鰭式場效應晶體管及其形成方法
【專利摘要】一種鰭式場效應晶體管及其形成方法，其中，鰭式場效應晶體管的形成方法包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底具有至少兩個分立的凸起結構，所述凸起結構上具有墊氧化層和位于所述墊氧化層上的掩膜層；在所述凸起結構的側壁、所述墊氧化層的側壁、所述掩膜層的側壁和頂部形成阻擋層；在相鄰凸起結構之間的所述阻擋層上形成絕緣層，所述絕緣層低于所述凸起結構；對所述掩膜層、所述墊氧化層和所述凸起結構進行溝道截止離子注入，形成溝道截止離子注入層。采用本發(fā)明的方法能夠提高鰭式場效應晶體管的性能。
【專利說明】
鰭式場效應晶體管及其形成方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及半導體領域，尤其涉及鰭式場效應晶體管及其形成方法。
【背景技術】
[0002]隨著半導體產(chǎn)業(yè)向更低的技術節(jié)點的發(fā)展，漸漸開始從平面CMOS晶體管向三維鰭式場效應晶體管(FinFET)過渡。FinFET中，柵極結構至少可以從兩側對溝道進行控制，具有比平面MOSFET器件強得多的柵對溝道的控制能力，能夠很好的抑制短溝道效應。而且相對其它器件具有更好的與現(xiàn)有的集成電路生產(chǎn)技術的兼容性。
[0003]參考圖1至圖7，現(xiàn)有技術中的鰭式場效應NMOS晶體管的形成方法如下:
[0004]參考圖1和圖2，提供娃襯底100，所述娃襯底上具有至少兩個分立的凸起結構101，所述凸起結構上具有墊氧化層102和位于所述墊氧化層102上的掩膜層103。其中，墊氧化層102的材料為氧化硅，掩膜層103的材料為氮化硅。
[0005]參考圖3，在相鄰的凸起結構101之間的半導體襯底10上形成絕緣材料層104a，絕緣層材料層104a的材料為氧化硅。
[0006]接著，參考圖4，采用化學機械研磨的方法將高于掩膜層103上的絕緣材料層104a去除。
[0007]接著，參考圖5，采用濕法腐蝕的方法對絕緣材料層104a進行回刻，形成絕緣層104，所述絕緣層104的高度低于凸起結構101。高于所述絕緣層104的凸起結構為鰭部105。
[0008]接著，參考圖6和圖7，對鰭部105進行溝道截止離子注入，在所述凸起結構101的內(nèi)部形成溝道截止離子注入層106 (channel stop layer)。
[0009]然而，采用現(xiàn)有技術的方法形成的鰭式場效應晶體管的性能不佳。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明解決的問題是采用現(xiàn)有技術的方法形成的鰭式場效應晶體管的性能不佳。
[0011]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鰭式場效應晶體管的形成方法，包括:
[0012]提供半導體襯底，所述半導體襯底具有至少兩個分立的凸起結構，所述凸起結構上具有墊氧化層和位于所述墊氧化層上的掩膜層；
[0013]在所述凸起結構的側壁、所述墊氧化層的側壁、所述掩膜層的側壁和頂部形成阻擋層;
[0014]在相鄰凸起結構之間的所述阻擋層上形成絕緣層，所述絕緣層低于所述凸起結構；
[0015]對所述掩膜層、所述墊氧化層和所述凸起結構進行溝道截止離子注入，形成溝道截止離子注入層。
[0016]可選的，所述阻擋層的材料為氮化硅。
[0017]可選的，形成所述阻擋層的方法為原子層沉積或化學氣相沉積。
[0018]可選的，所述阻擋層的厚度為大于等于10埃且小于等于30埃。
[0019]可選的，形成所述絕緣層之前，在所述阻擋層上形成保護層。
[0020]可選的，所述保護層的材料為氧化硅。
[0021]可選的，形成所述阻擋層之前，在所述凸起結構的側壁、所述墊氧化層的側壁、所述掩膜層的側壁和頂部形成應力緩沖層。
[0022]可選的，所述應力緩沖層的材料為氧化硅。
[0023]可選的，所述凸起結構上具有墊氧化層和位于所述墊氧化層上的掩膜層的形成方法包括:
[0024]在所述半導體襯底上形成墊氧化層材料層和位于所述墊氧化層材料層上的圖案化的掩膜層；
[0025]以所述圖案化的掩膜層為掩膜，依次刻蝕所述墊氧化層和部分深度的半導體襯底。
[0026]可選的，所述墊氧化層的材料為氧化硅。
[0027]可選的，所述掩膜層的材料為氮化硅。
[0028]可選的，所述絕緣層的材料為氧化硅。
[0029]本發(fā)明還提供一種鰭式場效應晶體管，包括:
[0030]具有至少兩個分立的凸起結構的半導體襯底；
[0031]位于所述相鄰的凸起結構之間的半導體襯底上的絕緣層，所述絕緣層低于所述凸起結構；
[0032]所述凸起結構內(nèi)部具有溝道截止離子注入層；
[0033]所述絕緣層與所述凸起結構之間具有阻擋層。
[0034]可選的，所述阻擋層的材料為氮化硅。
[0035]可選的，所述凸起結構與所述阻擋層之間具有應力緩沖層。
[0036]可選的，所述絕緣層與所述阻擋層之間具有保護層。
[0037]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點:
[0038]形成絕緣層的過程中，阻擋層可以防止墊氧化層斷裂，進而防止位于墊氧化層之上的掩膜層掉落至絕緣層上形成顆粒物(particles)，避免該顆粒物影響絕緣層內(nèi)出現(xiàn)孔洞現(xiàn)象，從而提高后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的性能。
[0039]另外，正因為阻擋層的保護，鰭部頂部的墊氧化層才不會受損，位于墊氧化層之上的掩膜層也不會掉落。對所述掩膜層、所述墊氧化層和所述凸起結構進行溝道截止離子注入時，由于掩膜層的阻擋，可以避免在凸起結構內(nèi)的溝道區(qū)域的溝道截止離子濃度會過大，以減少溝道截止離子產(chǎn)生的散射現(xiàn)象，從而增加電子或空穴的迀移率，進而提高后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的運行速度。
[0040]更進一步的，對凸起結構進行溝道截止離子注入的濃度是一定的，在溝道區(qū)域中的溝道截止離子濃度被減小，這樣，溝道截止離子注入層內(nèi)的溝道截止離子的濃度就會增加，防止鰭部底部發(fā)生穿通(punch through)效果更好，進一步提高了后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的性能。
【附圖說明】
[0041]圖1是現(xiàn)有技術的具有凸起結構、墊氧化層和掩膜層的半導體襯底的立體結構示意圖；
[0042]圖2是圖1沿AA方向的剖面結構示意圖；
[0043]圖3至圖7是繼圖2的步驟之后的采用現(xiàn)有技術的方法形成鰭式場效應晶體管的各步驟的剖面結構示意圖；
[0044]圖8包括圖8(a)和圖8 (b)，其中圖8 (a)為現(xiàn)有技術中，經(jīng)過溝道截止離子注入的凸起結構和位于凸起結構之間的絕緣層的剖面結構示意圖，圖8(b)為圖8(a)中的經(jīng)過溝道截止離子注入的凸起結構沿BB方向剖面內(nèi)的溝道截止離子濃度分布示意圖；
[0045]圖9是本發(fā)明具體實施例的具有凸起結構、墊氧化層和掩膜層的半導體襯底的立體結構示意圖；
[0046]圖10是圖9沿CC方向的剖面結構示意圖；
[0047]圖11至圖17是繼圖10的步驟之后的采用本發(fā)明具體實施例的方法形成鰭式場效應晶體管的各步驟的剖面結構示意圖；
[0048]圖18包括圖18(a)和圖18(b)，其中圖18(a)為本發(fā)明具體實施例中，經(jīng)過溝道截止離子注入的凸起結構和位于凸起結構之間的絕緣層的剖面結構示意圖，圖18(b)為圖18(a)中的經(jīng)過溝道截止離子注入的凸起結構沿DD方向剖面內(nèi)的溝道截止離子濃度分布示意圖。
【具體實施方式】
[0049]采用現(xiàn)有技術的方法形成的鰭式場效應晶體管的性能不佳的原因如下:
[0050]參考圖5，絕緣材料層的材料為氧化硅。濕法腐蝕為各向同性刻蝕，采用濕法腐蝕的方法對絕緣材料層104a進行回刻的過程中，也會將材料相同的墊氧化層102腐蝕而斷裂。這樣，位于墊氧化層102之上的掩膜層103會掉落至正在被濕法刻蝕的絕緣材料層104a上，形成顆粒物(particles)，該顆粒物影響絕緣層104的形成質(zhì)量，例如，會在絕緣層104內(nèi)出現(xiàn)孔洞現(xiàn)象，從而影響絕緣層104的隔離效果，進而影響后續(xù)形成鰭式場效應晶體管的性能。
[0051]另外，參考圖6至圖8，由于鰭部105頂部的掩膜層103的掉落，會直接向鰭部105進行溝道截止離子的注入。這樣，在鰭部105內(nèi)的溝道區(qū)域A的溝道截止離子濃度會過大，會有以下影響:
[0052](I)濃度太大的溝道截止離子產(chǎn)生的散射現(xiàn)象越多，電子或空穴的迀移率越低，從而影響后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的運行速度。
[0053](2)請參考圖8，圖8(a)為圖7中的一個凸起結構101的局部示意圖。圖8 (b)中的曲線81為溝道區(qū)域A(鰭部105頂部至鰭部105底部)中的溝道截止離子濃度分布曲線。圖8(b)中的曲線82為溝道截止離子注入層106中的溝道截止離子濃度分布曲線。曲線81上的每個點的值都超過118Cm 3，最大值可達到5X 118Cm 3。曲線82上的最大值為5X 118Cm 3O因此，對鰭部105進行溝道截止離子注入的濃度是一定的，如果在溝道區(qū)域A中的溝道截止離子濃度過大，這樣，溝道截止離子注入層106 (參考圖7或圖8(a))內(nèi)的溝道截止離子的濃度就會少，從而防止鰭部105底部發(fā)生穿通(punch through)現(xiàn)象的效果不佳，進一步影響后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的性能。
[0054]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種鰭式場效應晶體管的形成方法，采用本發(fā)明的方法形成的鰭式場效應晶體管性能會有所提高。
[0055]為使本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0056]參考圖9和圖10，提供半導體襯底200，所述半導體襯底200具有至少兩個分立的凸起結構201。所述凸起結構201上具有墊氧化層202和位于所述墊氧化層202上的掩膜層203。具體形成方法如下:
[0057]本實施例中，半導體襯底200是硅襯底。其他實施例中，半導體襯底也可以為鍺硅襯底、II1- V族元素化合物襯底、碳化硅襯底或其疊層結構，或金剛石襯底，或本領域技術人員公知的其他半導體材料襯底。
[0058]在半導體襯底200上形成墊氧化材料層。所述墊氧化材料層的材料為氧化硅。形成墊氧化材料層的方法為爐管氧化或現(xiàn)場水汽生成氧化法(in-situ steam generat1n，ISSG)ο
[0059]形成墊氧化材料層后，在墊氧化材料層上形成圖案化的掩膜層203。本實施例中，圖案化的掩膜層203的材料為氮化硅。
[0060]以圖案化的掩膜層203為掩膜，依次刻蝕墊氧化材料層和部分深度的半導體襯底。剩余的半導體襯底上形成至少兩個分立的凸起結構201。剩余的墊氧化材料層為凸起結構201上的墊氧化層202。
[0061]接著，參考圖11，在所述半導體襯底200、凸起結構201的側壁、墊氧化層202的側壁、掩膜層203的側壁和頂部形成應力緩沖層204。
[0062]本實施例中，應力緩沖層204的材料為氧化硅。應力緩沖層204的主要作用為:后續(xù)工藝中，需要在應力緩沖層204上形成阻擋層，該應力緩沖層204為阻擋層的應力緩沖層。如果沒有應力緩沖層204的存在。阻擋層會對凸起結構201產(chǎn)生較大應力，再加上凸起結構201的尺寸較小，該較大應力會使凸起結構201中的硅產(chǎn)生位錯。再者，還會使得后續(xù)形成的阻擋層在凸起結構的拐角處產(chǎn)生裂紋，容易使后續(xù)工藝中形成絕緣層在該處產(chǎn)生空隙等，從而嚴重影響后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的性能。
[0063]本實施例中，應力緩沖層204的厚度為大于等于25埃且小于等于40埃，如果應力緩沖層204的厚度太大，后續(xù)工藝步驟中，相鄰的凸起結構201之間的深寬比太大，在相鄰的凸起結構201之間填充的絕緣材料層的內(nèi)部會有空隙。如果應力緩沖層204的厚度太小，對阻擋層的應力緩沖效果不佳，不能夠有效的避免凸起結構201中產(chǎn)生的位錯缺陷，也不能有效避免在凸起結構201拐角處產(chǎn)生裂紋缺陷。
[0064]形成應力緩沖層204的方法為現(xiàn)場水汽生成氧化法(in-situ steam generat1n，ISSG) o現(xiàn)場水汽生成氧化法，能夠形成厚度非常薄的應力緩沖層204。需要說明的是，在墊氧化層202的側壁、掩膜層203的側壁和頂部形成的應力緩沖層的厚度小于在凸起結構201側壁形成的應力緩沖層的厚度。
[0065]其他實施例中，也可以采用化學氣相沉積法(CVD)。
[0066]其他實施例中，也可以采用原子沉積法(ALD)形成應力緩沖層，只是成本略高。
[0067]其他實施例中，也可以采用高溫氧化法(High Temperature Oxidat1n，HT0)形成應力緩沖層。但是該氧化法的溫度太高會對襯底中的阱區(qū)的離子分布產(chǎn)生影響。
[0068]本實施例中，形成應力緩沖層的方法較佳為現(xiàn)場水汽生成氧化法?，F(xiàn)場水汽生成氧化法，不受凸起結構側壁和凸起結構之間的半導體襯底的晶向限制，可以在凸起結構側壁和凸起結構之間的半導體襯底上形成的應力緩沖層204的厚度會盡量相等，進而可以使形成的應力緩沖層作用均勻。再者，采用現(xiàn)場水汽生成氧化法，能夠形成厚度非常薄的應力緩沖層204。
[0069]其他實施例中，也可以采用化學氣相沉積法(CVD)。但是，采用化學氣相沉積法形成的應力緩沖層在凸起結構的側壁和凸起結構之間的半導體襯底之間的厚度不一致。因此，采用化學氣相沉積法形成的應力緩沖層的緩沖作用不夠均勻。
[0070]其他實施例中，也可以采用原子沉積法(ALD)形成應力緩沖層，只是成本略高。
[0071]其他實施例中，也可以采用高溫氧化法(HTO)形成應力緩沖層。但是該氧化法的溫度太高會對襯底中的阱區(qū)的離子分布產(chǎn)生影響。
[0072]其他實施例中，不形成應力緩沖層也屬于本發(fā)明的保護范圍，只是后續(xù)形成鰭式場效應晶體管的性能欠佳。
[0073]接著，參考圖12，在所述應力緩沖層204上形成阻擋層205。
[0074]本實施例中，阻擋層205的材料為氮化硅。
[0075]形成阻擋層205的方法為原子層沉積。因為，原子層沉積的方法能夠保證阻擋層205的厚度足夠薄，且，在如此薄的厚度情況下，還能保證阻擋層205的均勻度。
[0076]本實施例中，阻擋層205的厚度為大于等于10埃且小于等于30埃。
[0077]接著，繼續(xù)參考圖12，在阻擋層205上形成保護層206。
[0078]本實施例中，保護層206的材料為氧化硅。
[0079]保護層206的作用為:在后續(xù)形成絕緣材料層的工藝中，保護層206保護阻擋層205的厚度不會被減小。具體為:后續(xù)工藝中，絕緣材料層的材料為氧化硅。在向相鄰的凸起結構201之間填充絕緣材料層的方法為流動化學氣相沉積法(Flowable Chemical VaporD印osit1n，F(xiàn)CVD)，形成的絕緣材料層的表面平整且內(nèi)部沒有空隙。但是，形成的絕緣材料層的非常疏松，無法應用于鰭式場效應晶體管。相應的，為了增加填充絕緣材料層的致密度以增加絕緣材料層的機械性能，必須對絕緣材料層進行退火處理。如果不在阻擋層205上形成保護層206，所述退火處理過程中釋放的水蒸氣會使阻擋層205進行反應，從而會損傷材料為氮化硅的阻擋層205，使阻擋層205的厚度減小，這樣，阻擋層205就起不到相應的阻擋作用。
[0080]本實施例中，保護層206的厚度為大于等于10埃且小于等于20埃，如果保護層206的厚度太大，后續(xù)工藝步驟中，相鄰的凸起結構201之間的深寬比太大，在相鄰的凸起結構201之間形成的絕緣層的內(nèi)部會有空隙。如果保護層206的厚度太小，對其下的阻擋層不能進行有效的保護。
[0081]本實施例中，形成保護層206的方法為快速熱化學沉積(RTCVD)。形成的保護層206均勻度好。且較薄。其他實施例中，也可以采用ALD氧化法，只是成本高，但是也屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0082]需要說明的是，不能采用熱氧化生長的方法形成保護層206，因為保護層206的底部為氮化硅。
[0083]接著，參考圖13，在保護層206上形成絕緣材料層208a，絕緣材料層208a高于凸起結構201。
[0084]本實施例中，絕緣材料層208a的材料為氧化硅。相鄰的兩個凸起結構201之間的深寬比很大。在向深寬比如此大的相鄰的凸起結構201之間填充絕緣材料層208a的方法為流動化學氣相沉積(Flowable Chemical Vapor Deposit1n，F(xiàn)CVD)。采用流動化學氣相沉積形成的絕緣材料層的表面平整且內(nèi)部沒有空隙。但是，形成的絕緣材料層的非常疏松，無法應用于鰭式場效應晶體管。相應的，為了增加填充絕緣材料層的致密度以增加絕緣材料層的機械性能，必須對絕緣材料層進行退火處理。如果不在阻擋層205上形成保護層206，所述退火處理過程中釋放的水蒸氣會與阻擋層進行反應，從而會損傷材料為氮化硅的阻擋層205，使阻擋層205的厚度減小，無法發(fā)揮阻擋層205的作用。
[0085]其他實施例中，形成絕緣材料層的方法還可以為高縱深比填溝工藝(High AspectRat1 Process, HARP)，采用高縱深比填溝工藝形成絕緣材料層的過程中，也會對阻擋層造成損傷，使其厚度減小。因此，也需要保護層對其進行覆蓋保護其在形成絕緣材料層的過程中不受損傷。
[0086]其他實施例中，如果采用高密度等離子體(High Density Plasma, HDP)的方法形成絕緣材料層，不會對阻擋層的厚度減小。但是，形成的絕緣材料層的內(nèi)部會有空隙。也屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0087]接著，參考圖14，采用化學機械研磨的方法將高于掩膜層203的絕緣材料層208a去除。
[0088]接著，參考圖15，回刻絕緣材料層208a，形成絕緣層208。絕緣層208的高度低于凸起結構201。
[0089]本實施例中，回刻絕緣材料層208a的方法包括:首先采用濕法腐蝕的方法將絕緣材料層208a刻蝕去除高度Hl，該高度Hl占需要去除總高度的20 %?40 %。接著，采用Siconi刻蝕方法繼續(xù)刻蝕去除高度H2的絕緣材料層208a，該高度H2占需要去除總高度的60 %?80 %，形成絕緣層208。其中，濕法腐蝕的濕法腐蝕劑為稀氫氟酸。
[0090]需要說明的是，如果將絕緣材料層208a都采用濕法腐蝕的方法進行刻蝕形成絕緣層，則在整片晶圓上，器件分布密集區(qū)會刻蝕較少厚度的絕緣材料層208a。器件分布稀疏區(qū)會刻蝕較多厚度的絕緣材料層208a。因此，整片晶圓上，刻蝕去除部分絕緣材料層208a后，形成的絕緣層208的厚度不均勻，從而影響后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的性能。
[0091]如果將絕緣材料層208a都采用Siconi刻蝕方法刻蝕形成絕緣層208，則工藝成本太尚。
[0092]因此，采用本實施例的濕法腐蝕方法與Siconi刻蝕方法相結合的刻蝕條件形成的絕緣層208的厚度均勻，表面平整，且工藝生產(chǎn)成本最低。
[0093]本實施例中，在上述刻蝕條件去除部分高度的絕緣材料層208a的過程中，保護層206也會被同時去除，剩余的保護層206等于絕緣層208的高度。
[0094]形成絕緣層208后，高于絕緣層的凸起結構201為鰭部209。
[0095]接著，參考圖16，對所述掩膜層203、所述墊氧化層202和所述凸起結構201進行溝道截止離子注入，形成溝道截止離子注入層210。
[0096]本實施例中，對凸起結構201進行離子注入為了在鰭部209的底部形成溝道截止離子注入層210。后續(xù)形成的晶體管為鰭式場效應NMOS晶體管，所述離子注入的注入離子為硼離子。
[0097]本實施例中，之所以在鰭部209的底部形成溝道截止離子注入層210，原因如下:鰭部209的尺寸非常小，因此，除了鰭部209底部以上的鰭部部分都被完全耗盡。但是，鰭部209的底部與襯底的距離最近，因此，在鰭部209的底部無法形成完全耗盡。因此，需要在鰭部209的底部形成溝道截止離子注入層210，否則非常容易使后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的鰭部底部發(fā)生穿通(punch through)現(xiàn)象。從而嚴重影響后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的性能。
[0098]本實施例中，阻擋層205的作用如下:
[0099]結合參考圖14和圖15，絕緣材料層208a的材料為氧化硅。濕法腐蝕為各向同性刻蝕，采用濕法腐蝕的方法對絕緣材料層208a進行回刻的過程中，如果沒有阻擋層205的存在，該濕法腐蝕工藝會將材料相同的墊氧化層202腐蝕而斷裂。因此，阻擋層205可以防止位于墊氧化層202之上的掩膜層203因為墊氧化層202的斷裂會掉落至正在被濕法刻蝕的絕緣材料層208a上形成顆粒物(particles)，避免該顆粒物影響絕緣層208的形成質(zhì)量，例如，避免會在絕緣層208內(nèi)出現(xiàn)孔洞現(xiàn)象，從而提高后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的性能。
[0100]另外，參考圖16，正因為阻擋層205的保護，鰭部209頂部的墊氧化層202才不會受損，位于墊氧化層202之上的掩膜層203也不會掉落。本實施例中，參考圖18，對所述掩膜層203、所述墊氧化層202和所述凸起結構201進行溝道截止離子注入，形成溝道截止離子注入層210的原因如下:
[0101](I)由于掩膜層203的阻擋，可以避免在鰭部209內(nèi)的溝道區(qū)域A的溝道截止離子濃度會過大，以減少溝道截止離子產(chǎn)生的散射現(xiàn)象，從而增加電子或空穴的迀移率，進而提高后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的運行速度。
[0102](2)對鰭部209進行溝道截止離子注入的濃度是一定的，在溝道區(qū)域B中的溝道截止離子濃度被減小，這樣，溝道截止離子注入層210 (參考圖16)內(nèi)的溝道截止離子的濃度就會增加，防止鰭部209底部發(fā)生穿通(punch through)效果更好，進一步提高了后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的性能。
[0103]具體請參考圖18，圖18(a)為圖16中的一個凸起結構201的局部示意圖。圖18(b)中的曲線181為溝道區(qū)域B (鰭部209頂部至鰭部209底部)中的溝道截止離子濃度分布曲線。圖18(b)中的曲線182為溝道截止離子注入層210中的溝道截止離子濃度分布曲線。曲線181上的每個點的數(shù)值基本都為118Cm 3，遠小于現(xiàn)有技術中的圖8(b)中的曲線181上的數(shù)值。圖18(b)中的曲線182上的最大數(shù)值可為119Cm 3，遠大于現(xiàn)有技術中的圖8(b)中的曲線82上的最大數(shù)值。
[0104](3)對于鰭式場效應NMOS晶體管來說，溝道截止離子注入的注入離子為硼離子，硼離子在絕緣層208的固溶度高，硼離子非常容易擴散至周圍的絕緣層208中。但是，本實施例中，阻擋層205可以阻止溝道截止離子注入層210中的大量的硼離子擴散至周圍的絕緣層208中，從而進一步保證溝道截止離子注入層210的離子濃度，進一步保證后續(xù)形成的魚耆式場效應NMOS晶體管的鑛部底部發(fā)生穿通現(xiàn)象，以提尚后續(xù)形成的鑛式場效應NMOS晶體管的性能。
[0105]需要說明的是，本實施例中，阻擋層205的厚度為大于等于10埃且小于等于30埃。阻擋層205的厚度如果太大，后續(xù)工藝步驟中，相鄰的凸起結構205之間的深寬比太大，即使采用流動化學氣相沉積的方法，在相鄰的凸起結構201之間形成的絕緣層的內(nèi)部會有空隙。如果阻擋層205的厚度太小，對硼離子的阻擋效果不佳。
[0106]其他實施例中，如果鰭式場效晶體管的類型為P型，則形成溝道截止離子注入層的注入離子為砷離子。砷離子雖然在絕緣層的固溶度較小，但是阻擋層也能阻止砷離子的擴散，有利于提高后續(xù)形成的鰭式場效應晶體管的性能，也屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0107]接著，參考圖17，形成溝道截止離子注入層210后，去除掩膜層203和高于絕緣層208的阻擋層205。這樣，剩余的阻擋層205的高度等于絕緣層208的高度。
[0108]去除掩膜層203和阻擋層205之后，去除墊氧化層202 (參考圖16)和高于絕緣層208的應力緩沖層204。這樣，剩余的應力緩沖層204的高度等于絕緣層208的高度。
[0109]參考圖17，本發(fā)明還提供一種鰭式場效應晶體管，包括:
[0110]具有至少兩個分立的凸起結構201的半導體襯底200 ；
[0111]位于所述相鄰的凸起結構201之間的半導體襯底上的絕緣層208，所述絕緣層208低于所述凸起結構201 ；
[0112]所述凸起結構201內(nèi)部具有溝道截止離子注入層210，
[0113]所述絕緣層208與所述凸起結構201之間具有阻擋層205。
[0114]本實施例中，所述阻擋層205的材料為氮化硅。
[0115]本實施例中，所述凸起結構201與所述阻擋層205之間具有應力緩沖層204。
[0116]本實施例中，所述絕緣層208與所述阻擋層205之間具有保護層206。
[0117]本實施例中，所述離子注入的注入離子包括硼離子，所述鰭式場效應晶體管的類型為N型。
[0118]其他實施例中，所述離子注入的注入離子包括砷離子，所述鰭式場效應晶體管的類型為P型。
[0119]具體請參考方法實施例。
[0120]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
【主權項】
1.一種鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，包括: 提供半導體襯底，所述半導體襯底具有至少兩個分立的凸起結構，所述凸起結構上具有墊氧化層和位于所述墊氧化層上的掩膜層； 在所述凸起結構的側壁、所述墊氧化層的側壁、所述掩膜層的側壁和頂部形成阻擋層； 在相鄰凸起結構之間的所述阻擋層上形成絕緣層，所述絕緣層低于所述凸起結構；對所述掩膜層、所述墊氧化層和所述凸起結構進行溝道截止離子注入，形成溝道截止離子注入層。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻擋層的材料為氮化硅。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，形成所述阻擋層的方法為原子層沉積或化學氣相沉積。4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻擋層的厚度為大于等于10埃且小于等于30埃。5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述絕緣層之前，在所述阻擋層上形成保護層。6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述保護層的材料為氧化硅。7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述阻擋層之前，在所述凸起結構的側壁、所述墊氧化層的側壁、所述掩膜層的側壁和頂部形成應力緩沖層。8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述應力緩沖層的材料為氧化硅。9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述凸起結構上具有墊氧化層和位于所述墊氧化層上的掩膜層的形成方法包括: 在所述半導體襯底上形成墊氧化層材料層和位于所述墊氧化層材料層上的圖案化的掩膜層； 以所述圖案化的掩膜層為掩膜，依次刻蝕所述墊氧化層和部分深度的半導體襯底。10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述墊氧化層的材料為氧化硅。11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩膜層的材料為氮化硅。12.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述絕緣層的材料為氧化硅。13.—種鰭式場效應晶體管，包括: 具有至少兩個分立的凸起結構的半導體襯底； 位于所述相鄰的凸起結構之間的半導體襯底上的絕緣層，所述絕緣層低于所述凸起結構； 所述凸起結構內(nèi)部具有溝道截止離子注入層； 其特征在于，所述絕緣層與所述凸起結構之間具有阻擋層。14.如權利要求13所述的晶體管，其特征在于，所述阻擋層的材料為氮化硅。15.如權利要求13所述的晶體管，其特征在于，所述凸起結構與所述阻擋層之間具有應力緩沖層。16.如權利要求13所述的晶體管，其特征在于，所述絕緣層與所述阻擋層之間具有保護層。
【文檔編號】H01L21/318GK105845570SQ201510016784
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月13日
【發(fā)明人】李勇, 趙海, 居建華
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司