[发明专利]鳍式场效应晶体管及其形成方法

说明书

一种鳍式场效应晶体管及其形成方法，其中方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有鳍部；在所述鳍部两侧的半导体衬底表面形成第一隔离结构，所述第一隔离结构的整个表面低于所述鳍部的顶部表面；在所述第一隔离结构中注入离子，且所述离子扩散进入第一隔离结构侧部的鳍部中，在鳍部中形成沟道阻挡层；注入离子后，在鳍部的顶部表面和侧壁形成保护层；以所述保护层为掩膜，刻蚀部分厚度的第一隔离结构，以暴露出所述沟道阻挡层的侧壁；在暴露出的所述沟道阻挡层的侧壁形成扩散阻挡层后，去除所述保护层；去除所述保护层后，在所述第一隔离结构表面形成覆盖所述扩散阻挡层的第二隔离结构。所述方法提高了鳍式场效应晶体管的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管及其形成方法。

背景技术

MOS晶体管是现代集成电路中最重要的元件之一。MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，位于栅极结构一侧半导体衬底内的源区和位于栅极结构另一侧半导体衬底内的漏区。MOS晶体管通过在栅极施加电压，调节通过栅极结构底部沟道的电流来产生开关信号。

随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁的栅极结构，位于栅极结构一侧的鳍部内的源区和位于栅极结构另一侧的鳍部内的漏区。

形成鳍式场效应晶体管的方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有凸起的鳍部和横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁；在栅极结构两侧侧壁形成侧墙；以侧墙和栅极结构为掩膜对栅极结构两侧的鳍部进行离子注入形成重掺杂的源区和漏区。

然而，现有技术中形成的鳍式场效应晶体管的性能较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应晶体管及其形成方法，阻止沟道阻挡层中的离子扩散至第二隔离结构中，以提高鳍式场效应晶体管的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有鳍部；在所述鳍部两侧的半导体衬底表面形成第一隔离结构，所述第一隔离结构的整个表面低于所述鳍部的顶部表面；在所述第一隔离结构中注入离子，且所述离子扩散进入第一隔离结构侧部的鳍部中，在鳍部中形成沟道阻挡层；注入离子后，在鳍部的顶部表面和侧壁形成保护层；以所述保护层为掩膜，刻蚀部分厚度的第一隔离结构，以暴露出所述沟道阻挡层的侧壁；在暴露出的所述沟道阻挡层的侧壁形成扩散阻挡层后，去除所述保护层；去除所述保护层后，在所述第一隔离结构表面形成覆盖所述扩散阻挡层的第二隔离结构。

可选的，所述扩散阻挡层的宽度为20埃～40埃。

可选的，形成所述扩散阻挡层的工艺为选择性外延生长工艺或者碳离子注入工艺。

可选的，采用选择性外延生长工艺形成扩散阻挡层的步骤为：以所述保护层为遮挡物，在所述暴露出的沟道阻挡层的侧壁生长扩散阻挡层。

可选的，所述选择性外延生长工艺的具体参数为：采用的气体为HCl、SiH₃CH₃和SiH₂Cl₂，HCl的流量为80sccm～160sccm，SiH₃CH₃的流量为60sccm～120sccm，SiH₂Cl₂的流量为400sccm～600sccm，腔室压强为500torr～700torr，温度为600摄氏度～850摄氏度。

可选的，当采用选择性外延生长工艺形成所述扩散阻挡层时，所述扩散阻挡层的材料为碳硅，所述碳硅中碳的原子百分比浓度为0.5％～3％。