[发明专利]半导体结构及其掺杂方法、鳍式场效应管的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及半导体结构及其掺杂方法、鳍式场效应管的形成方法。

背景技术

MOS晶体管通过在栅极施加电压，调节通过源漏区的电流来产生开关信号。但当半导体技术进入30纳米以下节点时，传统的平面式MOS晶体管对沟道电流的控制变能力弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应管（Fin FET）是一种新兴的多栅器件，它一般包括具有高深宽比的半导体鳍部，在鳍部中形成晶体管的沟道区和源/漏区，并在部分鳍部的顶部和侧壁外形成栅极。

图1示出了现有技术的一种鳍式场效应管的立体结构示意图。如图1所示，包括：半导体衬底10，所述半导体衬底10上形成有凸出的鳍部14，鳍部14一般是通过对半导体衬底10刻蚀后得到的；介质层11，覆盖所述半导体衬底10的表面以及鳍部14的侧壁的一部分；栅极结构12，横跨在所述鳍部14上，覆盖所述鳍部14的顶部和侧壁，栅极结构12包括栅介质层（图中未示出）和位于栅介质层上的栅电极（图中未示出）。

现有技术中，通常会通过离子注入的方法对鳍式场效应管的位于鳍部的源/漏区进行掺杂，但是离子注入的掺杂方法会造成源/漏不同区域的掺杂浓度不均匀。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种掺杂均匀并且工艺简单的半导体结构及其掺杂方法、鳍式场效应管的形成方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案提供了一种半导体结构的掺杂方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部；在所述鳍部表面形成杂质层；在所述杂质层表面形成盖帽层，所述盖帽层包括非晶碳层；对已形成杂质层和盖帽层的鳍部进行退火，使所述杂质层扩散进入所述鳍部内；去除所述盖帽层。

可选的，所述鳍部为鳍式场效应管的鳍部。

可选的，所述鳍部为半导体纳米线。

可选的，所述杂质层的形成方式为自调节式等离子体吸附。

可选的，所述杂质层的形成方式为杂质溶液吸附。

可选的，所述非晶碳层通过化学气相沉积工艺形成，所述化学气相沉积工艺的前驱气体为CH₄、C₃H₈、C₆H₆和C₆H₁₂中的一种或几种，沉积温度为25摄氏度到500摄氏度，沉积气压为100mTorr到1000mTorr。

可选的，所述盖帽层为单一非晶碳层。

可选的，所述单一非晶碳层的厚度为20纳米至100纳米。

可选的，所述盖帽层为非晶碳层和硅氧碳层的堆叠结构，其中，所述非晶碳层位于所述杂质层表面，所述硅氧碳层位于所述非晶碳层表面。

可选的，所述非晶碳层的厚度为20纳米至80纳米。

可选的，所述硅氧碳层的厚度为5纳米至10纳米。

可选的，所述退火工艺为激光退火。

可选的，所述去除盖帽层的工艺为等离子体灰化（Asher）。

可选的，所述去除盖帽层的工艺为等离子体灰化，且所述等离子体灰化工艺采用氧气等离子体。

本发明技术方案还提供了一种半导体结构，包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底上的鳍部；位于所述鳍部表面的杂质层；位于所述杂质层表面的盖帽层，所述盖帽层包括非晶碳层。

可选的，所述鳍部为鳍式场效应管的鳍部。

可选的，所述鳍部为半导体纳米线。

可选的，所述盖帽层为单一非晶碳层，且所述单一非晶碳层的厚度为20纳米至100纳米。

可选的，所述盖帽层为非晶碳层和硅氧碳层的堆叠结构，其中，所述非晶碳层位于所述杂质层表面，所述硅氧碳层位于所述非晶碳层表面。

可选的，所述非晶碳层的厚度为20纳米至80纳米，所述硅氧碳层的厚度为5纳米至10纳米。

本发明技术方案还提供一种鳍式场效应管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部；在所述鳍部表面形成栅极结构，所述栅极结构覆盖部分鳍部；用所述半导体结构的掺杂方法对所述鳍部进行掺杂；在所述栅极结构两侧的鳍部内形成源区和漏区。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：