[发明专利]鳍式场效应晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有凸起的第一鳍部和第二鳍部，所述第一鳍部中形成有P型阱区，第二鳍部中形成有N型阱区，第一鳍部和第二鳍部之间具有第一沟槽，所述第一沟槽暴露出第一鳍部和第二鳍部的侧壁，第一鳍部的远离第一沟槽的一侧具有第二沟槽，第二鳍部远离第一沟槽的一侧具有第三沟槽；

在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部的侧壁表面形成第一掺杂区，所述第一掺杂区用于防止P型阱区中的杂质离子向后续形成的浅沟槽隔离结构中扩散；

在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部的侧壁表面形成第二掺杂区，所述第二掺杂区用于防止后续在N型阱区中形成的源漏区中的杂质离子沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散以及向后续形成的浅沟槽隔离结构中扩散；

在形成第一掺杂区和第二掺杂区后，在第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽中填充隔离材料，形成浅沟槽隔离结构。

2.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一掺杂区为碳掺杂区，所述第二掺杂区为氟掺杂区。

3.如权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述碳掺杂区的深度为2nm～12nm，碳掺杂区中碳离子的浓度为5e18～5e19atom/cm³。

4.如权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述碳掺杂区的形成过程为：采用第一离子注入工艺，在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部的侧壁的表面材料中掺杂碳离子，形成碳掺杂区。

5.如权利要求4所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一离子注入工艺的注入角度为5～25度，注入的能量为2～8KeV，注入的剂量为5e13～5e14atom/cm²。

6.如权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述氟掺杂区的深度为2nm～12nm，氟掺杂区中氟离子的浓度为5e18～1e20atom/cm³。

7.如权利要求6所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述氟掺杂区的形成过程为：采用第二离子注入工艺，在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部的侧壁的表面材料中掺杂氟离子，形成氟掺杂区。

8.如权利要求7所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二离子注入工艺的注入角度为5～25度，注入的能量为4～12KeV，注入的剂量为1e14～1e15atom/cm²。

9.如权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述碳掺杂区的形成过程为：在所述在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部的侧壁表面上形成含有碳离子的第一半导体外延层，所述第一半导体外延层作为碳掺杂区。

10.如权利要求9所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一半导体外延层的材料为硅或碳化硅，所述第一半导体外延层作为第一鳍部的一部分，所述浅沟槽隔离结构覆盖第一半导体外延层的表面。

11.如权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述氟掺杂区的形成过程为：在所述在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部的侧壁表面上形成含有氟离子的第二半导体外延层，所述第二半导体外延层作为氟掺杂区。

12.如权利要求11所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二半导体外延层作为第二鳍部的一部分，所述第二半导体外延层的材料为硅或锗化硅，所述浅沟槽隔离结构覆盖第二半导体外延层的表面。

13.如权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述碳掺杂区的形成过程为：在所述在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部的侧壁表面上形成含有碳离子的第一中间层，通过激活工艺使得第一中间层中的碳离子扩散到第一鳍部的侧壁表面，在第一鳍部的侧壁表面形成碳掺杂区。

14.如权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述氟掺杂区的形成过程为：在所述在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部的侧壁表面上形成含有氟离子的第二中间层，通过激活工艺使得第二中间层中的氟离子扩散到第二鳍部的侧壁表面，在第二鳍部的侧壁表面形成氟掺杂区。