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半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法與流程

文檔序號(hào):12036379閱讀:226來源:國知局
半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法與流程

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域,尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法。



背景技術(shù):

在半導(dǎo)體制造中,隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展趨勢(shì),集成電路特征尺寸持續(xù)減小。為了適應(yīng)特征尺寸的減小,mosfet場(chǎng)效應(yīng)管的溝道長度也相應(yīng)不斷縮短。然而,隨著器件溝道長度的縮短,器件源極與漏極間的距離也隨之縮短,因此柵極對(duì)溝道的控制能力隨之變差,柵極電壓夾斷(pinchoff)溝道的難度也越來越大,使得亞閾值漏電(subthresholdleakage)現(xiàn)象,即所謂的短溝道效應(yīng)(sce:short-channeleffects)更容易發(fā)生。

因此,為了更好的適應(yīng)特征尺寸的減小,半導(dǎo)體工藝逐漸開始從平面mosfet晶體管向具有更高功效的三維立體式的晶體管過渡,如鰭式場(chǎng)效應(yīng)管(finfet)。finfet中,柵至少可以從兩側(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。

但是,現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能仍有待提高。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法,優(yōu)化半導(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)體結(jié)構(gòu)的制造方法。包括如下步驟:提供半導(dǎo)體基底,所述半導(dǎo)體基底包括襯底以及位于所述襯底上的鰭部;在所述鰭部之間的襯底上形成隔離結(jié)構(gòu),其中露出于所述隔離結(jié)構(gòu)的鰭部作為鰭部第一區(qū)域,剩余的未露出部分作為鰭部第二區(qū)域;形成橫跨所述鰭部表面的柵極結(jié)構(gòu),所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋所述鰭部第一區(qū)域的頂部和側(cè)壁;以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜,對(duì)所述鰭部第二區(qū)域進(jìn)行緩沖離子摻雜工藝,形成緩沖 摻雜離子區(qū);形成所述緩沖摻雜離子區(qū)后,對(duì)所述鰭部第一區(qū)域進(jìn)行淺摻雜工藝,形成淺摻雜離子區(qū),且所述淺摻雜離子區(qū)的離子類型與所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型相同;形成所述淺摻雜離子區(qū)后,通過重?fù)诫s工藝在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)形成源區(qū)或漏區(qū),其中所述重?fù)诫s工藝注入的離子劑量大于所述緩沖離子摻雜工藝注入的離子劑量。

可選的,所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子,所述淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子。

可選的,緩沖離子摻雜工藝的參數(shù)包括:所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子,注入的離子包括磷離子,注入的離子能量為8kev至20kev,注入的離子劑量為5e12至1e14原子每平方厘米,注入角度為0度至7度;所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為p型離子,注入的離子包括硼離子,注入的離子能量為6kev至16kev,注入的離子劑量為5e12至1e14原子每平方厘米,注入角度為0度至7度。

可選的,所述淺摻雜工藝的參數(shù)包括:所述淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子,注入的離子包括磷離子,注入的離子能量為2kev至10kev,注入的離子劑量為8e13至1e14原子每平方厘米,注入角度為10度至20度;所述淺摻雜離子區(qū)的離子類型為p型離子,注入的離子包括硼離子,注入的離子能量為2kev至8kev,注入的離子劑量為8e13至5e14原子每平方厘米,注入角度為10度至20度。

可選的,對(duì)所述鰭部第二區(qū)域進(jìn)行緩沖離子摻雜工藝后,對(duì)所述鰭部第一區(qū)域進(jìn)行淺摻雜工藝之前,所述制造方法還包括:對(duì)所述半導(dǎo)體基底進(jìn)行退火工藝,促進(jìn)所述緩沖摻雜離子橫向擴(kuò)散進(jìn)位于所述鰭部第二區(qū)域內(nèi)。

可選的,所述退火工藝的工藝參數(shù)包括:退火溫度為750攝氏度至1000攝氏度,壓強(qiáng)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,反應(yīng)氣體為氮?dú)猓獨(dú)獾臍怏w流量為5每分鐘標(biāo)準(zhǔn)升至40每分鐘標(biāo)準(zhǔn)升。

可選的,所述襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域,位于所述第一區(qū)域襯底上的鰭部為第一鰭部,位于所述第二區(qū)域襯底上的鰭部為第二鰭部;露出于所述第一區(qū)域隔離結(jié)構(gòu)的第一鰭部為第一鰭部第一區(qū)域,剩余的未露出部分作 為第一鰭部第二區(qū)域;露出于所述第二區(qū)域隔離結(jié)構(gòu)的第二鰭部為第二鰭部第一區(qū)域,剩余的未露出部分作為第二鰭部第二區(qū)域。

可選的,對(duì)所述鰭部第二區(qū)域進(jìn)行緩沖離子摻雜工藝的步驟包括:對(duì)所述第一鰭部第二區(qū)域進(jìn)行第一緩沖離子摻雜工藝,形成第一緩沖摻雜離子區(qū);對(duì)所述第二鰭部第二區(qū)域進(jìn)行第二緩沖離子摻雜工藝,形成第二緩沖摻雜離子區(qū)。

可選的,所述第一緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子,所述第二緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子。

可選的,對(duì)所述鰭部第一區(qū)域進(jìn)行淺摻雜工藝的步驟包括:對(duì)所述第一鰭部第一區(qū)域進(jìn)行第一淺摻雜工藝,形成第一淺摻雜離子區(qū);對(duì)所述第二鰭部第一區(qū)域進(jìn)行第二淺摻雜工藝,形成第二淺摻雜離子區(qū)。

可選的,所述第一淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子,所述第二淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子。

可選的,在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)形成源區(qū)或漏區(qū)的步驟包括:在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)形成應(yīng)力層;在所述應(yīng)力層內(nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)。

相應(yīng)的,本發(fā)明還提供一種采用上述方法形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),包括:半導(dǎo)體基底,包括襯底以及位于所述襯底上的鰭部;隔離結(jié)構(gòu),位于所述鰭部之間的襯底上,其中露出于所述隔離結(jié)構(gòu)的鰭部作為鰭部第一區(qū)域,剩余的未露出部分作為鰭部第二區(qū)域;柵極結(jié)構(gòu),橫跨所述鰭部表面,且覆蓋所述鰭部第一區(qū)域的頂部和側(cè)壁;淺摻雜離子區(qū),位于所述鰭部第一區(qū)域內(nèi);緩沖摻雜離子區(qū),位于所述鰭部第二區(qū)域內(nèi),所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型與所述淺摻雜離子區(qū)的離子類型相同;源區(qū)或漏區(qū),位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi),其中所述源區(qū)或漏區(qū)的離子濃度大于所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子濃度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):

本發(fā)明在形成源區(qū)或漏區(qū)之前,先在所述鰭部第二區(qū)域內(nèi)形成緩沖摻雜離子區(qū),其中所述重?fù)诫s工藝注入的離子劑量大于所述緩沖離子摻雜工藝注入的離子劑量,使所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子濃度介于所述源區(qū)或漏區(qū)和所 述襯底之間,從而使所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底之間具有緩變摻雜區(qū),即降低所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底的濃度梯度,使所述源區(qū)或漏區(qū)與襯底之間形成緩變結(jié),由于緩變結(jié)的漏電流較小,進(jìn)而可以降低器件源區(qū)或漏區(qū)與襯底之間的結(jié)漏電流,優(yōu)化半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

附圖說明

圖1至圖8是本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法一實(shí)施例中各步驟對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知,為了改善器件的短溝道效應(yīng)(sce:short-channeleffects),半導(dǎo)體工藝逐漸開始從平面mosfet晶體管向具有更高功效的三維立體式的晶體管過渡,如鰭式場(chǎng)效應(yīng)管(finfet)。但是,現(xiàn)有技術(shù)形成的finfet的電學(xué)性能仍有待提高。

分析其原因在于:器件的源區(qū)或漏區(qū)位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi),由于源區(qū)或漏區(qū)的摻雜離子濃度較大,襯底的摻雜離子濃度較小,使所述源區(qū)或漏區(qū)與襯底的濃度梯度過大,從而使所述源區(qū)或漏區(qū)與襯底之間形成突變結(jié),而一般突變結(jié)的漏電流較大,進(jìn)而導(dǎo)致器件源區(qū)或漏區(qū)與襯底之間的結(jié)漏電流(junctionleak)增大,器件的電學(xué)性能降低。

為了解決所述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法,包括:提供半導(dǎo)體基底,所述半導(dǎo)體基底包括襯底以及位于所述襯底上的鰭部;在所述鰭部之間的襯底上形成隔離結(jié)構(gòu),其中露出于所述隔離結(jié)構(gòu)的鰭部作為鰭部第一區(qū)域,剩余的未露出部分作為鰭部第二區(qū)域;形成橫跨所述鰭部表面的柵極結(jié)構(gòu),所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋所述鰭部第一區(qū)域的頂部和側(cè)壁;以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜,對(duì)所述鰭部第二區(qū)域進(jìn)行緩沖離子摻雜工藝,形成緩沖摻雜離子區(qū);形成所述緩沖摻雜離子區(qū)后,對(duì)所述鰭部第一區(qū)域進(jìn)行淺摻雜工藝,形成淺摻雜離子區(qū),且所述淺摻雜離子區(qū)的離子類型與所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型相同;形成所述淺摻雜離子區(qū)后,通過重?fù)诫s工藝在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)形成源區(qū)或漏區(qū),其中所述重?fù)诫s工藝注入的離子劑量大于所述緩沖離子摻雜工藝注入的離子劑量。

本發(fā)明在形成源區(qū)或漏區(qū)之前,先在所述鰭部第二區(qū)域內(nèi)形成緩沖摻雜離子區(qū),其中所述重?fù)诫s工藝注入的離子劑量大于所述緩沖離子摻雜工藝注入的離子劑量,使所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子濃度介于所述源區(qū)或漏區(qū)和所述襯底之間,從而使所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底之間具有緩變摻雜區(qū),即降低所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底的濃度梯度,使所述源區(qū)或漏區(qū)與襯底之間形成緩變結(jié),由于緩變結(jié)的漏電流較小,進(jìn)而可以降低器件源區(qū)或漏區(qū)與襯底之間的結(jié)漏電流,優(yōu)化半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

圖1至圖8是本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法一實(shí)施例中各步驟對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖。

參考1,提供半導(dǎo)體基底,所述半導(dǎo)體基底包括襯底100以及位于所述襯底100上的鰭部(未標(biāo)示)。

所述半導(dǎo)體基底為后續(xù)形成器件提供工藝平臺(tái)。本實(shí)施例中,所述半導(dǎo)體基底用于形成n型器件或p型器件。

具體地,所述襯底100包括第一區(qū)域ⅰ和第二區(qū)域ⅱ,凸出于所述第一區(qū)域ⅰ襯底100的鰭部為第一鰭部110,凸出于所述第二區(qū)域ⅱ襯底100的鰭部為第二鰭部120。

本實(shí)施例中,所述第一區(qū)域ⅰ襯底100用于形成n型器件,所述第二區(qū)域ⅱ襯底100用于形成p型器件。在另一實(shí)施例中,所述第一區(qū)域襯底可以用于形成p型器件,所述第二區(qū)域襯底可以用于形成n型器件。

所述襯底100的材料為硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵或鎵化銦,所述襯底100還能夠?yàn)榻^緣體上的硅襯底或者絕緣體上的鍺襯底;所述第一鰭部110和第二鰭部120的材料包括硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵或鎵化銦。本實(shí)施例中,所述襯底100為硅襯底,所述第一鰭部110和第二鰭部120的材料為硅。

具體地,形成所述半導(dǎo)體基底的步驟包括:提供初始基底,在所述初始基底上形成圖形化的硬掩膜層200;以所述硬掩模層200為掩膜,刻蝕所述初 始基底,形成若干分立的凸起;所述凸起為鰭部,刻蝕后的初始基底作為襯底100,所述襯底100包括第一區(qū)域ⅰ和第二區(qū)域ⅱ,位于所述第一區(qū)域ⅰ的鰭部為第一鰭部110,位于所述第二區(qū)域ⅱ的鰭部為第二鰭部120。

本實(shí)施例中,所述硬掩膜層200的材料為氮化硅,后續(xù)在進(jìn)行平坦化工藝時(shí),所述硬掩膜層200表面能夠作為平坦化工藝的停止位置,且所述硬掩膜層200還能夠起到保護(hù)所述第一鰭部110頂部和第二鰭部120頂部的作用。

需要說明的是,形成所述半導(dǎo)體基底之后,所述制造方法還包括:在所述第一鰭部110和第二鰭部120表面形成線性氧化層101,用于修復(fù)所述第一鰭部110和第二鰭部120。

在氧化處理過程中,由于所述第一鰭部110和第二鰭部120凸出的棱角部分的比表面更大,更容易被氧化,后續(xù)去除所述線性氧化層101之后,不僅所述第一鰭部110和第二鰭部120表面的缺陷層被去除,且凸出棱角部分也被去除,使所述第一鰭部110和第二鰭部120的表面光滑,晶格質(zhì)量得到改善,避免所述第一鰭部110和第二鰭部120頂角尖端放電問題,有利于改善鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能。

本實(shí)施例中,所述線性氧化層101還位于所述襯底100表面,所述線性101的材料為氧化硅。

參考圖2,形成所述線性氧化層101之后,在所述鰭部(未標(biāo)示)之間的襯底100上形成隔離結(jié)構(gòu)102,其中露出于所述隔離結(jié)構(gòu)102的鰭部作為鰭部第一區(qū)域(未標(biāo)示),剩余的未露出部分作為鰭部第二區(qū)域(未標(biāo)示)。

所述隔離結(jié)構(gòu)102作為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的隔離結(jié)構(gòu),用于對(duì)相鄰器件之間起到隔離作用,所述隔離結(jié)構(gòu)102的材料可以為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。本實(shí)施例中,所述隔離結(jié)構(gòu)102的材料為氧化硅。

需要說明的是,本實(shí)施例中,所述隔離結(jié)構(gòu)102是淺溝槽隔離層,但不限于淺溝槽隔離層。

本實(shí)施例中,所述鰭部包括位于所述第一區(qū)域ⅰ襯底100上的第一鰭部110,以及位于所述第二區(qū)域ⅱ襯底100上的第二鰭部120。相應(yīng)的,露出于所述第一區(qū)域ⅰ隔離結(jié)構(gòu)102的第一鰭部110為第一鰭部第一區(qū)域111,剩余 的未露出部分作為第一鰭部第二區(qū)域112;露出于所述第二區(qū)域ⅱ隔離結(jié)構(gòu)102的第二鰭部120為第二鰭部第一區(qū)域121,剩余的未露出部分作為第二鰭部第二區(qū)域122。

具體地,形成所述隔離結(jié)構(gòu)102的步驟包括:在所述線性氧化層101表面形成隔離膜,所述隔離膜的頂部高于所述硬掩膜層200(如圖1所示)頂部;研磨去除高于所述硬掩膜層200頂部的隔離膜;去除部分厚度的隔離膜以形成隔離結(jié)構(gòu)102;去除所述硬掩膜層200。

需要說明的是,在去除部分厚度的隔離膜的同時(shí)中還去除部分鰭部表面的線性氧化層101。

參考圖3,形成橫跨所述鰭部(未標(biāo)示)表面的柵極結(jié)構(gòu)103,所述柵極結(jié)構(gòu)103覆蓋所述鰭部第一區(qū)域的頂部和側(cè)壁。

本實(shí)施例中,所述柵極結(jié)構(gòu)103為偽柵結(jié)構(gòu),包括橫跨所述鰭部(未標(biāo)示)表面的偽柵氧化層(圖未示),以及位于所述偽柵氧化層表面的偽柵電極層(圖未示)。

所述柵極結(jié)構(gòu)103用于為后續(xù)形成金屬柵極結(jié)構(gòu)占據(jù)空間位置。所述偽柵氧化層的材料為氧化硅,所述偽柵電極層的材料為多晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅或非晶碳。本實(shí)施例中,所述偽柵電極層的材料為多晶硅。

在另一實(shí)施例中,所述柵極結(jié)構(gòu)為金屬柵極結(jié)構(gòu)。所述柵極結(jié)構(gòu)的材料可以為al、cu、ag、au、pt、ni、ti或w。

需要說明的是,形成所述柵極結(jié)構(gòu)103之后,所述制造方法還包括:在所述柵極結(jié)構(gòu)103側(cè)壁形成第一側(cè)壁層(圖未示)。

所述第一側(cè)壁層的材料可以為氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、氮化硼或碳氮化硼,所述第一側(cè)壁層可以為單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中,所述第一側(cè)壁層為單層結(jié)構(gòu),所述第一側(cè)壁層的材料為氮化硅。

結(jié)合參考圖4和圖5,以所述柵極結(jié)構(gòu)103為掩膜,對(duì)所述鰭部第二區(qū)域 (未標(biāo)示)進(jìn)行緩沖離子摻雜工藝(未標(biāo)示),形成緩沖摻雜離子區(qū)(圖未示)。

所述緩沖離子摻雜工藝用于在所述鰭部第二區(qū)域內(nèi)形成緩沖摻雜離子區(qū),從而降低后續(xù)在所述鰭部第一區(qū)域內(nèi)形成的源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底100的濃度梯度,在所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底100之間形成緩變結(jié),由于緩變結(jié)的漏電流較小,進(jìn)而可以降低所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底100之間的結(jié)漏電流(junctionleak)。

所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子。

需要說明的是,為了避免所述緩沖離子摻雜工藝的離子被注入進(jìn)所述鰭部第一區(qū)域內(nèi),離子注入角度不宜過大。本實(shí)施例中,所述緩沖離子摻雜工藝的離子注入角度為0度至7度。

還需要說明的是,注入的離子能量不宜過小,也不宜過大。如果注入的離子能量過小,容易導(dǎo)致離子被注入進(jìn)所述鰭部第一區(qū)域內(nèi),而所述鰭部第一區(qū)域?yàn)楹罄m(xù)形成源區(qū)或漏區(qū)的區(qū)域,從而容易對(duì)器件的電學(xué)性能造成不良影響;如果注入的離子能量過大,容易導(dǎo)致形成的緩沖摻雜離子位于所述鰭部第二區(qū)域靠近所述襯底100的區(qū)域內(nèi),或位于所述襯底100內(nèi),反而不利于后續(xù)在所述鰭部第一區(qū)域內(nèi)形成的源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底100之間形成緩變結(jié)

本實(shí)施例中,所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子,注入的離子包括磷離子,注入的離子能量為8kev至20kev;所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為p型離子,注入的離子包括硼離子,注入的離子能量為6kev至16kev。

還需要說明的是,注入的離子劑量不宜過小,也不宜過大。如果注入的離子劑量過小,所述緩沖摻雜離子的離子濃度與后續(xù)在所述鰭部第一區(qū)域內(nèi)形成的源區(qū)或漏區(qū)的離子濃度的濃度差值較大,即濃度梯度較大,容易在所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底100之間形成突變結(jié),從而容易引起結(jié)漏電流增加的問題;如果注入的離子劑量過大,難以降低后續(xù)在所述鰭部第一區(qū)域內(nèi)形成的源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底100的濃度梯度,從而引起所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底100之間結(jié)漏電流增加的問題。

本實(shí)施例中,所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子,注入的離子 包括磷離子,注入的離子劑量為5e12至1e14原子每平方厘米;所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為p型離子,注入的離子包括硼離子,注入的離子劑量為5e12至1e14原子每平方厘米。

本實(shí)施例中,所述第一鰭部110包括位于所述第一區(qū)域ⅰ隔離結(jié)構(gòu)102內(nèi)的第一鰭部第二區(qū)域112;所述第二鰭部120包括位于所述第二區(qū)域ⅱ隔離結(jié)構(gòu)102內(nèi)的第二鰭部第二區(qū)域122。

相應(yīng)的,對(duì)所述鰭部第二區(qū)域進(jìn)行緩沖離子摻雜工藝的步驟包括:對(duì)所述第一鰭部第二區(qū)域112進(jìn)行第一緩沖離子摻雜工藝300(如圖4所示),形成第一緩沖摻雜離子區(qū)(圖未示);對(duì)所述第二鰭部第二區(qū)域122進(jìn)行第二緩沖離子摻雜工藝310(如圖5所示),形成第二緩沖摻雜離子區(qū)(圖未示)。

所述第一緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子,所述第二緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子。本實(shí)施例中,所述第一緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子,所述第二緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為p型離子。

在另一實(shí)施例中,所述第一區(qū)域襯底用于形成p型器件,所述第二區(qū)域襯底用于形成n型器件,相應(yīng)的,所述第一緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為p型離子,所述第二緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子。

具體地,如圖4所示,對(duì)所述第一鰭部第二區(qū)域112進(jìn)行第一緩沖離子摻雜工藝300的步驟包括:在所述半導(dǎo)體基底表面形成第一圖形層(圖未示),所述第一圖形層覆蓋所述第二區(qū)域ⅱ的隔離結(jié)構(gòu)102和第二鰭部120表面;以所述第一圖形層為掩膜,沿垂直于所述襯底100表面的方向,對(duì)所述半導(dǎo)體基底進(jìn)行第一緩沖離子摻雜工藝300,將摻雜離子注入進(jìn)所述第一區(qū)域ⅰ的隔離結(jié)構(gòu)102和第一鰭部第二區(qū)域112內(nèi),在所述第一鰭部第二區(qū)域112內(nèi)形成第一緩沖摻雜離子區(qū);去除所述第一圖形層。

具體地,如圖5所示,對(duì)所述第二鰭部第二區(qū)域122進(jìn)行第二緩沖離子摻雜工藝310的步驟包括:在所述半導(dǎo)體基底表面形成第二圖形層(圖未示),所述第二圖形層覆蓋所述第一區(qū)域ⅰ的隔離結(jié)構(gòu)102和第一鰭部110表面;以所述第二圖形層為掩膜,沿垂直于所述襯底100表面的方向,對(duì)所述半導(dǎo) 體基底進(jìn)行第二緩沖離子摻雜工藝310,將摻雜離子注入進(jìn)所述第二區(qū)域ⅱ的隔離結(jié)構(gòu)102和第二鰭部第二區(qū)域122內(nèi),在所述第二鰭部第二區(qū)域122內(nèi)形成第二緩沖摻雜離子區(qū);去除所述第二圖形層。

需要說明的是,本實(shí)施例中,先在所述第一鰭部第二區(qū)域112內(nèi)形成第一緩沖摻雜離子區(qū),然后在所述第二鰭部第二區(qū)域122內(nèi)形成第二緩沖摻雜離子區(qū)。在另一實(shí)施例中,還可以先在第二鰭部第二區(qū)域內(nèi)形成第二緩沖摻雜離子區(qū),然后在第一鰭部第二區(qū)域內(nèi)形成第一緩沖摻雜離子區(qū)。

本實(shí)施例中,對(duì)所述第一鰭部第二區(qū)域112進(jìn)行第一緩沖離子摻雜工藝300、對(duì)所述第二鰭部第二區(qū)域122進(jìn)行第二緩沖離子摻雜工藝310后,所述制造方法還包括:對(duì)所述半導(dǎo)體基底進(jìn)行退火工藝,促進(jìn)所述第一區(qū)域ⅰ的隔離結(jié)構(gòu)102內(nèi)的摻雜離子橫向擴(kuò)散進(jìn)所述第一鰭部第二區(qū)域112內(nèi),促進(jìn)所述第二區(qū)域ⅱ的隔離結(jié)構(gòu)102內(nèi)的摻雜離子橫向擴(kuò)散進(jìn)所述第二鰭部第二區(qū)域122內(nèi)。

需要說明的是,為了促進(jìn)所述第一區(qū)域ⅰ的隔離結(jié)構(gòu)102內(nèi)的摻雜離子橫向擴(kuò)散進(jìn)所述第一鰭部第二區(qū)域112內(nèi),促進(jìn)所述第二區(qū)域ⅱ的隔離結(jié)構(gòu)102內(nèi)的摻雜離子橫向擴(kuò)散進(jìn)所述第二鰭部第二區(qū)域122內(nèi)的同時(shí),避免對(duì)所述第一緩沖離子摻雜工藝300和第二緩沖離子摻雜工藝310之前的離子摻雜工藝中注入的離子分布造成不良影響,所述退火工藝的工藝參數(shù)需控制在合理范圍內(nèi)。

具體地,所述退火工藝的工藝參數(shù)包括:退火溫度為750攝氏度至1000攝氏度,壓強(qiáng)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,反應(yīng)氣體為氮?dú)?,氮?dú)獾臍怏w流量為5每分鐘標(biāo)準(zhǔn)升至40每分鐘標(biāo)準(zhǔn)升。

結(jié)合參考圖6和圖7,形成所述緩沖摻雜離子區(qū)(圖未示)后,對(duì)所述鰭部第一區(qū)域(未標(biāo)示)進(jìn)行淺摻雜工藝,形成淺摻雜離子區(qū),且所述淺摻雜離子區(qū)的離子類型與所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型相同。

所述淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子。所述淺摻雜工藝的參數(shù)包括:所述淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子,注入的離子包括磷離子,注入的離子能量為2kev至10kev,注入的離子劑量為8e13至1e14 原子每平方厘米,注入角度為10度至20度;所述淺摻雜離子區(qū)的離子類型為p型離子,注入的離子包括硼離子,注入的離子能量為2kev至8kev,注入的離子劑量為8e13至5e14原子每平方厘米,注入角度為10度至20度。

本實(shí)施例中,所述第一鰭部110包括露出于所述第一區(qū)域ⅰ隔離結(jié)構(gòu)102的第一鰭部第一區(qū)域111;所述第二鰭部120包括露出于所述第二區(qū)域ⅱ隔離結(jié)構(gòu)102的第二鰭部第一區(qū)域121。

相應(yīng)的,對(duì)所述鰭部第一區(qū)域進(jìn)行淺摻雜工藝的步驟包括:對(duì)所述第一鰭部第一區(qū)域111進(jìn)行第一淺摻雜工藝320,形成第一淺摻雜離子區(qū)(圖未示);對(duì)所述第二鰭部第一區(qū)域121進(jìn)行第二淺摻雜工藝330,形成第二淺摻雜離子區(qū)(圖未示)。

所述第一淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子,所述第二淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子。本實(shí)施例中,所述第一淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子,所述第二淺摻雜離子區(qū)的離子類型為p型離子。

在另一實(shí)施例中,所述第一區(qū)域襯底用于形成p型器件,所述第二區(qū)域襯底用于形成n型器件,相應(yīng)的,所述第一淺摻雜離子區(qū)的離子類型為p型離子,所述第二淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子。

具體地,如圖6所示,對(duì)所述第一鰭部第一區(qū)域111進(jìn)行第一淺摻雜工藝320的步驟包括:在所述半導(dǎo)體基底表面形成第三圖形層(圖未示),所述第三圖形層覆蓋所述第二區(qū)域ⅱ的隔離結(jié)構(gòu)102和第二鰭部120表面;以所述第三圖形層為掩膜,對(duì)所述第一鰭部110進(jìn)行第一淺摻雜工藝320,將摻雜離子注入進(jìn)所述第一鰭部第一區(qū)域111內(nèi),在所述第一鰭部第一區(qū)域111內(nèi)形成第一淺摻雜離子區(qū);去除所述第三圖形層。

具體地,如圖7所示,對(duì)所述第二鰭部第一區(qū)域121進(jìn)行第二淺摻雜工藝330的步驟包括:在所述半導(dǎo)體基底表面形成第四圖形層(圖未示),所述第四圖形層覆蓋所述第一區(qū)域ⅰ的隔離結(jié)構(gòu)102和第一鰭部110表面;以所述第四圖形層為掩膜,對(duì)所述第二鰭部120進(jìn)行第二淺摻雜工藝330,將摻雜離子注入進(jìn)所述第二鰭部第一區(qū)域121內(nèi),在所述第二鰭部第一區(qū)域121內(nèi) 形成第二淺摻雜離子區(qū);去除所述第四圖形層。

參考圖8,形成所述淺摻雜離子區(qū)(圖未示)后,通過重?fù)诫s工藝在所述柵極結(jié)構(gòu)103兩側(cè)的鰭部內(nèi)形成源區(qū)(圖未示)或漏區(qū)(圖未示),其中所述重?fù)诫s工藝注入的離子劑量大于所述緩沖離子摻雜工藝注入的離子劑量。

本實(shí)施例中,所述鰭部包括位于所述第一區(qū)域ⅰ襯底100上的第一鰭部110,以及位于所述第二區(qū)域ⅱ襯底100上的第二鰭部120,其中,所述第一區(qū)域ⅰ襯底100用于形成n型器件,所述第二區(qū)域ⅱ襯底100用于形成p型器件。

相應(yīng)的,所述源區(qū)或漏區(qū)包括:位于所述第一區(qū)域ⅰ柵極結(jié)構(gòu)103兩側(cè)的第一鰭部110內(nèi)的第一源區(qū)或第一漏區(qū),以及位于所述第二區(qū)域ⅱ柵極結(jié)構(gòu)103兩側(cè)的第二鰭部120內(nèi)的第二源區(qū)或第二漏區(qū)。所述第一源區(qū)或第一漏區(qū)的離子類型為n型,所述第二源區(qū)或第二漏區(qū)的離子類型為p型。

在另一實(shí)施例中,所述第一區(qū)域襯底用于形成p型器件,所述第二區(qū)域襯底用于形成n型器件,相應(yīng)的,第一源區(qū)或第一漏區(qū)的離子類型為p型,第二源區(qū)或第二漏區(qū)的離子類型為n型。

本實(shí)施例中,在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)形成源區(qū)或漏區(qū)的步驟包括:在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)形成應(yīng)力層;在所述應(yīng)力層內(nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)。

需要說明的是,在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)形成源區(qū)或漏區(qū)之前,所述制造方法還包括:在所述第一側(cè)壁層(圖未示)表面形成第二側(cè)壁層(圖未示)。

所述第二側(cè)壁層的材料可以為氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、氮化硼或碳氮化硼,所述第第二壁層可以為單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中,所述第二側(cè)壁層為單層結(jié)構(gòu),所述第二側(cè)壁層的材料為氮化硅。

本發(fā)明在形成源區(qū)或漏區(qū)之前,先在所述鰭部第二區(qū)域內(nèi)形成緩沖摻雜離子區(qū),其中所述重?fù)诫s工藝注入的離子劑量大于所述緩沖離子摻雜工藝注入的離子劑量,使所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子濃度介于所述源區(qū)或漏區(qū)和所述襯底之間,從而使所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底之間具有緩變摻雜區(qū),即降 低所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底的濃度梯度,使所述源區(qū)或漏區(qū)與襯底之間形成緩變結(jié),由于緩變結(jié)的漏電流較小,進(jìn)而可以降低器件源區(qū)或漏區(qū)與襯底之間的結(jié)漏電流,優(yōu)化半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

繼續(xù)參考圖8,本發(fā)明還提供一種采用前述方法形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),包括:

半導(dǎo)體基底,包括襯底100以及位于所述襯底上的鰭部(未標(biāo)示);

隔離結(jié)構(gòu)102,位于所述鰭部之間的襯底100上,其中露出于所述隔離結(jié)構(gòu)102的鰭部作為鰭部第一區(qū)域(未標(biāo)示),剩余的未露出部分作為鰭部第二區(qū)域(未標(biāo)示);

柵極結(jié)構(gòu)103,橫跨所述鰭部表面,且覆蓋所述鰭部第一區(qū)域的頂部和側(cè)壁;

淺摻雜離子區(qū)(圖未示),位于所述鰭部第一區(qū)域內(nèi);

緩沖摻雜離子區(qū)(圖未示),位于所述鰭部第二區(qū)域內(nèi),所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型與所述淺摻雜離子區(qū)的離子類型相同;

源區(qū)或漏區(qū)(圖未示),位于所述柵極結(jié)構(gòu)103兩側(cè)的鰭部內(nèi),其中所述源區(qū)或漏區(qū)的離子濃度大于所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子濃度。

本實(shí)施例中,所述鰭部包括位于所述第一區(qū)域ⅰ襯底100上的第一鰭部110,以及位于所述第二區(qū)域ⅱ襯底100上的第二鰭部120。相應(yīng)的,露出于所述第一區(qū)域ⅰ隔離結(jié)構(gòu)102的第一鰭部110為第一鰭部第一區(qū)域111,剩余的未露出部分作為第一鰭部第二區(qū)域112;露出于所述第二區(qū)域ⅱ隔離結(jié)構(gòu)102的第二鰭部120為第二鰭部第一區(qū)域121,剩余的未露出部分作為第二鰭部第二區(qū)域122。

相應(yīng)的,所述淺摻雜離子區(qū)包括位于所述第一鰭部第一區(qū)域111內(nèi)的第一淺摻雜離子區(qū)(圖未示),以及位于所述第二鰭部第一區(qū)域121內(nèi)的第二淺摻雜離子區(qū);所述第一淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子,所述第二淺摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子。

所述緩沖摻雜離子區(qū)包括位于所述第一鰭部第二區(qū)域112內(nèi)的第一緩沖摻雜離子區(qū),以及位于所述第二鰭部第二區(qū)域122內(nèi)的第二緩沖摻雜離子區(qū); 所述第一緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子,所述第二緩沖摻雜離子區(qū)的離子類型為n型離子或p型離子。

本實(shí)施例中,所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括位于所述柵極結(jié)構(gòu)103兩側(cè)的鰭部內(nèi)的應(yīng)力層;所述源區(qū)或漏區(qū)位于所述應(yīng)力層內(nèi)。

由于所述源區(qū)或漏區(qū)的離子濃度大于所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子濃度,即所述緩沖摻雜離子區(qū)的離子濃度介于所述源區(qū)或漏區(qū)和所述襯底之間,從而使所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底之間具有緩變摻雜區(qū),即降低所述源區(qū)或漏區(qū)與所述襯底的濃度梯度,使所述源區(qū)或漏區(qū)與襯底之間形成緩變結(jié),由于緩變結(jié)的漏電流較小,進(jìn)而可以降低器件源區(qū)或漏區(qū)與襯底之間的結(jié)漏電流,優(yōu)化半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

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)。

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