[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底内形成第一氮掺杂层；采用含氧等离子体离子注入工艺在第一氮掺杂层表面形成氧掺杂层，所述含氧等离子体至少包括水等离子体；在所述氧掺杂层上形成第二氮掺杂层；对所述半导体衬底进行热处理，使氧掺杂层内的氧原子向第一氮掺杂层和第二氮掺杂层内扩散，形成第一氮氧化硅层和第二氮氧化硅层。上述方法可以提高形成的半导体结构的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

随着半导体工艺技术的不断发展，工艺节点逐渐减小，后栅(gate-last)工艺得到了广泛应用，以获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸进一步下降时，即使采用后栅工艺，常规的MOS场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，鳍式场效应晶体管(Fin FET)作为一种多栅器件得到了广泛的关注。

图1示出了现有技术的一种鳍式场效应晶体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11，鳍部11一般是通过对半导体衬底10刻蚀后得到的；介质层12，覆盖所述半导体衬底10的表面以及鳍部11的侧壁的一部分；栅极结构13，横跨在所述鳍部11上，覆盖所述鳍部11的部分顶部和侧壁，栅极结构13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)。对于鳍式场效应晶体管，鳍部11的顶部以及两侧的侧壁与栅极结构13相接触的部分都成为沟道区，即具有多个栅，有利于增大驱动电流，改善器件性能。

在体硅上形成的鳍式场效应晶体管往往具有较大的漏电流，所述鳍式场效应晶体管的性能有待进一步的提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，形成性能较高的绝缘体上硅(SOI)衬底，从而提高在绝缘体上硅衬底上形成的鳍式场效应晶体管的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底内形成第一氮掺杂层；采用含氧等离子体离子注入工艺在第一氮掺杂层表面形成氧掺杂层，所述含氧等离子体至少包括水等离子体；在所述氧掺杂层上形成第二氮掺杂层；对所述半导体衬底进行热处理，使氧掺杂层内的氧原子向第一氮掺杂层和第二氮掺杂层内扩散，形成第一氮氧化硅层和第二氮氧化硅层。

可选的，仅采用水等离子体离子注入工艺形成所述氧掺杂层。

可选的，所述水等离子体离子注入采用的注入剂量为10¹⁷atom/cm²～10¹⁸atom/cm²，注入深度为200nm～300nm，注入能量为60keV～300keV

可选的，所述氧掺杂层包括第一氧掺杂层和位于所述第一氧掺杂层表面的第二氧掺杂层；采用第一水等离子体离子注入工艺形成所述第一氧掺杂层；采用氧气等离子体离子注入工艺在所述第一氧掺杂层表面形成第二氧掺杂层。

可选的，所述氧掺杂层还包括位于第二氧掺杂层表面的第三氧掺杂层，采用第二水等离子体离子注入工艺形成所述第三氧掺杂层。

可选的，所述第一水等离子体离子注入工艺采用的注入剂量为10¹⁷atom/cm²～10¹⁸atom/cm²，注入深度为250nm～300nm，注入能量为60keV～300keV。

可选的，所述氧气等离子体离子注入工艺采用的注入剂量为10¹⁷atom/cm²～10¹⁸atom/cm²，注入深度为260nm～290nm，注入能量为60keV～300keV。