据本发明专利技术提供的半导体器件的制作方法，通过对鳍片的侧壁执行第一离子注入后蚀刻去除部分露出的所述鳍片的侧壁以减小其宽度，然后对露出的所述鳍片执行第二离子注入以在所述鳍片内形成缓冲扩散层，从而克服短沟道效应、避免结泄露，提高了半导体器件的性能和良率。

A Semiconductor Device and Its Fabrication Method

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制作方法
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种半导体器件及其制作方法。
技术介绍
随着半导体技术的发展，集成电路尤其是超大规模集成电路中的主要器件金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的几何尺寸一直在不断缩小，半导体器件的特征尺寸已经缩小到纳米级别。半导体器件在这种特征尺寸下，传统平面制作半导体器件的方法无法适用了。于是人们提出了各种新型的半导体器件结构，其中鳍式场效应晶体管(FinFET)是用于22nm及以下工艺节点的先进半导体器件结构，相对于现有的平面晶体管，FinFET在沟道控制以及降低短沟道效应等方面具有更加优越的性能。然而随着鳍式场效应晶体管(FinFET)的关键尺寸缩小至7nm～14nm工艺节点，短沟道效应(SCE)越来越严重，利用掺杂工艺对短沟道效应的控制也成为其越来越大的挑战。为了克服这个问题，半导体制造过程中尝试各种制造工艺，如超浅结、突变结、预非晶化注入(PAI)、应力技术等用于优化LDD和halo掺杂轮廓以改善器件性能，但是在性能和短沟道效应之间取得平衡越来越成为一个大问题，同时，这些方法都不能完全消除短沟道效应。此外，对于FinFET器件，为了更好地克服短沟道效应，各个鳍片之间采用隔离结构分离，以提高鳍片之间以及鳍片与衬底之间的隔离，虽然这可以进一步克服短沟道效应，但是由于鳍片的掺杂浓度高于衬底，并且为了便于后续形成接触，鳍片源漏极会选择外延工艺以生长形成较大的接触面积的源漏极，这样由于鳍片下方对应的衬底区域掺杂浓度低，容易造成从上到下的扩散，导致了结泄露问题。因此，有必要提出一种新的半导体器件的制作方法，以解决上述存在的问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术提供一种半导体器件的制作方法，包括以下步骤：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成多个鳍片；在所述鳍片之间的间隙内形成隔离结构，所述隔离结构的顶面低于所述鳍片的顶面，以露出所述鳍片的一部分；对露出的所述鳍片的侧壁执行第一离子注入；蚀刻去除部分露出的所述鳍片的侧壁，以减小所述鳍片的露出部分的宽度；对露出的所述鳍片执行第二离子注入，以在所述鳍片内形成缓冲扩散层。进一步，在所述半导体衬底上形成多个鳍片的步骤包括：在所述半导体衬底上形成具有鳍片图案的硬掩膜层；以所述硬掩膜层为掩膜蚀刻去除部分所述半导体衬底，以形成多个鳍片。进一步，在所述鳍片之间的间隙内形成所述隔离结构的步骤包括：沉积隔离材料层，以完全填充所述鳍片之间的间隙；回刻蚀所述隔离材料层，以形成隔离结构。进一步，在执行第二离子注入后还包括去除所述硬掩膜层以及执行第三离子注入以调节阈值电压的步骤。进一步，所述第一离子注入注入的离子包括碳离子和硼离子、或者碳离子和磷离子。进一步，所述第一离子注入的注入角度为0°～5°，离子注入的能量为5keV～20keV，离子注入的剂量为5E12atom/cm2～5E13atom/cm2。进一步，所述第二离子注入注入的离子包括碳离子和氮离子、锗离子和氮离子、碳离子和锗离子、碳离子或者锗离子。进一步，所述第二离子注入的注入角度为10°～20°，离子注入的能量为5keV～20keV，离子注入的剂量为5E13atom/cm2～5E14atom/cm2。进一步，所述缓冲扩散层形成于所述鳍片露出部分的底部及靠近底部的侧壁上。进一步，采用湿法刻蚀工艺蚀刻去除部分露出的所述鳍片的侧壁。本专利技术还提供一种半导体器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底上形成有多个鳍片；所述鳍片之间的间隙内形成有隔离结构，所述隔离结构的顶面低于所述鳍片的顶面，以露出所述鳍片的一部分；所述鳍片露出部分的宽度小于未露出部分的宽度；所述鳍片内形成有缓冲扩散层。进一步，所述缓冲扩散层的掺杂离子包括碳离子和氮离子、锗离子和氮离子、碳离子和锗离子、碳离子或者锗离子。进一步，所述缓冲扩散层形成于所述鳍片露出部分的底部及靠近底部的侧壁上。根据本专利技术提供的半导体器件的制作方法，通过对鳍片的侧壁执行第一离子注入后蚀刻去除部分露出的所述鳍片的侧壁以减小其宽度，然后对露出的所述鳍片执行第二离子注入以在所述鳍片内形成缓冲扩散层，从而克服短沟道效应、避免结泄露，提高了半导体器件的性能和良率。附图说明通过结合附图对本专利技术实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。附图中：图1是根据本专利技术示例性实施例的一种半导体器件的制作方法的示意性流程图。图2A-2E是根据本专利技术示例性实施例的方法依次实施的步骤所分别获得的器件的示意性剖面图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成多个鳍片；在所述鳍片之间的间隙内形成隔离结构，所述隔离结构的顶面低于所述鳍片的顶面，以露出所述鳍片的一部分；对露出的所述鳍片的侧壁执行第一离子注入；蚀刻去除部分露出的所述鳍片的侧壁，以减小所述鳍片的露出部分的宽度；对露出的所述鳍片执行第二离子注入，以在所述鳍片内形成缓冲扩散层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成多个鳍片；在所述鳍片之间的间隙内形成隔离结构，所述隔离结构的顶面低于所述鳍片的顶面，以露出所述鳍片的一部分；对露出的所述鳍片的侧壁执行第一离子注入；蚀刻去除部分露出的所述鳍片的侧壁，以减小所述鳍片的露出部分的宽度；对露出的所述鳍片执行第二离子注入，以在所述鳍片内形成缓冲扩散层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述半导体衬底上形成多个鳍片的步骤包括：在所述半导体衬底上形成具有鳍片图案的硬掩膜层；以所述硬掩膜层为掩膜蚀刻去除部分所述半导体衬底，以形成多个鳍片。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述鳍片之间的间隙内形成所述隔离结构的步骤包括：沉积隔离材料层，以完全填充所述鳍片之间的间隙；回刻蚀所述隔离材料层，以形成隔离结构。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在执行第二离子注入后还包括去除所述硬掩膜层以及执行第三离子注入以调节阈值电压的步骤。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一离子注入注入的离子包括碳离子和硼离子、或者碳离子和磷离子。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一离子注入的注入角度为0°～5°，离子注入的能量为5keV～20keV，离子注...

【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