[發明專利]PTSL工藝方法、鰭式場效應晶體管的制造方法

在審

• 申請號: 201410671043.2
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN105679659A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 秦長亮;殷華湘;李俊峰;趙超
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01L21/336
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 黨麗;吳蘭柱

技術領域

本發明屬于半導體制造領域，尤其涉及一種PTSL工藝方法及鰭式場 效應晶體管的制造方法。

背景技術

隨著半導體器件的高度集成，平面的MOSFET器件的短溝道效應愈發顯 著，惡化了器件的性能。

目前，為了解決短溝道效應的問題，提出了鰭式場效應晶體管(Fin-FET) 的立體器件結構，Fin-FET是具有鰭型溝道結構的晶體管，它利用薄鰭的幾個 表面作為溝道，從而可以防止傳統晶體管中的短溝道效應，同時可以增大工作 電流。

在體硅襯底的Fin-FET器件制造工藝中，通過刻蝕體硅襯底來形成鰭 (Fin)，在鰭之間形成隔離后，需要進行離子注入，從而，在溝道區的下方形 成穿通停止層(PTSL，PunchThoughStopLayer)，以防止溝道的穿通，該PTSL 摻雜為與源漏摻雜相反類型的摻雜，通常為垂直鰭上表面的無角度離子注入， 在鰭中形成PTSL的同時，會在溝道內部形成濃度不均勻的摻雜，這使得溝道 區與源漏區之間的結的形貌出現傾斜，對器件的工作狀態產生影響，導致器件 性能的惡化。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種PTSL工藝方法 及鰭式場效應晶體管的制造方法，改善溝道摻雜濃度的形貌。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種PTSL工藝方法，包括步驟：

提供襯底，襯底中形成有相互隔離的鰭；

進行第一次離子注入，第一次離子注入為PTSL注入；

進行第二次離子注入，第二次離子注入的劑量和能量小于第一次離子 注入的劑量和能量。

可選的，第二次離子注入的角度不小于第一離子注入的角度。

可選的，第一次離子注入的角度范圍為0-45°，劑量范圍為1E12至 1E14cm^-2，能量范圍為10至150KEV。

可選的，第二次離子注入的角度范圍為0-45°，劑量范圍為1E12至 1E14cm^-2，能量范圍為500EV至50KEV。

可選的，第一次離子注入的劑量范圍為5E12至5E13cm^-2，能量范圍為 30至80KEV，角度范圍為0-7°。

可選的，第二次離子注入的劑量范圍為5E12至5E13cm^-2，能量范圍為 1至10KEV。

可選的，第二次離子注入的角度0-30°。

此外，本發明還提供了一種鰭式場效應晶體管，采用上述任一方法進 行PTSL工藝。

本發明實施例的PTSL工藝方法及鰭式場效應晶體管的制造方法，在 進行PTSL注入之后，進行第二次離子注入，第二次離子注入的劑量和能 量小，摻雜較淺，在溝道中的摻雜濃度的分布與PTSL注入在溝道中的摻 雜濃度進行了互補，使得PTSL注入后造成的溝道內部濃度不均勻的摻雜 得到了優化，使得溝道的摻雜形貌變得均勻，從而提高器件的性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施的技術方案，下面將對實施例中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明 的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前 提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據本發明的PTSL工藝方法的流程圖；

圖2-圖6為根據本發明實施例制造鰭式場效應晶體管的各個制造過程中 的結構示意圖；

圖7為不同的離子注入在鰭中的摻雜濃度的分布示意圖；

圖8A和8B分別為常規的PTSL注入工藝、本發明實施例的PTSL注入工 藝在鰭中的摻雜濃度的分布仿真示意圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對 本發明的具體實施方式做詳細的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明 還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不 違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例 的限制。