[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611066007.9
• 申請(qǐng)日: 2016-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108122850B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8238
• 分類號(hào): H01L21/8238;H01L27/092;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;吳敏

一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，形成方法包括：提供襯底以及位于襯底上的多個(gè)鰭部，所述襯底包括第一區(qū)域以及第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域形成兩種類型不同的晶體管；形成橫跨鰭部且覆蓋鰭部的部分側(cè)壁和部分頂部表面的柵極結(jié)構(gòu)；在第一區(qū)域柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部中形成第一應(yīng)力層；形成第一保護(hù)層；對(duì)所述第一應(yīng)力層進(jìn)行離子注入，形成第一晶體管的源漏摻雜區(qū)；在第二區(qū)域柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部中形成第二應(yīng)力層；形成第二保護(hù)層；對(duì)第二應(yīng)力層進(jìn)行離子注入，形成第二晶體管的源漏摻雜區(qū)。本發(fā)明克服了對(duì)第一應(yīng)力層進(jìn)行離子注入時(shí)過(guò)高的離子能量，避免了過(guò)高能量對(duì)半導(dǎo)體材料的損傷，改善了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著更高元件密度，以及更高集成度的方向發(fā)展。晶體管作為最基本的半導(dǎo)體器件目前正被廣泛應(yīng)用，因此隨著半導(dǎo)體器件元件密度和集成度的提高，平面晶體管的柵極尺寸也越來(lái)越小，傳統(tǒng)的平面晶體管對(duì)溝道電流的控制能力變?nèi)酰a(chǎn)生短溝道效應(yīng)，漏電流增大，最終影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

為了進(jìn)一步縮小MOSFET器件的尺寸，人們發(fā)展了多面柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，以提高M(jìn)OSFET器件柵極的控制能力，抑制短溝道效應(yīng)。其中，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FinFET)就是一種常見(jiàn)的多面柵結(jié)構(gòu)晶體管。FinFET中，柵極至少可以從兩側(cè)對(duì)超薄體(鰭部)進(jìn)行控制，具有比平面MOSFET器件強(qiáng)得多的柵對(duì)溝道的控制能力，能夠很好的抑制短溝道效應(yīng)；且FinFET相對(duì)于其他器件，具有更好的現(xiàn)有的集成電路制作技術(shù)的兼容性。

然而，現(xiàn)有技術(shù)所形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，以改善所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：

提供基底，所述基底包括襯底以及位于襯底上的多個(gè)鰭部，所述襯底包括用于形成第一晶體管的第一區(qū)域以及用于形成第二晶體管的第二區(qū)域，所述第一晶體管和第二晶體管的類型不同；形成橫跨所述鰭部的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋鰭部的部分側(cè)壁和部分頂部表面；在第一區(qū)域柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部中形成第一應(yīng)力層；在所述鰭部、所述柵極結(jié)構(gòu)、所述第一應(yīng)力層及所述第二區(qū)域上形成第一保護(hù)層；對(duì)第一保護(hù)層下方的所述第一應(yīng)力層進(jìn)行離子注入，形成第一晶體管的源漏摻雜區(qū)；在第二區(qū)域柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部中形成第二應(yīng)力層；在所述鰭部、所述柵極結(jié)構(gòu)、所述第一晶體管的源漏摻雜區(qū)及所述第二應(yīng)力層上形成第二保護(hù)層；對(duì)第二保護(hù)層下方的第二應(yīng)力層進(jìn)行離子注入，形成第二晶體管的源漏摻雜區(qū)。

可選的，形成第二應(yīng)力層的步驟包括：在所述第一保護(hù)層及所述第二區(qū)域上形成掩膜材料層；在所述掩膜材料層上形成第一圖形層；以所述第一圖形層刻蝕所述第一保護(hù)層及所述掩膜材料層形成第一掩膜；以所述第一掩膜為掩膜在所述第二區(qū)域襯底中，形成凹槽；在所述凹槽中形成第二應(yīng)力層。

可選的，所述第一晶體管是P型晶體管，所述第二晶體管是N型晶體管；所述掩膜材料層的厚度在30埃到80埃的范圍內(nèi)；所述第一保護(hù)層厚度在20埃到50埃的范圍內(nèi)；對(duì)所述第一應(yīng)力層進(jìn)行離子注入的離子能量在0.5KeV到 10KeV；所述第二保護(hù)層的厚度在20埃到40埃的范圍內(nèi)；對(duì)所述第二應(yīng)力層進(jìn)行離子注入的離子能量在1.5KeV到15KeV。

可選的，所述第一晶體管是N型晶體管，所述第一晶體管是P型晶體管；所述掩膜材料層的厚度在35埃到100埃的范圍內(nèi)；所述第一保護(hù)層厚度在15埃到40埃的范圍內(nèi)；對(duì)所述第一應(yīng)力層進(jìn)行離子注入的離子能量在1KeV到 10KeV；所述第二保護(hù)層的厚度在35埃到100埃的范圍內(nèi)；對(duì)所述第二應(yīng)力層進(jìn)行離子注入的離子能量在0.4KeV到8KeV。