[發(fā)明專(zhuān)利]堆疊環(huán)柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)管及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811146243.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110970300B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)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(lèi)號(hào): H01L21/336
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/336;H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務(wù)所 31319
• 代理人: 侯莉

本發(fā)明提供了一種堆疊環(huán)柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，包括以下步驟：提供鰭片，所述鰭片具有溝道層和犧牲層的交替結(jié)構(gòu)；露出所述鰭片沿其延伸方向的端面；沿所述端面對(duì)所述溝道層中進(jìn)行淺摻雜漏注入；對(duì)經(jīng)過(guò)所述淺摻雜漏注入后的所述溝道層進(jìn)行雜質(zhì)離子摻雜；形成與所述溝道層耦合的源漏外延結(jié)構(gòu)。溝道層經(jīng)雜質(zhì)離子注入后，不僅能夠防止原摻雜離子與間隙原子形成摻雜缺陷簇，修復(fù)溝道的損傷，還能夠防止后續(xù)形成高濃度摻雜的源漏結(jié)構(gòu)中的摻雜離子向溝道層中的擴(kuò)散。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝領(lǐng)域，更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種堆疊環(huán)柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)管及其形成方法。

背景技術(shù)

為了提高電路密度和達(dá)到更高的性能要求，半導(dǎo)體器件的特征尺寸正在不斷減小。隨之而來(lái)地，技術(shù)人員也面臨著如何抑制短溝道效應(yīng)的問(wèn)題。

目前廣泛采用的三柵式鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)即是一種用于抑制短溝道效應(yīng)的技術(shù)方案。三柵式鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的鰭部具有三個(gè)側(cè)面能夠與晶體管柵極結(jié)構(gòu)直接接觸，這三個(gè)側(cè)面能夠充分地耗盡，從而一定程度地抑制了短溝道效應(yīng)。然而，遠(yuǎn)離柵極結(jié)構(gòu)的第四個(gè)側(cè)面，則無(wú)法受到柵極結(jié)構(gòu)的控制。隨著晶體管尺寸的不斷縮小，該不受控制部分的寄生泄漏問(wèn)題成為三柵極晶體管微縮的主要障礙。

為了進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)溝道的控制能力，抑制短溝道效應(yīng)，一種新型晶體管架構(gòu)，堆疊環(huán)柵(stacked?Gate-All-Around，stacked?GAA)鰭式場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)被提出。然而，現(xiàn)有的堆疊環(huán)柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的器件性能仍然難以達(dá)到要求。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種堆疊環(huán)柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，能夠修復(fù)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的溝道損傷，同時(shí)防止源漏外延區(qū)域的摻雜離子向溝道中的擴(kuò)散，提高器件性能。

該堆疊環(huán)柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法包括以下步驟：

提供鰭片，所述鰭片具有溝道層和犧牲層的交替結(jié)構(gòu)；

露出所述鰭片沿其延伸方向的端面；

沿所述端面對(duì)所述溝道層進(jìn)行淺摻雜漏注入；

對(duì)經(jīng)過(guò)所述淺摻雜漏注入后的所述溝道層進(jìn)行雜質(zhì)離子摻雜，所述雜質(zhì)離子摻雜采用不同于所述淺摻雜漏注入的摻雜離子；

形成與所述溝道層耦合的源漏外延結(jié)構(gòu)。

溝道層經(jīng)雜質(zhì)離子注入后，不僅能夠防止原摻雜離子與間隙原子形成摻雜缺陷簇，修復(fù)溝道的損傷，還能夠防止后續(xù)形成高濃度摻雜的源漏結(jié)構(gòu)中的摻雜離子向溝道層中的擴(kuò)散。

在本發(fā)明的較優(yōu)技術(shù)方案中，所述露出所述鰭片沿其延伸方向的端面的步驟中，包括以下步驟：

形成橫跨所述鰭片的柵極結(jié)構(gòu)；

在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成外側(cè)墻結(jié)構(gòu)；

去除所述鰭片未被所述柵極結(jié)構(gòu)和所述外側(cè)墻結(jié)構(gòu)覆蓋的部分。

在本發(fā)明的較優(yōu)技術(shù)方案中，在對(duì)經(jīng)過(guò)所述淺摻雜漏注入后的所述溝道層進(jìn)行雜質(zhì)離子摻雜的步驟中，摻雜的雜質(zhì)離子為碳、氮或氟。

在本發(fā)明的較優(yōu)技術(shù)方案中，在對(duì)經(jīng)過(guò)所述淺摻雜漏注入后的所述溝道層進(jìn)行雜質(zhì)離子摻雜的步驟中，所述雜質(zhì)離子摻雜采用離子注入工藝實(shí)現(xiàn)。

在本發(fā)明的較優(yōu)技術(shù)方案中，在沿所述端面對(duì)所述溝道層中進(jìn)行淺摻雜漏注入之后，在對(duì)經(jīng)過(guò)所述淺摻雜漏注入后的所述溝道層進(jìn)行雜質(zhì)離子摻雜之前，還包括：選擇性去除部分所述犧牲層，在所述鰭片的所述端面形成若干橫向凹槽。

在本發(fā)明的較優(yōu)技術(shù)方案中，在對(duì)經(jīng)過(guò)淺摻雜的所述溝道層進(jìn)行雜質(zhì)離子注入之后，在所述橫向凹槽內(nèi)形成內(nèi)側(cè)墻結(jié)構(gòu)。在填充內(nèi)側(cè)墻之前進(jìn)行雜質(zhì)離子注入，能夠?qū)Ω竺娣e的溝道區(qū)域進(jìn)行摻雜，進(jìn)一步提高器件性能。