[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610788845.0
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107785425B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周飛
• 申請（專利權(quán)）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;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

一種半導(dǎo)體器件及其形成方法，其中方法包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有鰭部；在所述鰭部中形成阻擋層，所述阻擋層中具有阻擋離子；形成所述阻擋層后，在所述鰭部中形成防穿通層，所述阻擋層的頂部表面高于或齊平于防穿通層的頂部表面，所述防穿通層中具有防穿通離子，所述防穿通離子的導(dǎo)電類型和所述阻擋離子的導(dǎo)電類型相反；形成所述防穿通層后，進行退火處理。所述方法能夠提高半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及其形成方法。

背景技術(shù)

MOS(金屬-氧化物-半導(dǎo)體)晶體管，是現(xiàn)代集成電路中最重要的元件之一。MOS晶體管的基本結(jié)構(gòu)包括：半導(dǎo)體襯底；位于半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括：位于半導(dǎo)體襯底表面的柵介質(zhì)層以及位于柵介質(zhì)層表面的柵電極層；位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)半導(dǎo)體襯底中的源漏摻雜區(qū)。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的平面式的MOS晶體管對溝道電流的控制能力變?nèi)酰斐蓢乐氐穆╇娏鳌ｖ捠綀鲂?yīng)晶體管(Fin FET)是一種新興的多柵器件，它一般包括凸出于半導(dǎo)體襯底表面的鰭部，覆蓋部分所述鰭部的頂部表面和側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)，位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部中的源漏摻雜區(qū)。

為了減小短溝道效應(yīng)對鰭式場效應(yīng)晶體管的影響，降低溝道漏電流。一種方法是通過對鰭部底部進行防穿通注入，降低漏源穿通的幾率，從而降低短溝道效應(yīng)。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中鰭式場效應(yīng)晶體管形成的半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能仍有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體器件及其形成方法，以提高半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有鰭部；在所述鰭部中形成阻擋層，所述阻擋層中具有阻擋離子；形成所述阻擋層后，在所述鰭部中形成防穿通層，所述阻擋層的頂部表面高于或齊平于所述防穿通層的頂部表面，所述防穿通層中具有防穿通離子，所述防穿通離子的導(dǎo)電類型和所述阻擋離子的導(dǎo)電類型相反；形成所述防穿通層后，進行退火處理。

可選的，形成所述阻擋層的方法包括：在所述半導(dǎo)體襯底上形成初始隔離結(jié)構(gòu)，所述初始隔離結(jié)構(gòu)覆蓋部分鰭部的側(cè)壁；在所述初始隔離結(jié)構(gòu)暴露出的鰭部表面形成保護層；形成所述保護層后，去除部分厚度的初始隔離結(jié)構(gòu)，形成隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)和所述保護層暴露出部分鰭部；在所述隔離結(jié)構(gòu)和所述保護層暴露出的鰭部中形成阻擋層。

可選的，所述鰭部的頂部表面具有掩膜層；形成所述保護層的方法包括：在所述初始隔離結(jié)構(gòu)暴露出的鰭部側(cè)壁形成側(cè)壁保護層；所述側(cè)壁保護層和所述掩膜層構(gòu)成保護層。

可選的，所述掩膜層的材料為氮化硅或氮碳化硅；所述側(cè)壁保護層的材料為氮化硅、氮碳化硅或氮碳硼化硅。

可選的，所述側(cè)壁保護層還位于所述掩膜層的側(cè)壁；形成所述側(cè)壁保護層的方法包括：在所述初始隔離結(jié)構(gòu)上、鰭部和掩膜層的側(cè)壁表面、以及掩膜層的頂部表面形成初始側(cè)壁保護層；回刻蝕所述初始側(cè)壁保護層直至暴露出初始隔離結(jié)構(gòu)表面和掩膜層的頂部表面，形成側(cè)壁保護層。

可選的，所述保護層的厚度為15埃～50埃。

可選的，所述隔離結(jié)構(gòu)和保護層暴露出的鰭部在垂直于半導(dǎo)體襯底表面方向的尺寸為15埃～300埃。

可選的，在所述隔離結(jié)構(gòu)和所述保護層暴露出的鰭部中形成阻擋層的方法為：采用第一離子注入工藝在所述隔離結(jié)構(gòu)和保護層暴露出的鰭部中注入阻擋離子。

可選的，當(dāng)所述防穿通離子的導(dǎo)電類型為P型時，所述阻擋離子的導(dǎo)電類型為N型。