半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]離子注入工藝是半導(dǎo)體技術(shù)中非常常用的一種離子摻雜工藝，用于在半導(dǎo)體襯底內(nèi)摻雜各種離子。在晶體管的形成過程中，可以采用離子注入工藝在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成阱區(qū)、采用離子注入調(diào)整待形成晶體管的閾值電壓、以及進(jìn)行輕摻雜離子注入和重?fù)诫s離子注入等形成晶體管的源極和漏極。
[0003]離子注入工藝將帶電的且具有能量的粒子注入襯底內(nèi)，高能的離子由于與襯底中電子和原子核的碰撞而失去能量，停留在晶格內(nèi)的一定深度。由于注入離子具有一定的能量，在注入過程中，與半導(dǎo)體晶格發(fā)生碰撞，容易導(dǎo)致半導(dǎo)體晶格的損傷，從而影響形成的晶體管的性能。后續(xù)需要通過退火工藝修復(fù)離子注入帶來(lái)的晶格損傷。
[0004]隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，工藝節(jié)點(diǎn)逐漸減小，為獲得理想的閾值電壓，改善器件性能，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Fin FET)作為一種多柵器件得到了廣泛的關(guān)注。隨著晶體管尺寸的減小，離子注入工藝的帶來(lái)的損傷對(duì)于晶體管的性能影響越發(fā)顯著，尤其在尺寸較小的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，對(duì)于離子注入帶來(lái)的損傷，無(wú)法通過退火工藝完全消除上述損傷并且較長(zhǎng)時(shí)間和溫度的退火工藝還會(huì)造成晶體管內(nèi)的摻雜離子的大量擴(kuò)散，進(jìn)一步對(duì)晶體管的性能造成較大的影響。為了降低離子注入帶來(lái)的損傷，現(xiàn)有對(duì)于鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管通常采用高溫離子注入工藝進(jìn)行離子注入。高溫離子注入工藝中對(duì)待注入襯底加熱，使襯底具有較高的溫度，離子注入過程中造成的損傷較小。
[0005]但是，上述高溫離子注入工藝中對(duì)于摻雜離子的擴(kuò)散以及注入過程中的溝道效應(yīng)很難控制，從而會(huì)對(duì)最終形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能造成不良影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面具有若干分立的鰭部；在所述半導(dǎo)體襯底表面形成隔離層，所述隔離層的表面低于鰭部的頂部表面且覆蓋部分鰭部的側(cè)壁；在所述鰭部表面形成防擴(kuò)散層；形成所述防擴(kuò)散層后，對(duì)所述鰭部進(jìn)行防擴(kuò)散離子注入；對(duì)所述鰭部進(jìn)行防擴(kuò)散離子注入之后，在對(duì)所述鰭部進(jìn)行N型或P型摻雜離子注入?？蛇x的，所述防擴(kuò)散層為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。
[0008]可選的，所述防擴(kuò)散層的材料為氮氧化硅。
[0009]可選的，采用化學(xué)氣相沉積工藝或原子層沉積工藝形成所述防擴(kuò)散層。
[0010]可選的，所述防擴(kuò)散層的厚度為0.5nm?10nm。
[0011]可選的，所述防擴(kuò)散離子注入的防擴(kuò)散離子為C。
[0012]可選的，所述防擴(kuò)散離子注入的離子劑量為5E12 atom/cm2?5E14atom/cm2。
[0013]可選的，所述防擴(kuò)散離子注入的溫度為20°C?50°C。
[0014]可選的，所述N型或P型摻雜離子注入過程中，對(duì)半導(dǎo)體襯底加熱，使所述半導(dǎo)體襯底溫度為300°C?600°C。
[0015]可選的，所述N型或P型摻雜離子注入為源漏離子注入、閾值調(diào)整注入或阱注入。
[0016]可選的，所述N型摻雜離子包括P、As或Sb。
[0017]可選的，所述P型摻雜離子包括B、Ga或In。
[0018]可選的，所述N型或P型摻雜離子注入的N型或P型摻雜離子位于防擴(kuò)散離子上方。
[0019]可選的，還包括在進(jìn)行N型或P型摻雜離子注入之后，進(jìn)行退火處理。
[0020]可選的，所述退火處理可以采用爐管退火、快速熱退火、激光尖峰退火或閃光退火工藝。
[0021]可選的，所述退火處理的溫度為600°C?1200°C。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]本發(fā)明的技術(shù)方案中，在半導(dǎo)體襯底的鰭部表面形成防擴(kuò)散層之后，對(duì)鰭部進(jìn)行防擴(kuò)散離子注入，然后再對(duì)所述鰭部進(jìn)行N型或P型摻雜離子注入。后續(xù)的防擴(kuò)散離子注入、N型或P型摻雜離子注入過程中，注入離子受到半導(dǎo)體襯底的晶格的碰撞作用，部分注入離子會(huì)被反射出鰭部?jī)?nèi)，或從鰭部?jī)?nèi)逸出，由于所述鰭部表面形成所述防擴(kuò)散層，所述被反射以及高溫作用下逸出的摻雜離子受到防擴(kuò)散層的阻擋作用，不會(huì)脫離鰭部，從而可以確保所述鰭部?jī)?nèi)的注入離子的分布較為均勻，并且所述防擴(kuò)散層還可以對(duì)注入離子起到散射作用，使注入離子偏離鰭部的晶格溝道方向，從而改善離子注入的溝道效應(yīng)。而所述防擴(kuò)散離子注入的離子能夠有效阻擋N型或P型摻雜離子在鰭部?jī)?nèi)的擴(kuò)散。所以本發(fā)明的技術(shù)方案能夠抑制摻雜離子的擴(kuò)散以及溝道效應(yīng)，提高形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。
[0024]進(jìn)一步，所述防擴(kuò)散層可以是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，所述非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的防擴(kuò)散層在后續(xù)進(jìn)行離子注入的過程中，注入離子受到防擴(kuò)散層內(nèi)的散射作用，使得入射離子偏離鰭部的晶格溝道方向，從而可以改善離子注入的溝道效應(yīng)，避免離子注入的深度不受控制。
[0025]進(jìn)一步，所述防擴(kuò)散離子注入的防擴(kuò)散離子可以是C。在鰭部?jī)?nèi)，摻雜離子的擴(kuò)散作用部分是通過鰭部?jī)?nèi)的間隙式缺陷進(jìn)行，在鰭部?jī)?nèi)攙雜C離子，會(huì)改變鰭部的晶體結(jié)構(gòu)，碳離子與鰭部中的間隙式缺陷相互作用，吸附所述間隙式缺陷，形成難以分解的缺陷團(tuán)簇，使得分離式的間隙式缺陷數(shù)量減小，從而抑制半導(dǎo)體襯底內(nèi)N型或P型摻雜離子擴(kuò)散。
[0026]進(jìn)一步，可以采用高溫離子注入工藝對(duì)所述鰭部進(jìn)行所述P型或N型摻雜離子注入工藝，以降低所述P型或N型摻雜離子注入對(duì)于鰭部帶來(lái)的損傷。并且，由于所述鰭部表面具有防擴(kuò)散層，且鰭部?jī)?nèi)具有防擴(kuò)散離子，所以，雖然高溫離子注入過程中鰭部的溫度較高，但是仍然能夠改善溝道效應(yīng)，控制注入離子的深度，且抑制摻雜離子的擴(kuò)散。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1至圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如【背景技術(shù)】中所述，現(xiàn)有在對(duì)進(jìn)行離子注入過程中，采用高溫離子注入雖然能夠降低注入損傷，但是卻會(huì)加劇注入離子擴(kuò)散以及溝道效應(yīng)等問題，影響最終形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。
[0029]研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行高溫離子注入過程中，待注入的襯底溫度較高，注入離子在高溫情況下具有較高的擴(kuò)散速率，更容易向注入?yún)^(qū)域以外發(fā)生擴(kuò)散，導(dǎo)致很難控制注入?yún)^(qū)域的位置、形成淺結(jié)。并且，由于高溫離子注入的注入損傷較小，不會(huì)在襯底表面形成非晶層，注入襯底的表面依舊具有較為完整的晶格結(jié)構(gòu)，注入過程中很容易產(chǎn)生溝道效應(yīng)，使得注入深度不易控制，導(dǎo)致影響最終形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。
[0030]本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面具有若干分立的鰭部；在所述半導(dǎo)體襯底表面形成隔離層，所述隔離層的表面低于鰭部的頂部表面且覆蓋部分鰭部的側(cè)壁；在所述鰭部表面形成防擴(kuò)散層；形成上防擴(kuò)散層后，對(duì)所述鰭部進(jìn)行防擴(kuò)散離子注入；對(duì)所述鰭部進(jìn)行防擴(kuò)散離子注入之后，在對(duì)所述鰭部進(jìn)行N型或P型摻雜離子注入。所述防擴(kuò)散層可以抑制離子注入的溝道效應(yīng)，并且防止注入離子向外擴(kuò)散，所述防擴(kuò)散離子可以阻檔后續(xù)注入的N型或P型離子在半導(dǎo)體襯底內(nèi)部發(fā)生擴(kuò)散。
[0031]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0032]請(qǐng)參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100表