本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的迅速發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著更高的元件密度，以及更高的集成度的方向發(fā)展，晶體管作為最基本的半導(dǎo)體器件目前正在被廣泛應(yīng)用。隨著半導(dǎo)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(lái)越短，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)，產(chǎn)生漏電流，最終影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

為了克服晶體管的短溝道效應(yīng)，抑制漏電流，現(xiàn)有技術(shù)提出了鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Fin FET)。鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管是一種常見(jiàn)的多柵器件，它對(duì)溝道電荷展示了良好的柵極控制能力，并且將CMOS器件的尺寸延伸至更小范圍。鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)包括：位于半導(dǎo)體襯底表面的鰭部和介質(zhì)層，所述介質(zhì)層填充于鰭之間的間隙并暴露出鰭的上部；位于介質(zhì)層表面、以及鰭部的頂部和側(cè)壁表面的柵極結(jié)構(gòu)；位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)的源區(qū)和漏區(qū)。

然而，隨著半導(dǎo)體器件的尺寸不斷縮小，器件密度的提高，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造工藝受到了挑戰(zhàn)，難以保證鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能穩(wěn)定

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法，所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能得到改善、可靠性提高。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面形成有多個(gè)間隔排布的鰭，所述多個(gè)間隔排布的鰭中每個(gè)鰭的頂部構(gòu)成鰭的第一部，靠近基底的部分構(gòu)成鰭的第二部；在所述基底表面、以及所述鰭的第二部的側(cè)壁表面形成摻雜層，所述 摻雜層內(nèi)具有摻雜離子；進(jìn)行第一退火，使所述摻雜層內(nèi)的摻雜離子擴(kuò)散入所述鰭的第二部?jī)?nèi)；在所述基底內(nèi)形成深摻雜阱。

可選地，在進(jìn)行第一退火之前，包括形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層覆蓋所述摻雜層以及所述鰭的第一部的表面，所述介質(zhì)層的高度高于所述鰭的第一部的頂部表面；

可選地，形成所述介質(zhì)層之后，進(jìn)行第一退火之前，還包括：對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行平坦化處理。

可選地，在所述基底內(nèi)形成深摻雜阱包括：向覆蓋有介質(zhì)層的基底內(nèi)注入深摻雜阱離子；對(duì)深摻雜阱離子進(jìn)行第二退火。

可選地，所述第二退火的退火溫度范圍為1000℃至1050℃，退火時(shí)間為10秒至20秒。

可選地，所述介質(zhì)層的材料為可流動(dòng)材料，包括含Si-H鍵、Si-N鍵以及Si-O鍵中的一種或多種聚合物的聚合體；形成所述介質(zhì)層的方法包括采用流體化學(xué)氣相沉積工藝；形成所述介質(zhì)層的工藝溫度為60℃至70℃。

可選地，形成所述介質(zhì)層之后，對(duì)所述介質(zhì)層進(jìn)行平坦化處理之前，還包括：第三退火使所述介質(zhì)層固化。

可選地，所述第三退火的退火溫度范圍為300℃至600℃，退火時(shí)間范圍為20分鐘至40分鐘。

可選地，進(jìn)行第一退火之后，形成深摻雜阱之前，還包括第四退火，使所述介質(zhì)層致密化及釋放其壓力。

可選地，所述第四退火的退火溫度范圍為800℃至950℃，退火時(shí)間范圍為20分鐘至40分鐘。

可選地，在形成所述深摻雜阱之后，還包括去除所述介質(zhì)層的一部分，使所述介質(zhì)層的高度低于所述鰭的第一部的頂部表面。

可選地，形成多個(gè)間隔排布的鰭包括：提供襯底；刻蝕所述襯底，形成鰭的第一部；在所述鰭的第一部的側(cè)壁表面形成側(cè)墻；以所述鰭的第一部及其側(cè)墻為掩模，繼續(xù)刻蝕所述襯底，形成鰭的第二部，剩余的襯底形成基底。

可選地，在刻蝕所述襯底之前，還包括在所述襯底表面形成圖形化的掩模層，以所述圖形化的掩模層為掩模刻蝕所述襯底，形成鰭的第一部及位于鰭的第一部的頂部表面的掩模層。

可選地，所述掩模層的材料為氮化硅。

可選地，所述側(cè)墻的材料為氮化硅；所述側(cè)墻的厚度為至

可選地，所述襯底包括NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域，所述多個(gè)間隔排布的鰭分布在所述NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域，形成所述摻雜層包括：在基底表面、鰭的第一部的側(cè)墻表面、鰭的第二部的側(cè)壁表面形成第一摻雜層，所述第一摻雜層用于對(duì)NMOS區(qū)域的鰭的第二部進(jìn)行摻雜；在所述第一摻雜層表面形成隔離層；去除PMOS區(qū)域的隔離層和第一摻雜層；在未被去除的隔離層表面、PMOS區(qū)域的鰭的第一部的側(cè)墻表面、PMOS區(qū)域的鰭的第二部的側(cè)壁表面以及PMOS區(qū)域的基底表面形成第二摻雜層，所述第二摻雜層用于對(duì)PMOS區(qū)域的鰭的第二部進(jìn)行摻雜。

可選地，所述隔離層的材料為氮化硅；所述隔離層的厚度范圍為至

可選地，所述第一摻雜層的材料包括硼硅玻璃；所述第二摻雜層的材料包括磷硅玻璃；所述第一摻雜層或第二摻雜層的厚度為至所述第一摻雜層或第二摻雜層內(nèi)的摻雜離子濃度為1.0E20atoms/cm³至5.0E22atoms/cm³。

可選地，所述第一退火工藝包括快速熱退火、尖峰退火或激光退火；退火氣體為氮?dú)狻錃?、氬氣或氦氣；退火溫度?50℃至1050℃；退火時(shí)間為5秒至30秒。

可選地，在所述第一退火之后，所述第一摻雜層擴(kuò)散入所述NMOS區(qū)域的鰭的第二部?jī)?nèi)的硼離子的濃度為1.0E18atoms/cm³至5.0E19atoms/cm³；所述第二摻雜層擴(kuò)散入所述PMOS區(qū)域的鰭的第二部?jī)?nèi)的磷離子的濃度為1.0E18atoms/cm³至2.0E19atoms/cm³。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)將阱區(qū)離子注入置于第一退火驅(qū)動(dòng)所述摻雜層內(nèi)的摻雜離子向鰭的第二部?jī)?nèi)擴(kuò)散的步驟之后，有效地避免了因第一退火所引起的阱區(qū)注入離子的擴(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)致阱區(qū)隔離效果不佳的問(wèn)題。

同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例在形成深摻雜阱之前，在摻雜層表面形成高于鰭部頂部的摻雜層表面的介質(zhì)層，經(jīng)平坦化處理后的介質(zhì)層保證了阱離子注入表面的平整，使得離子注入分布比較均勻。

可選地，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，通過(guò)在鰭的第一部的側(cè)壁表面形成側(cè)墻作保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了所述摻雜層內(nèi)的摻雜離子在退火工藝下僅向鰭的第二部?jī)?nèi)擴(kuò)散，有效地防止了源區(qū)和漏區(qū)的底部穿通；避免了直接進(jìn)行防穿通離子注入所造成的鰭部表面和內(nèi)部的注入損傷，以及防穿通注入的離子由于隨機(jī)摻雜漲落(Random Doping Fluctuation，RDF)向鰭部的頂部至溝道區(qū)內(nèi)的擴(kuò)散，導(dǎo)致器件性能的失配，從而提高了所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能和可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1至圖13是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法的中間結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法，下面結(jié)合附圖加以詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1至圖13是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法的中間結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

參考圖1，提供襯底100，在所述襯底100表面依次形成襯墊層110及掩模層120。

所述襯底100包括相鄰的NMOS區(qū)域100n和PMOS區(qū)域100p。所述NMOS區(qū)域100n后續(xù)用于形成NMOS晶體管，所述PMOS區(qū)域100p用于形成PMOS晶體管。所述襯底100用于為后續(xù)工藝提供平臺(tái)，以及刻蝕形成鰭 部。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述襯底100可以為硅襯底、硅鍺襯底、碳化硅襯底、絕緣體上硅襯底、絕緣體上鍺襯底或III-V族化合物襯底，例如氮化鎵襯底或砷化鎵襯底等；所述襯底100還可以是由其他半導(dǎo)體材料形成的襯底；所述襯底100還可以選自具有外延層或外延層上硅結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，所述襯底100為單晶硅襯底。

本實(shí)施例中，所述襯底100表面還形成有襯墊層110，作為掩模層120的應(yīng)力緩沖層，以保護(hù)所述襯底100。具體地，所述襯墊層110的材料為氧化硅，采用熱氧化工藝形成，厚度為至

所述掩模層120形成于所述襯墊層110的表面。所述掩模層120用于作為刻蝕形成鰭部的掩模，并用于在后續(xù)工藝中起到保護(hù)鰭部頂部的作用。具體地，所述掩模層120的材料為氮化硅，所述氮化硅層具有較高的硬度，足以對(duì)鰭部的表面進(jìn)行保護(hù)。

參考圖2，刻蝕所述襯底100，形成襯底100a及位于所述襯底100a上的多個(gè)鰭的第一部131。所述鰭的第一部131包括位于NMOS區(qū)域100n的鰭的第一部131n以及位于PMOS區(qū)域100p的鰭的第一部131p。所述鰭的第一部131頂部表面形成有襯墊層110a和掩模層120a。

本實(shí)施例中，在所述襯底100內(nèi)形成多個(gè)鰭的第一部131的步驟包括：在所述掩模層120(如圖1所示)表面形成圖形化的第一光刻膠層；以所述圖形化的第一光刻膠層為掩模，刻蝕所述掩模層120和襯墊層110(如圖1所示)，直至暴露出所述襯底100(如圖1所示)表面為止，形成圖形化的襯墊層110a及掩模層120a；再以所述圖形化的掩模層120a為掩模，刻蝕所述襯底100(如圖1所示)，去除部分厚度的襯底100，形成鰭的第一部131，剩余襯底形成襯底100a。

具體地，刻蝕所述襯底100的工藝為各向異性的干法刻蝕工藝。所述各向異性的干法刻蝕工藝包括：刻蝕氣體可以為SF₆、CHCl₃、SiCl₄、Cl₂、HBr、CF₄、CHF₃中的一種或多種，載氣包括惰性氣體，刻蝕氣體的流量為50sccm至100sccm，載氣的流量為100sccm至1000sccm，功率大于100W，偏置電 壓大于10V。

所形成的鰭的第一部131的側(cè)壁可以垂直于襯底100表面或相對(duì)于襯底100表面傾斜。在本實(shí)施例中，相鄰NMOS區(qū)域100n的鰭的第一部131n及相鄰PMOS區(qū)域100p的鰭的第一部131p之間的距離在40納米到60納米范圍內(nèi)。所述鰭的第一部131的寬度為13納米至20納米。

參考圖3，在所述鰭的第一部131的側(cè)壁表面形成側(cè)墻140。

形成所述側(cè)墻140的步驟包括：在所述襯底100a表面、鰭的第一部131的側(cè)壁表面、襯墊層110a的側(cè)壁表面以及掩模層120a表面形成側(cè)墻膜，再回刻蝕所述側(cè)墻膜，在所述鰭的第一部131、襯墊層110a以及掩模層120a的側(cè)壁表面形成側(cè)墻140。

所述側(cè)墻140的材料可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或多種組合。在本實(shí)施例中，所述側(cè)墻140的材料為氮化硅；形成所述側(cè)墻的工藝為原子層沉積工藝(atomic layer deposition，ALD)，反應(yīng)氣體為二氯甲硅烷(SiH₂Cl₂)與氨氣(NH₃)，反應(yīng)溫度為400℃至600℃，壓力為1mT至10mT,氣體流量為1500sccm至4000sccm,反應(yīng)時(shí)間為15至60個(gè)循環(huán),形成所述側(cè)墻的厚度為所述原子層沉積工藝具有良好的階梯覆蓋能力，使所形成的側(cè)墻膜能夠緊密地覆蓋所述襯底100a表面、鰭的第一部131的側(cè)壁表面、襯墊層110a的側(cè)壁表面以及掩模層120a表面。

參考圖4，以所述鰭的第一部131及其側(cè)墻140為掩模，繼續(xù)刻蝕所述襯底100a(如圖3所示)，形成鰭的第二部132，剩余的襯底100a形成基底100b。所述鰭的第二部132包括位于NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n以及位于PMOS區(qū)域100p的鰭的第二部132p。所述鰭的第一部131與鰭的第二部132共同形成鰭13。

形成所述鰭的第二部132的方法包括采用各向異性的干法刻蝕工藝。所述各向異性的干法刻蝕工藝包括：刻蝕氣體為SF₆、CHCl₃、SiCl₄、Cl₂、HBr、CF₄、CHF₃中的一種或多種，載氣包括惰性氣體，刻蝕氣體的流量為50sccm至100sccm，載氣的流量為100sccm至1000sccm，功率大于100W，偏置電壓大于10V。

形成鰭的第二部132之后，需要對(duì)所述鰭的第二部132進(jìn)行防穿通離子摻雜。本實(shí)施例中采用固相摻雜的方法在所述鰭的第二部132摻雜防穿通離子，即形成覆蓋所述基底100b表面與鰭的第二部132的側(cè)壁表面的摻雜層，所述摻雜層內(nèi)具有摻雜離子，在退火工藝的驅(qū)動(dòng)下使摻雜層內(nèi)的摻雜離子向所述鰭的第二部132內(nèi)擴(kuò)散。在本實(shí)施例中，摻雜入NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n內(nèi)的防穿通離子為P型離子，摻雜入PMOS區(qū)域100p的鰭的第二部132p內(nèi)的防穿通離子為N型離子；所述防穿通離子相對(duì)于后續(xù)形成于鰭13內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子反型，以此避免源區(qū)和漏區(qū)的底部之間發(fā)生穿通。

參考圖5，在所述基底100b表面、鰭的第一部131的側(cè)墻140表面、鰭的第二部132的側(cè)壁表面形成第一摻雜膜151；在所述第一摻雜膜151的表面形成隔離膜153。

參考圖6，在所述NMOS區(qū)的第一摻雜膜151表面形成圖形化的第二光刻膠層160，所述圖形化的第二光刻膠層160暴露出PMOS區(qū)域100p；以所述圖形化的第二光刻膠層160為掩模，刻蝕去除所述PMOS區(qū)域100p的第一摻雜膜151及隔離膜153(如圖5所示)，直至暴露出PMOS區(qū)域100p的基底100b、PMOS區(qū)域100p的鰭的第一部131p的側(cè)墻140和鰭的第二部132p以及掩模層120a的頂部表面，形成僅覆蓋NMOS區(qū)域100n的第一摻雜膜151a及隔離膜153a。

參考圖7，去除所述圖形化的第二光刻膠層160，暴露出僅覆蓋NMOS區(qū)域100n的第一摻雜層151a及隔離層153a。

在本實(shí)施例中，所述NMOS區(qū)域100n用于形成NMOS晶體管，因此所述第一摻雜層151a內(nèi)具有P型摻雜離子，用于向NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n內(nèi)摻雜防穿通離子。具體地，所述第一摻雜層151a內(nèi)的摻雜離子為硼離子。由于所述硼離子的粒子尺寸較小，所述硼離子容易發(fā)生擴(kuò)散；若直接采用防穿通離子注入工藝在所述NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n內(nèi)摻雜所述硼離子，不僅容易對(duì)NMOS區(qū)域100n的鰭造成損傷，所注入的硼離子還容易向NMOS區(qū)域100n的鰭的第一部131n內(nèi)擴(kuò)散，致使所形成的NMOS晶體管性能不佳。因此，在本實(shí)施例中，采用固相摻雜的方法在NMOS區(qū)域 100n的鰭的第二部132n內(nèi)摻雜硼離子，通過(guò)形成覆蓋所述NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n的側(cè)壁表面的第一摻雜層151a，并在形成所述第一摻雜層151a之前形成覆蓋鰭的第一部131的側(cè)壁表面的側(cè)墻140，使所述第一摻雜層151a內(nèi)的硼離子僅能夠通過(guò)所述鰭的第二部132n的側(cè)壁表面向NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n內(nèi)擴(kuò)散，從而避免了后續(xù)形成的源漏區(qū)底部之間發(fā)生穿通。

具體地，所述第一摻雜層151a的材料為硼硅玻璃；所述第一摻雜膜151的形成工藝為原子層沉積工藝。所述第一摻雜層151a的厚度為至所述第一摻雜層151a內(nèi)的硼離子濃度為1.0E20atoms/cm³至5.0E22atoms/cm³；所述第一摻雜層151a內(nèi)的硼離子濃度和第一摻雜層151a的厚度決定了后續(xù)擴(kuò)散入NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n內(nèi)的摻雜離子的劑量。所述原子層沉積工藝具有良好的階梯覆蓋能力，能夠使所形成的第一摻雜膜151緊密地貼合于基底100b表面、以及NMOS區(qū)域100n的鰭的第一部131n和鰭的第二部132n表面，而且使所形成的第一摻雜層151a的厚度均勻，則后續(xù)擴(kuò)散入NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n內(nèi)的摻雜離子濃度均勻。

所述隔離層153a形成于第一摻雜層151a表面，用于在后續(xù)形成的第二摻雜層與所述第一摻雜層151a之間起到隔離作用。在本實(shí)施例中，所述隔離層153a的材料為氮化硅。所述隔離膜153的形成工藝為原子層沉積(Atomic LayerDeposition，ALD)工藝，工藝參數(shù)為：反應(yīng)氣體為二氯甲硅烷(SiH₂Cl₂)與氨氣(NH₃)，反應(yīng)溫度為400℃至600℃，壓力為1mT至10mT,氣體流量為1500sccm至4000sccm,反應(yīng)時(shí)間為15至30個(gè)循環(huán),形成所述隔離層153a的厚度為至

參考圖8，在所述隔離層153a表面及PMOS區(qū)域100p形成第二摻雜層155。所述第二摻雜層155覆蓋隔離層153a表面、PMOS區(qū)域100p的基底100b表面、PMOS區(qū)域100p的鰭的第二部132p的側(cè)壁及鰭的第一部131p的側(cè)墻140表面、PMOS區(qū)域100p的掩模層120a的頂部表面。

在本實(shí)施例中，所述第二摻雜層155內(nèi)的摻雜離子為磷離子。所述第二摻雜層155的材料為磷硅玻璃；所述第二摻雜層155的形成工藝為原子層沉積工藝；所述第二摻雜層155的厚度為至所述第二摻雜層155 內(nèi)的磷離子濃度為1.0E20atoms/cm³～5.0E21atoms/cm³。所述第二摻雜層155內(nèi)的磷離子濃度和第二摻雜層155的厚度決定了后續(xù)擴(kuò)散入PMOS區(qū)域100p的鰭的第二部132p內(nèi)的摻雜離子的劑量。所述原子層沉積工藝具有良好的階梯覆蓋能力，能夠使所形成的第二摻雜層155緊密地貼合于隔離層153a表面、PMOS區(qū)域100p的基底100b表面、PMOS區(qū)域100p的鰭的第二部132p的側(cè)壁及鰭的第一部131p的側(cè)墻140表面、PMOS區(qū)域100p的掩模層120a的頂部表面，而且使所形成的第二摻雜層155的厚度均勻，則后續(xù)擴(kuò)散入PMOS區(qū)域100p的鰭的第二部132p內(nèi)的摻雜離子濃度均勻。

參考圖9，在所述第二摻雜層155的表面形成介質(zhì)層170。所述介質(zhì)層170用于形成隔離相鄰鰭的介質(zhì)層。

所述介質(zhì)層170的材料可以為氧化硅、氮氧化硅、低K介質(zhì)材料(介電常數(shù)大于或等于2.5、小于3.9)、超低K介質(zhì)材料(介電常數(shù)小于2.5)中的一種或多種組合。所述介質(zhì)層170的形成工藝可以為化學(xué)氣相沉積工藝或物理氣相沉積工藝。

隨著相鄰鰭之間的距離縮小，NMOS區(qū)域100n或PMOS區(qū)域100p內(nèi)相鄰鰭之間的距離小于或等于20納米，相鄰鰭之間的溝槽深寬比增大，所述介質(zhì)層170的形成難度增加。為了使所形成的介質(zhì)層170致密均勻、覆蓋能力良好，本實(shí)施例中采用流體化學(xué)氣相沉積(Flowable Chemical Vapor Deposition，F(xiàn)CVD)工藝形成所述介質(zhì)層170。形成的所述介質(zhì)層170容易伸入相鄰鰭之間的溝槽并充分填充，所述介質(zhì)層170內(nèi)不易形成缺陷。所述介質(zhì)層170的材料為含硅的可流動(dòng)材料，所述可流動(dòng)材料能夠?yàn)楹琒i-H鍵、Si-N鍵以及Si-O鍵中一種或多種聚合物的聚合體。具體地，所述介質(zhì)層170的材料為氧化硅。所述介質(zhì)層170的形成工藝參數(shù)包括：工藝溫度為60℃～70℃，本實(shí)施例中為65℃。本實(shí)施例中采用流體化學(xué)氣相沉積(FCVD)工藝形成所述介質(zhì)層170后，還包括：進(jìn)行第三退火使介質(zhì)層170固化；平坦化所述介質(zhì)層170。

所述流體化學(xué)氣相沉積(FCVD)工藝包括：反應(yīng)物包括氧氣等離子體、硅源氣體(例如SiH₄)、載氣(例如氮?dú)?、氫氣或惰性氣體)；首先，在反應(yīng)溫度低于100℃，壓力為0.1T至10T，晶圓溫度為0℃至150℃的狀態(tài)下， 在基底100b表面沉積形成流體氧化硅材料，所述流體的氧化硅材料能夠優(yōu)先進(jìn)入相鄰鰭之間，并使鰭之間的溝槽被填充滿；之后，進(jìn)行第三退火，形成固態(tài)氧化硅，退火溫度為300℃至600℃，退火時(shí)間為20分鐘至40分鐘。需要說(shuō)明的是，由于形成所述介質(zhì)層170的溫度較低，在形成所述介質(zhì)層170的過(guò)程中，所述第二摻雜層155內(nèi)的摻雜離子不易向PMOS區(qū)域100p的鰭的第二部132p內(nèi)擴(kuò)散，所述第一摻雜層151a內(nèi)的摻雜離子也不易向NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n內(nèi)擴(kuò)散。

平坦化所述介質(zhì)層170的工藝為化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工藝，在平坦化工藝之后，所述介質(zhì)層170的表面平坦，保證了后續(xù)進(jìn)行阱區(qū)離子注入時(shí)，離子注入表面的平整；同時(shí)，后續(xù)對(duì)所述介質(zhì)層170進(jìn)行回刻蝕之后，所形成的介質(zhì)層的表面也能夠保持平坦。

參考圖10，形成所述介質(zhì)層170之后，進(jìn)行第一退火工藝。所述退火工藝的溫度較高，用于驅(qū)動(dòng)第一摻雜層151a內(nèi)的摻雜離子擴(kuò)散進(jìn)入所述NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n內(nèi)，以及第二摻雜層155內(nèi)的摻雜離子擴(kuò)散進(jìn)入所述PMOS區(qū)域100p的鰭的第二部132p內(nèi)。

所述第一退火工藝可以是爐管退火、快速熱退火或尖峰退火。本實(shí)施例中，所述第一退火工藝為快速熱退火，退火的氣體包括氮?dú)?、氬氣或氦氣，退火溫度?50℃到1050℃范圍內(nèi)，退火時(shí)間在5秒到30秒范圍內(nèi)。第一退火工藝之后，所述第一摻雜層151a擴(kuò)散入所述NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n內(nèi)的硼離子的濃度為1.0E18atoms/cm³至5.0E19atoms/cm³范圍內(nèi)；所述第二摻雜層155擴(kuò)散入所述PMOS區(qū)域100p的鰭的第二部132p內(nèi)的磷離子的濃度為1.0E18atoms/cm³至2.0E19atoms/cm³范圍內(nèi)。

在本實(shí)施例中，由于所述鰭的第一部131的側(cè)壁和頂部表面分別形成有側(cè)墻140和掩模層120a，因而所述第一摻雜層151a和第二摻雜層155內(nèi)的摻雜離子僅能夠通過(guò)所述鰭的第二部132的側(cè)壁表面擴(kuò)散入所述鰭的第二部132內(nèi)。具體地，所述第一摻雜層151a內(nèi)的摻雜離子向所述NMOS區(qū)域100n的鰭的第二部132n內(nèi)擴(kuò)散，所述第二摻雜層155內(nèi)的摻雜離子向所述PMOS區(qū)域100p的鰭的第二部132p內(nèi)擴(kuò)散。所述鰭的第二部132與后續(xù)形成于鰭內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)的底部位置對(duì)應(yīng)。

本實(shí)施例中，在進(jìn)行第一退火之后，形成深摻雜阱之前，還包括第四退火，使介質(zhì)層170致密化及釋放其壓力。所述第四退火的退火溫度范圍為800℃至950℃，退火時(shí)間范圍為20分鐘至40分鐘。

參考圖11，在所述第一退火工藝之后，在所述基底100b內(nèi)形成深摻雜阱，包括：向覆蓋有介質(zhì)層170的基底100b內(nèi)注入深摻雜阱離子；對(duì)深摻雜阱離子進(jìn)行第二退火。所述阱區(qū)離子注入為分別在NMOS區(qū)域100n的基底100b和PMOS區(qū)域100p的基底100b內(nèi)注入N型和P型離子。具體地，所述N型離子包括磷離子，所述P型離子包括硼離子。所述阱區(qū)離子注入的能量為35KeV至60KeV，離子注入濃度為1.0E13atom/cm³至1.0E14atom/cm³；之后，對(duì)深摻雜阱離子進(jìn)行第二退火，退火溫度范圍為1000℃至1050℃，退火時(shí)間為10秒至20秒。

結(jié)合參考圖12，去除所述介質(zhì)層170的一部分，使所述介質(zhì)層170的高度低于所述鰭的第一部131的頂部表面，形成介質(zhì)層170a，所述介質(zhì)層170a用于隔離相鄰鰭內(nèi)的有源區(qū)。在形成所述介質(zhì)層170a之后，暴露出高于所述介質(zhì)層170a表面的第二摻雜層155。

形成所述介質(zhì)層170a的步驟包括：對(duì)所述介質(zhì)層170進(jìn)行平坦化，直至暴露出位于鰭的第一部131的頂部表面的第二摻雜層155為止；在所述平坦化工藝之后，刻蝕剩余的介質(zhì)層170，形成所述介質(zhì)層170a。

去除部分介質(zhì)層170的工藝為干法刻蝕工藝或濕法刻蝕工藝；所述干法刻蝕工藝為各向異性的刻蝕工藝或各向同性的刻蝕工藝。

所述各向同性的干法刻蝕工藝為SiCoNi工藝。所述SiCoNi工藝在各個(gè)方向上的刻蝕速率均勻，易于深入相鄰鰭之間進(jìn)行刻蝕，即使相鄰鰭之間的溝槽深寬比較大，也能夠使刻蝕后形成的介質(zhì)層170a表面平坦。

所述SiCoNi刻蝕工藝的參數(shù)包括：功率10W至100W，頻率小于100KHz，刻蝕溫度為40℃至80℃，壓強(qiáng)為0.5T至50T，刻蝕氣體包括NH₃、NF₃、He，其中，NH₃的流量為0sccm至500sccm，NF₃的流量為20sccm至200sccm，He的流量為400sccm至1200sccm，NF₃與NH₃的流量比為1:20至5:1。

結(jié)合參考圖13，去除高于所述介質(zhì)層170a表面的第二摻雜層155、以及位于所述高于所述介質(zhì)層170a表面的第二摻雜層155之下的隔離層153、第一摻雜層151a、側(cè)墻140、掩模層120a及襯墊層110a，暴露出鰭13(如圖4所示)的部分側(cè)壁表面和頂部表面。

去除高于介質(zhì)層170a表面第二摻雜層155、隔離層153、第一摻雜層151a、側(cè)墻140、掩模層120a及襯墊層110a的工藝為干法刻蝕SiCoNi工藝。

在完成以上工藝步驟之后，本實(shí)施例還包括：形成橫跨所述鰭的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋所述鰭部分側(cè)壁和頂部表面；在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭內(nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)。在本實(shí)施例中，所述鰭用于形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

綜上，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)將阱區(qū)離子注入置于第一退火驅(qū)動(dòng)所述摻雜離子向鰭部擴(kuò)散的步驟之后，有效地避免了因第一退火所引起的阱區(qū)注入離子的擴(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)致阱區(qū)隔離效果不佳的問(wèn)題。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例在形成深摻雜阱之前，在摻雜層表面形成高于鰭部頂部的摻雜層表面的介質(zhì)層，經(jīng)平坦化處理后的介質(zhì)層保證了阱離子注入表面的平整，使得離子注入分布比較均勻。此外，本發(fā)明實(shí)施例的可選方案中，通過(guò)在鰭的第一部的側(cè)壁表面形成側(cè)墻作保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了所述摻雜層內(nèi)的摻雜離子在退火工藝下僅向鰭的第二部?jī)?nèi)擴(kuò)散，有效地防止了源區(qū)和漏區(qū)的底部穿通；避免了直接進(jìn)行防穿通離子注入所造成的鰭部表面和內(nèi)部的注入損傷，以及防穿通注入的離子由于隨機(jī)摻雜漲落(Random Doping Fluctuation，RDF)向鰭部的頂部至溝道區(qū)內(nèi)的擴(kuò)散，導(dǎo)致器件性能的失配，從而提高了所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能和可靠性。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。