[發明專利]鰭式場效應晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201610206325.4
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN107293487B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 王冬江
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L21/265;H01L21/324
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

一種鰭式場效應晶體管及其形成方法，其中方法包括：提供半導體襯底；在所述半導體襯底上形成具有開口的掩膜層；以所述掩膜層為掩膜，沿所述開口對半導體襯底進行離子注入，在所述開口底部的半導體襯底中形成離子區；進行退火處理，使所述離子區向兩側擴散，部分離子區被掩膜層覆蓋，形成由所述掩膜層覆蓋的鰭部離子區；退火處理后，繼續以所述掩膜層為掩膜，去除所述開口底部部分半導體襯底，形成鰭部；形成鰭部后，去除所述掩膜層。所述方法能夠降低鰭式場效應晶體管的關態漏電流。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種鰭式場效應晶體管及其形成方法。

背景技術

MOS晶體管是現代集成電路中最重要的元件之一。MOS晶體管的基本結構包括：半導體襯底；位于半導體襯底表面的柵極結構，位于柵極結構一側半導體襯底內的源區和位于柵極結構另一側半導體襯底內的漏區。MOS晶體管的工作原理是：通過在柵極結構施加電壓，調節通過柵極結構底部溝道的電流來產生開關信號。

隨著半導體技術的發展，傳統的平面式的MOS晶體管對溝道電流的控制能力變弱，造成嚴重的漏電流。而鰭式場效應晶體管(Fin FET)是一種新興的多柵器件，一般包括凸出于半導體襯底表面的鰭部，覆蓋部分所述鰭部的頂部表面和側壁表面的柵極結構，位于柵極結構一側的鰭部內的源區和位于柵極結構另一側的鰭部內的漏區。

然而，現有技術形成的鰭式場效應晶體管的關態漏電流較大。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種鰭式場效應晶體管及其形成方法，以降低鰭式場效應晶體管的關態漏電流。

為解決上述問題，本發明提供一種鰭式場效應晶體管的形成方法，包括：提供半導體襯底；在所述半導體襯底上形成具有開口的掩膜層；以所述掩膜層為掩膜，沿所述開口對半導體襯底進行離子注入，在所述開口底部的半導體襯底中形成離子區；進行退火處理，使所述離子區向兩側擴散，部分離子區被掩膜層覆蓋，形成由所述掩膜層覆蓋的鰭部離子區；退火處理后，繼續以所述掩膜層為掩膜，去除所述開口底部部分半導體襯底，形成鰭部；形成鰭部后，去除所述掩膜層。

可選的，所述離子注入的離子能量為1KeV～500KeV，離子劑量為 1E12atom/cm²～1E16atom/cm²，離子注入角度為0度～45度。

可選的，所述離子注入的深度為300埃～10000埃。

可選的，當所述鰭式場效應晶體管的類型為N型時，所述離子注入的離子為N型離子或P型離子。

可選的，當所述鰭式場效應晶體管的類型為P型時，所述離子注入的離子為N型離子或P型離子。

可選的，所述退火處理為激光退火、快速熱退火或尖峰退火。

可選的，所述退火處理采用的氣體為N₂，溫度為750攝氏度～1300攝氏度。

可選的，去除所述開口底部的部分半導體襯底的工藝為各向異性干刻工藝。

可選的，還包括：在所述掩膜層的側壁形成側墻；以所述掩膜層為掩膜的同時以所述側墻為掩膜，沿所述開口對半導體襯底進行離子注入，在所述開口底部的半導體襯底中形成離子區；在去除所述開口底部的部分半導體襯底之前，去除所述側墻。

可選的，進行所述退火處理之后，在去除所述開口底部的部分半導體襯底之前，還包括：去除部分寬度的掩膜層。