[發明專利]半導體結構的形成方法

有效

• 申請號: 201410438399.1
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105448729B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 謝欣云
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 應戰;駱蘇華

一種半導體結構的形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底表面具有若干分立的鰭部；在所述半導體襯底表面形成隔離層，所述隔離層的表面低于鰭部的頂部表面且覆蓋部分鰭部的側壁；在所述鰭部表面形成防擴散層；形成所述防擴散層后，對所述鰭部進行防擴散離子注入；對所述鰭部進行防擴散離子注入之后，在對所述鰭部進行N型或P型摻雜離子注入。上述方法可以提高形成的半導體結構的性能。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種半導體結構的形成方法。

背景技術

離子注入工藝是半導體技術中非常常用的一種離子摻雜工藝，用于在半導體襯底內摻雜各種離子。在晶體管的形成過程中，可以采用離子注入工藝在半導體襯底內形成阱區、采用離子注入調整待形成晶體管的閾值電壓、以及進行輕摻雜離子注入和重摻雜離子注入等形成晶體管的源極和漏極。

離子注入工藝將帶電的且具有能量的粒子注入襯底內，高能的離子由于與襯底中電子和原子核的碰撞而失去能量，停留在晶格內的一定深度。由于注入離子具有一定的能量，在注入過程中，與半導體晶格發生碰撞，容易導致半導體晶格的損傷，從而影響形成的晶體管的性能。后續需要通過退火工藝修復離子注入帶來的晶格損傷。

隨著半導體工藝技術的不斷發展，工藝節點逐漸減小，為獲得理想的閾值電壓，改善器件性能，鰭式場效應晶體管(Fin FET)作為一種多柵器件得到了廣泛的關注。隨著晶體管尺寸的減小，離子注入工藝的帶來的損傷對于晶體管的性能影響越發顯著，尤其在尺寸較小的鰭式場效應晶體管中，對于離子注入帶來的損傷，無法通過退火工藝完全消除上述損傷并且較長時間和溫度的退火工藝還會造成晶體管內的摻雜離子的大量擴散，進一步對晶體管的性能造成較大的影響。為了降低離子注入帶來的損傷，現有對于鰭式場效應晶體管通常采用高溫離子注入工藝進行離子注入。高溫離子注入工藝中對待注入襯底加熱，使襯底具有較高的溫度，離子注入過程中造成的損傷較小。

但是，上述高溫離子注入工藝中對于摻雜離子的擴散以及注入過程中的溝道效應很難控制，從而會對最終形成的半導體結構的性能造成不良影響。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體結構的形成方法，提高半導體結構的性能。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體結構的形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底表面具有若干分立的鰭部；在所述半導體襯底表面形成隔離層，所述隔離層的表面低于鰭部的頂部表面且覆蓋部分鰭部的側壁；在所述鰭部表面形成防擴散層；形成所述防擴散層后，對所述鰭部進行防擴散離子注入；對所述鰭部進行防擴散離子注入之后，在對所述鰭部進行N型或P型摻雜離子注入。可選的，所述防擴散層為非晶態結構。

可選的，所述防擴散層的材料為氮氧化硅。

可選的，采用化學氣相沉積工藝或原子層沉積工藝形成所述防擴散層。

可選的，所述防擴散層的厚度為0.5nm～10nm。

可選的，所述防擴散離子注入的防擴散離子為C。

可選的，所述防擴散離子注入的離子劑量為5E12 atom/cm²～5E14atom/cm²。

可選的，所述防擴散離子注入的溫度為20℃～50℃。

可選的，所述N型或P型摻雜離子注入過程中，對半導體襯底加熱，使所述半導體襯底溫度為300℃～600℃。

可選的，所述N型或P型摻雜離子注入為源漏離子注入、閾值調整注入或阱注入。

可選的，所述N型摻雜離子包括P、As或Sb。

可選的，所述P型摻雜離子包括B、Ga或In。

可選的，所述N型或P型摻雜離子注入的N型或P型摻雜離子位于防擴散離子上方。