鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，工藝節(jié)點(diǎn)逐漸減小，后柵(gate-last)工藝得到了廣泛應(yīng)用，以獲得理想的閾值電壓，改善器件性能。但是當(dāng)器件的特征尺寸進(jìn)一步下降時，即使采用后柵工藝，常規(guī)的MOS場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)也已經(jīng)無法滿足對器件性能的需求，多柵器件作為常規(guī)器件的替代得到了廣泛的關(guān)注。
[0003]鰭式場效應(yīng)晶體管是一種常見的多柵器件，如圖1所示，為現(xiàn)有的鰭式場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。所述鰭式場效應(yīng)晶體管包括半導(dǎo)體襯底10 ;位于襯底10上的若干鰭部20 ;位于半導(dǎo)體襯底10表面的隔離層30，所述隔離層30的表面低于鰭部20的頂部表面，并且覆蓋鰭部20的部分側(cè)壁；位于隔離層30表面且橫跨所述鰭部20的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵介質(zhì)層41和位于所述柵介質(zhì)層41表面的柵極42。所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部20內(nèi)還形成有源極和漏極。為了提高鰭式場效應(yīng)晶體管的溝道區(qū)面積，所述鰭式場效應(yīng)晶體管的柵極結(jié)構(gòu)通常橫跨多個鰭部20。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)在形成所述鰭式場效應(yīng)晶體管的過程中，通長會在柵極結(jié)構(gòu)下方的溝道區(qū)域與源極、漏極區(qū)域之間進(jìn)行口袋離子注入，所述口袋離子注入的摻雜離子類型與待形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的類型相反，可以提高形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的源極和漏極之間的穿通電壓，從而抑制鰭式場效應(yīng)晶體管的源漏穿通效應(yīng)，提高鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。
[0005]但是，現(xiàn)有技術(shù)中，對鰭式場效應(yīng)晶體管進(jìn)行的口袋離子注入的效果較差，口袋注入的摻雜離子很難進(jìn)入靠近源極區(qū)域、漏極區(qū)域中靠近溝道區(qū)域的部分，從而對鰭式場效應(yīng)晶體管的性能改善有限，需要進(jìn)一步改善所述口袋離子注入的工藝，以進(jìn)一步提高鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，提高形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面形成有兩個以上分立且平行排列的鰭部；在所述半導(dǎo)體襯底表面形成隔離層，所述隔離層表面低于鰭部的頂部表面且覆蓋鰭部的部分側(cè)壁；在所述隔離層表面形成橫跨一個或多個鰭部的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋所述鰭部側(cè)壁和頂部；對所述柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)鰭部進(jìn)行第一離子注入，所述第一離子注入的注入方向與柵極結(jié)構(gòu)相對，并且所述第一離子注入的注入方向在半導(dǎo)體襯底表面的投影與鰭部長度方向之間的銳角夾角為第一扭轉(zhuǎn)角，所述第一扭轉(zhuǎn)角大于0°小于45° ;對所述柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)鰭部進(jìn)行第二離子注入，所述第二離子注入的注入方向與柵極結(jié)構(gòu)相對，并且所述第二離子注入的注入方向在半導(dǎo)體襯底表面的投影與鰭部長度方向之間的銳角夾角為第二扭轉(zhuǎn)角，所述第二扭轉(zhuǎn)角大于O。小于45°。
[0008]可選的，所述第一扭轉(zhuǎn)角與第二扭轉(zhuǎn)角大小相同。
[0009]可選的，所述第一離子注入包括:對鰭部的一側(cè)進(jìn)行第一方向離子注入，然后對所述鰭部的另一側(cè)進(jìn)行第二方向離子注入。
[0010]可選的，所述第一方向離子注入的注入方向與第二方向離子注入的注入方向關(guān)于鰭部的長度方向?qū)ΨQ。
[0011]可選的，所述第二離子注入包括:對鰭部的一側(cè)進(jìn)行第三方向離子注入，然后對所述鰭部的另一側(cè)進(jìn)行第四方向離子注入。
[0012]可選的，所述第三方向離子注入的注入方向與第四方向離子注入的注入方向關(guān)于鰭部的長度方向?qū)ΨQ。
[0013]可選的,所述半導(dǎo)體襯底為晶圓,所述晶圓邊緣具有對準(zhǔn)標(biāo)記,所述對準(zhǔn)標(biāo)記與晶圓圓心之間的連線與鰭部的長度方向垂直。
[0014]可選的，所述第一離子注入的注入方向與半導(dǎo)體襯底法線之間的傾斜角的正切值小于或等于相鄰鰭部的間距與鰭部頂部與隔離層表面的高度差之間的比值。
[0015]可選的，所述第二離子注入的注入方向與半導(dǎo)體襯底法線之間的傾斜角的正切值小于或等于相鄰鰭部的間距與鰭部頂部與隔離層表面的高度差之間的比值。
[0016]可選的，所述第二離子注入的注入方向與半導(dǎo)體襯底法線之間的傾斜角與第一離子注入的注入方向與半導(dǎo)體襯底法線之間的傾斜角相同。
[0017]可選的，所述第一離子注入的總劑量與第二離子注入的總劑量不相同。
[0018]可選的，所述第一離子注入和第二離子注入的摻雜離子的類型與待形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的類型相反。
[0019]可選的，所述第一離子注入的離子能量為15KeV?60KeV，劑量為3E13atom/cm2?6E13atom/cm2。
[0020]可選的，第一方向離子注入的離子能量為15KeV?60KeV,劑量為1.5E13atom/cm2?3E13atom/cm2 ;第二方向離子注入的離子能量為15KeV?60KeV,劑量為1.5E13atom/cm2 ?3E13atom/cm2。
[0021]可選的，所述第二離子注入的離子能量為15KeV?60KeV，劑量為3E13atom/cm2?6E13atom/cm2。
[0022]可選的，第二方向尚子注入的尚子能量為15KeV?60KeV,劑量為1.5E13atom/cm2?3E13atom/cm2 ;第四方向離子注入的離子能量為15KeV?60KeV,劑量為1.5E13atom/cm2 ?3E13atom2。
[0023]可選的，在進(jìn)行所述第一離子注入和第二離子注入之前，對所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部進(jìn)行輕摻雜離子注入，所述輕摻雜離子注入的摻雜離子類型與待形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的類型相同。
[0024]可選的，在進(jìn)行所述第一離子注入和第二離子注入之后，對所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部進(jìn)行輕摻雜離子注入，所述輕摻雜離子注入的摻雜離子類型與待形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的類型相同。
[0025]可選的，在對所述鰭部進(jìn)行第一離子注入和第二離子注入之后，對所述鰭部進(jìn)行重?fù)诫s離子注入，形成位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的源極和位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)的漏極。
[0026]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):
[0027]本發(fā)明的技術(shù)方案中，在半導(dǎo)體襯底上形成兩個以上分立且平行排列的鰭部；然后在半導(dǎo)體襯底上形成表面低于鰭部頂部的隔離層，在所述隔離層上形成橫跨一個或多個鰭部的柵極結(jié)構(gòu)；然后對所述柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的鰭部進(jìn)行第一離子注入，所述第一離子注入的注入方向在半導(dǎo)體襯底表面的投影與鰭部長度方向之間的第一扭轉(zhuǎn)角大于0°小于45°，所述第二離子注入的注入方向在半導(dǎo)體襯底表面的投影與鰭部長度方向之間的第一扭轉(zhuǎn)角大于0°小于45°。一方面，由于所述第一扭轉(zhuǎn)角和第二扭轉(zhuǎn)角大于0°，所以所述第一離子注入和第二離子注入具有垂直于鰭部的分量，摻雜離子能夠進(jìn)入鰭部；另一方面，在注入過程中，為了減小相鄰鰭部的阻擋作用，使第一離子注入和第二離子注入的注入離子能夠進(jìn)入柵極結(jié)構(gòu)邊緣附近的鰭部，所述第一扭轉(zhuǎn)角和第二扭轉(zhuǎn)角具有臨界值，所述臨界值等于arctan(S/d)，其中，相鄰鰭部之間的間距為S，柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的鰭部的長度為d。由于目前器件的集成度較高，相鄰鰭部之間的間距s通常小于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的鰭部的長度d，所以arctan(S/d)小于45°。所以本發(fā)明的技術(shù)方案的第一扭轉(zhuǎn)角和第二扭轉(zhuǎn)角小于45°時，可以降低相鄰鰭部對于第一離子注入和第二離子注入的阻擋作用，使第一離子注入和第二離子注入的摻雜離子能夠進(jìn)入或盡量靠近溝道區(qū)域，同時所述第一扭轉(zhuǎn)角和第二扭轉(zhuǎn)角越小，相鄰鰭部的阻擋作用越小。
[0028]進(jìn)一步，所述第一離子注入的離子注入方向與半導(dǎo)體襯底的法線方向之間具有第一傾斜角，所述第二離子注入的離子注入方向與半導(dǎo)體襯底的法線方向之間具有第二傾斜角，所述第一傾斜角和第二傾斜角的正切值小于或等于相鄰鰭部的間距與鰭部頂部與隔離層表面的高度差之間的比值，從而可以使得第一離子注入和第二離子注入的摻雜離子能夠到達(dá)靠近隔離層的鰭部內(nèi)，使的形成的摻雜區(qū)在鰭部的高度方向上分布較為均勻，從而提高所述第一離子注入和第二離子注入對于鰭式場效應(yīng)晶體管的源漏穿通問題的改善效果，進(jìn)而提高鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2至圖14是本發(fā)明的實(shí)施例的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]如【背景技術(shù)】中所述，現(xiàn)有的對鰭式場效應(yīng)晶體管進(jìn)行的口袋離子注入進(jìn)入源極區(qū)域、漏極區(qū)域中靠近溝道區(qū)