[發明專利]晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201610537318.2
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN107591447B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 楊曉蕾;居建華
• 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: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/8234;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;吳敏

一種晶體管的形成方法，包括：形成襯底，襯底上具有鰭部；形成位于鰭部上的柵極結構；在柵極結構兩側的鰭部內形成開口；向開口的底部和側壁注入防穿通離子；形成半導體層；形成源漏摻雜區。本發明技術方案在柵極結構兩側的鰭部內形成開口后，通過對開口的底部和側壁進行防穿通注入，在鰭部內形成防穿通區域。由于防穿通注入是對開口的底部和側壁進行的，因此防穿通注入的防穿通離子不穿過晶體管的溝道，有利于控制所形成防穿通區域位置，能夠有效的降低溝道內防穿通離子濃度，提高晶體管溝道內載流子遷移率，提高溝道性能，改善所形成晶體管的性能。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別涉及一種晶體管的形成方法。

背景技術

隨著半導體制造技術的飛速發展，半導體器件朝著更高集成度的方向發展。晶體管作為最基本的半導體器件目前正被廣泛應用。隨著半導體器件的元件密度和集成度的提高，平面晶體管的柵極尺寸也越來越短，傳統的平面晶體管對溝道電流的控制能力變弱，容易產生短溝道效應，并造成漏電流的產生，最終影響半導體器件的電學性能。

為了克服晶體管的短溝道效應，抑制漏電流，現有技術提出了鰭式場效應晶體管(Fin FET)，鰭式場效應晶體管是一種常見的多柵器件。鰭式場效應晶體管的結構包括：位于半導體基底表面的鰭部和介質層，所述介質層位于鰭部之間介質層表面低于鰭部頂部；橫跨所述鰭部的柵極結構，所述柵極結構覆蓋鰭部的頂部和側壁表面，還覆蓋鰭部之間的介質層表面；位于所述柵極結構兩側鰭部內的源區和漏區。

然而，隨著半導體器件的尺寸不斷縮小，鰭式場效應晶體管的制造工藝受到了挑戰，難以保證鰭式場效應晶體管的性能。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種晶體管的形成方法，以提高晶體管的性能。

為解決上述問題，本發明提供一種晶體管的形成方法，包括：

形成襯底，所述襯底上具有鰭部；形成位于所述鰭部上的柵極結構，所述柵極結構橫跨所述鰭部，覆蓋所述鰭部頂部和側壁的部分表面；在所述柵極結構兩側的鰭部內形成開口；向所述開口的底部和側壁注入防穿通離子，在所述柵極結構下方的鰭部內形成防穿通區域；向所述開口內填充半導體材料，形成半導體層；對所述半導體層進行摻雜，形成源漏摻雜區。

可選的，向所述開口的底部和側壁注入防穿通離子的步驟中，所述防穿通注入的傾斜角度在10°到20°范圍內，所述傾斜角度為注入方向與所述襯底表面法線之間的夾角。

可選的，向所述開口的底部和側壁注入防穿通離子的步驟包括：在所述鰭部的底部形成所述防穿通區域。

可選的，向所述開口的底部和側壁注入防穿通離子的步驟中，所述注入的能量在5KeV到10KeV范圍內。

可選的，所形成晶體管為P型晶體管時，向所述開口的底部和側壁注入防穿通離子的步驟包括：向所述開口的底部和側壁注入N型防穿通離子，注入劑量5E14atom/cm2到1E15atom/cm2范圍內。

可選的，所述N型防穿通離子包括：砷離子、磷離子或碲離子的一種或多種。

可選的，所形成晶體管為N型晶體管時，向所述開口的底部和側壁注入防穿通離子的步驟包括：向所述開口的底部和側壁注入P型防穿通離子，注入劑量在5E13atom/cm²到1E14atom/cm²范圍內。

可選的，所述P型防穿通離子包括：硼離子、鎵離子或銦離子的一種或多種。

可選的，形成防穿通區域的步驟包括：對所述開口的底部和側壁進行防穿通離子注入；

進行第一退火處理，形成防穿通區域。

可選的，進行第一退火處理的步驟包括：通過尖峰退火的方式進行第一退火處理。