本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種鰭式場效應(yīng)晶體管及其形成方法。

背景技術(shù)：

MOS晶體管是現(xiàn)代集成電路中最重要的元件之一。MOS晶體管的基本結(jié)構(gòu)包括：半導(dǎo)體襯底；位于半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)，位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)半導(dǎo)體襯底內(nèi)的源區(qū)和位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)半導(dǎo)體襯底內(nèi)的漏區(qū)。MOS晶體管通過在柵極施加電壓，調(diào)節(jié)通過柵極結(jié)構(gòu)底部溝道的電流來產(chǎn)生開關(guān)信號。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的平面式的MOS晶體管對溝道電流的控制能力變?nèi)?，造成嚴重的漏電流。鰭式場效?yīng)晶體管(Fin FET)是一種新興的多柵器件，它一般包括凸出于半導(dǎo)體襯底表面的鰭部，覆蓋部分所述鰭部的頂部表面和側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)，位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的鰭部內(nèi)的源區(qū)和位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)的鰭部內(nèi)的漏區(qū)。

形成鰭式場效應(yīng)晶體管的方法包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面具有凸起的鰭部和橫跨所述鰭部的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋部分所述鰭部的頂部表面和側(cè)壁；在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)側(cè)壁形成側(cè)墻；以側(cè)墻和柵極結(jié)構(gòu)為掩膜對柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部進行離子注入形成重摻雜的源區(qū)和漏區(qū)。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管及其形成方法，阻止溝道阻擋層中的離子擴散至第二隔離結(jié)構(gòu)中，以提高鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面具有鰭部；在所述鰭部兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底表面形成第一隔離結(jié)構(gòu)，所述第一隔離結(jié)構(gòu)的整個表面低于所述鰭部的頂部表面；在所述第一隔離結(jié)構(gòu)中注入離子，且所述離子擴散進入第一隔離 結(jié)構(gòu)側(cè)部的鰭部中，在鰭部中形成溝道阻擋層；注入離子后，在鰭部的頂部表面和側(cè)壁形成保護層；以所述保護層為掩膜，刻蝕部分厚度的第一隔離結(jié)構(gòu)，以暴露出所述溝道阻擋層的側(cè)壁；在暴露出的所述溝道阻擋層的側(cè)壁形成擴散阻擋層后，去除所述保護層；去除所述保護層后，在所述第一隔離結(jié)構(gòu)表面形成覆蓋所述擴散阻擋層的第二隔離結(jié)構(gòu)。

可選的，所述擴散阻擋層的寬度為20?！?0埃。

可選的，形成所述擴散阻擋層的工藝為選擇性外延生長工藝或者碳離子注入工藝。

可選的，采用選擇性外延生長工藝形成擴散阻擋層的步驟為：以所述保護層為遮擋物，在所述暴露出的溝道阻擋層的側(cè)壁生長擴散阻擋層。

可選的，所述選擇性外延生長工藝的具體參數(shù)為：采用的氣體為HCl、SiH₃CH₃和SiH₂Cl₂，HCl的流量為80sccm～160sccm，SiH₃CH₃的流量為60sccm～120sccm，SiH₂Cl₂的流量為400sccm～600sccm，腔室壓強為500torr～700torr，溫度為600攝氏度～850攝氏度。

可選的，當采用選擇性外延生長工藝形成所述擴散阻擋層時，所述擴散阻擋層的材料為碳硅，所述碳硅中碳的原子百分比濃度為0.5％～3％。

可選的，采用碳離子注入工藝形成擴散阻擋層的步驟為：向所述暴露出的溝道阻擋層的側(cè)壁表面注入碳離子。

可選的，所述碳離子的注入能量為5KeV～20KeV，注入劑量為1.0E14atom/cm²～8.0E15atom/cm²，注入角度為10度～20度。

可選的，當采用碳離子注入工藝形成所述擴散阻擋層時，所述擴散阻擋層的材料為摻雜碳離子的硅。

可選的，所述注入到第一隔離結(jié)構(gòu)中的離子的類型與所述鰭式場效應(yīng)晶體管的類型相反。

可選的，所述保護層的材料為氮化硅、碳氮化硅或氮氧化硅。

本發(fā)明還提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管，包括：半導(dǎo)體襯底；鰭部，位于所述半導(dǎo)體襯底表面；第一隔離結(jié)構(gòu)，位于所述鰭部兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底表面； 第二隔離結(jié)構(gòu)，位于所述第一隔離結(jié)構(gòu)表面，所述鰭部的頂部表面高于所述第二隔離結(jié)構(gòu)的表面，所述高于第二隔離結(jié)構(gòu)表面的鰭部作為溝道區(qū)；溝道阻擋層，位于所述溝道區(qū)下方的鰭部內(nèi)，且所述溝道阻擋層的頂部表面高于第一隔離結(jié)構(gòu)的表面；擴散阻擋層，位于所述溝道阻擋層側(cè)壁，且所述第二隔離結(jié)構(gòu)覆蓋所述擴散阻擋層。

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：

(1)由于在所述溝道阻擋層的側(cè)壁形成擴散阻擋層，所述擴散阻擋層形成所述溝道阻擋層中離子的壁壘，所述溝道阻擋層中的離子不能穿過擴散阻擋層進入第二隔離結(jié)構(gòu)中，使得在后續(xù)對擴散阻擋層進行高溫退火的過程中，所述擴散阻擋層能夠阻擋溝道阻擋層中的離子進入第二隔離結(jié)構(gòu)中，從而減少了所述離子在注入第一隔離結(jié)構(gòu)中時需要的劑量，進而降低了形成的溝道阻擋層中的離子進入溝道中的幾率，降低因所述離子進入溝道而引起的不同鰭部的溝道中所述離子分布的差異性，降低了不同鰭部對應(yīng)的閾值電壓的差異性，從而提高了鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

(2)進一步的，在暴露出所述溝道阻擋層的側(cè)壁選擇性外延生長碳硅，或者向暴露出的溝道阻擋層的側(cè)壁注入碳離子，由于所述碳離子的原子半徑較小，所述碳離子容易進入溝道阻擋層的晶格間隙，進而有效的阻擋溝道阻擋層中的離子穿過溝道阻擋層的晶格間隙擴散至第二隔離結(jié)構(gòu)中。

附圖說明

圖1至圖3是現(xiàn)有技術(shù)中鰭式場效應(yīng)晶體管形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4至圖15是本發(fā)明第一實施例中鰭式場效應(yīng)晶體管形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16至圖21是本發(fā)明第二實施例中鰭式場效應(yīng)晶體管形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能較差。

圖1至圖3是現(xiàn)有技術(shù)中鰭式場效應(yīng)晶體管形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100表面具有鰭部110；在所述鰭部110兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底100表面形成隔離結(jié)構(gòu)120，所述隔離結(jié)構(gòu)120的整個表面低于所述鰭部110的頂部表面。所述鰭部110的頂部表面具有掩膜層111。

參考圖2，在所述隔離結(jié)構(gòu)120中注入離子，且使得所述離子擴散進入隔離結(jié)構(gòu)側(cè)部的鰭部110中，在鰭部110中形成溝道阻擋層130。

參考圖3，對所述溝道阻擋層130中的離子進行退火處理，以激活所述離子。

研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能較差的原因在于：

在對所述溝道阻擋層中的離子進行退火處理的過程中，由于所述離子在隔離結(jié)構(gòu)中的固溶度大于所述離子在鰭部中的固溶度，所以所述離子容易在退火過程中向所述隔離結(jié)構(gòu)中擴散，從而減少了所述溝道阻擋層中離子的濃度，為了使得在退火后和退火前所述溝道阻擋層中離子的濃度基本一致，需要增加在所述隔離結(jié)構(gòu)中注入離子的劑量，使得在退火之前所述溝道阻擋層中離子濃度高于退火之后所述溝道阻擋層中離子濃度，由于在退火之前所述溝道阻擋層中離子濃度較高，導(dǎo)致所述離子進入溝道的幾率增加，導(dǎo)致不同鰭部的溝道中所述離子分布的差異性增加，進而導(dǎo)致不同鰭部中閾值電壓的差異性增加，從而降低了鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明一實施例提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，通過在鰭部中的溝道阻擋層側(cè)壁形成擴散阻擋層，阻擋所述溝道阻擋層中的離子擴散進入第二隔離結(jié)構(gòu)中，從而減少了所述離子在注入時需要的劑量，進而降低了所述離子進入溝道中的幾率，降低不同鰭部中閾值電壓的差異性。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。

第一實施例

圖4至圖15是本發(fā)明第一實施例中鰭式場效應(yīng)晶體管形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖4，提供半導(dǎo)體襯200，所述半導(dǎo)體襯底200表面具有鰭部210。

所述半導(dǎo)體襯底200為后續(xù)形成鰭式場效應(yīng)晶體管提供工藝平臺。

所述半導(dǎo)體襯底200可以是單晶硅，多晶硅或非晶硅；半導(dǎo)體襯底200也可以是硅、鍺、鍺化硅、砷化鎵等半導(dǎo)體材料；所述半導(dǎo)體襯底200還可以是其它半導(dǎo)體材料，這里不再一一舉例。本實施例中，所述半導(dǎo)體襯底200的材料為硅。

所述半導(dǎo)體襯底200中摻雜有P型離子用以形成P阱區(qū)，或者摻雜有N型離子用以形成N阱區(qū)。

所述鰭部210的寬度W為8nm～20nm，所述寬度W指的是垂直于鰭部210延伸方向且指向鰭部210方向上的尺寸，當所述鰭部210的個數(shù)為多個時，相鄰的鰭部210之間的距離為20nm～50nm。

形成所述鰭部210的步驟為：在半導(dǎo)體襯底200表面形成圖案化的掩膜層211，所述圖案化的掩膜層211定義鰭部210的位置；以所述圖案化的掩膜層211為掩膜刻蝕部分厚度的半導(dǎo)體襯底200，形成鰭部210。

需要說明的是，本實施例中，形成鰭部210后，沒有去掉定義鰭部210位置的掩膜層211，在鰭部210頂部表面保留所述掩膜層211，掩膜層211可以保護所述鰭部210的頂部表面。在其它實施例中，形成鰭部210后，可以去除定義鰭部210位置的掩膜層211。

本實施例中，還包括：形成鰭部210后，形成覆蓋鰭部210頂部表面和側(cè)壁的界面層(未圖示)，所述界面層用以修復(fù)在形成鰭部210過程中造成的刻蝕損傷，及阻擋在后續(xù)在形成第一隔離結(jié)構(gòu)過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物(如水氣、氧氣)進入鰭部210中。在一個實施例中，所述界面層的材料為氧化硅，在其它實施例中，所述界面層的材料可以為其它材料。形成所述界面層的工藝為線性氧化工藝。所述界面層的厚度為10?！?0埃。

參考圖5，在所述鰭部210兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底200表面形成第一隔離結(jié)構(gòu)220，所述第一隔離結(jié)構(gòu)220的整個表面低于所述鰭部210的頂部表面。

所述第一隔離結(jié)構(gòu)220的作用為：后續(xù)在第一隔離結(jié)構(gòu)220中注入離子， 且使得所述離子擴散進入第一隔離結(jié)構(gòu)220側(cè)部的鰭部210中，從而在第一隔離結(jié)構(gòu)220側(cè)部的鰭部210中摻雜有離子，用以形成溝道阻擋層。

形成第一隔離結(jié)構(gòu)220的步驟為：形成覆蓋半導(dǎo)體襯底200、鰭部210和掩膜層211的第一隔離結(jié)構(gòu)材料層(未圖示)，所述第一隔離結(jié)構(gòu)材料層的整個表面高于所述鰭部210的頂部表面；采用平坦化工藝平坦化所述第一隔離結(jié)構(gòu)材料層直至暴露出掩膜層211的表面；平坦化所述第一隔離結(jié)構(gòu)材料層后，回刻蝕去除部分第一隔離結(jié)構(gòu)材料層，形成第一隔離結(jié)構(gòu)220。

形成第一隔離結(jié)構(gòu)材料層的工藝為沉積工藝，如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝或低壓化學(xué)氣相沉積工藝，流體化學(xué)氣相沉積(FCVD)工藝。平坦化第一隔離結(jié)構(gòu)材料層的工藝為化學(xué)機械研磨工藝；回刻蝕第一隔離結(jié)構(gòu)材料層的工藝為各向異性干刻工藝。

所述第一隔離結(jié)構(gòu)220的材料為氧化硅、氮氧化硅或者碳氧化硅，且所述第一隔離結(jié)構(gòu)220的材料和后續(xù)形成的保護層的材料不同。本實施例中，第一隔離結(jié)構(gòu)220的材料為氧化硅。

所述第一隔離結(jié)構(gòu)220的高度為650?！?300埃。所述高度指的是垂直于半導(dǎo)體襯底200表面方向上的尺寸。

參考圖6，在所述第一隔離結(jié)構(gòu)220中注入離子，且使得所述離子擴散進入第一隔離結(jié)構(gòu)220側(cè)部的鰭部210中。

在第一隔離結(jié)構(gòu)220中注入離子后，所述離子在第一隔離結(jié)構(gòu)220中形成濃度峰值的區(qū)域，所述濃度峰值區(qū)域指的是所述離子在第一隔離結(jié)構(gòu)220中的濃度最高的區(qū)域，所述離子以所述濃度峰值區(qū)域為中心呈現(xiàn)高斯分布，所述高斯分布的現(xiàn)象是由于所述離子在注入第一隔離結(jié)構(gòu)220的過程中擴散造成的，利用所述離子在注入第一隔離結(jié)構(gòu)220過程中的擴散，使得所述離子進入第一隔離結(jié)構(gòu)220側(cè)部的鰭部210中。

由于鰭部210的寬度尺寸很小，在所述第一隔離結(jié)構(gòu)220中注入離子后，所述離子可以從第一隔離結(jié)構(gòu)220擴散進入第一隔離結(jié)構(gòu)220側(cè)部的鰭部210中，且所述離子在鰭部210的寬度方向均有分布，從而在鰭部210中形成溝道阻擋層230。需要說明的是，所述離子主要沿著垂直于鰭部210延伸方向且 指向鰭部210的方向進行擴散。

本實施例中，所述離子注入到第一隔離結(jié)構(gòu)220中的深度與溝道阻擋層230的厚度一致。在實際的工藝中，由于所述離子除了沿著垂直于鰭部210延伸方向且指向鰭部210的方向進行擴散，還從其它方向擴散進入鰭部210中，故溝道阻擋層230的厚度大于離子注入到第一隔離結(jié)構(gòu)220中的深度。

本實施例中，形成的溝道阻擋層230的厚度為40?！?00埃，所述溝道阻擋層230的厚度指的是垂直于半導(dǎo)體襯底200表面方向的尺寸。

注入到第一隔離結(jié)構(gòu)220中的離子的類型與所述鰭式場效應(yīng)晶體管的類型相反。當形成的鰭式場效應(yīng)晶體管為N型鰭式場效應(yīng)晶體管時，注入到第一隔離結(jié)構(gòu)220中的離子為P型離子，包括B或In；當形成的鰭式場效應(yīng)晶體管為P型鰭式場效應(yīng)晶體管時，注入到第一隔離結(jié)構(gòu)220中的離子是N型離子，P(磷)或As。

在一個實施例中，待形成的鰭式場效應(yīng)晶體管為P型鰭式場效應(yīng)晶體管，所述離子為As離子，注入能量范圍為20KeV～50KeV，注入劑量范圍為1.0E12atom/cm²～1.0E14atom/cm²，注入角度為0度。所述注入角度為與半導(dǎo)體襯底200法線方向之間的夾角。

在另一個實施例中，待形成的鰭式場效應(yīng)晶體管為N型鰭式場效應(yīng)晶體管，所述離子為B離子，注入能量范圍為5KeV～10KeV，注入劑量范圍為1.0E12atom/cm²～1.0E14atom/cm²，注入角度為0度。所述注入角度為與半導(dǎo)體襯底200法線方向之間的夾角。

本實施例中，在注入所述離子的過程中，由于鰭部210的頂部表面具有掩膜層211，所以不會從鰭部210的頂部表面注入到鰭部210中，避免鰭式場效應(yīng)晶體管的閾值電壓受到影響。

參考圖7，注入所述離子后，在鰭部210的頂部表面和側(cè)壁形成保護層。

為了方便描述，將所述保護層分為：第一保護層，位于注入所述離子后的鰭部210的頂部表面；第二保護層，位于注入所述離子后的鰭部210的側(cè)壁。

所述保護層的材料為氮化硅、氮氧化硅或氮碳化硅。本實施例中，所述保護層的材料為氮化硅。

本實施例中，由于沒有去除掩膜層211，將所述掩膜層211用作第一保護層，同時，只需要在注入離子后的鰭部210的側(cè)壁形成第二保護層240。在其它實施例中，在注入離子后的鰭部210的頂部表面和側(cè)壁形成保護層，所述保護層可以覆蓋所述掩膜層211。

本實施例中，形成第二保護層240的步驟為：形成覆蓋第一隔離結(jié)構(gòu)220、鰭部210和掩膜層211的第二保護材料層(未圖示)；采用各向異性干刻工藝刻蝕所述第二保護材料層直至暴露出第一隔離結(jié)構(gòu)220的表面和掩膜層211的表面，形成第二保護層240。

參考圖8，以所述保護層為掩膜，刻蝕部分厚度的第一隔離結(jié)構(gòu)220，以暴露出所述溝道阻擋層230的側(cè)壁。

刻蝕所述第一隔離結(jié)構(gòu)220的工藝為干刻工藝或濕刻工藝。本實施例中，采用干刻工藝刻蝕第一隔離結(jié)構(gòu)220。

本實施例中，所述刻蝕第一隔離結(jié)構(gòu)220的厚度等于所述溝道阻擋層230的厚度；在其它實施例中，刻蝕第一隔離結(jié)構(gòu)220的厚度可以大于所述溝道阻擋層230的厚度。

參考圖9，在暴露出的所述溝道阻擋層230的側(cè)壁形成擴散阻擋層250。

本實施例中，采用選擇性外延生長工藝形成擴散阻擋層250，具體的步驟為：以所述保護層為遮擋物，在所述暴露出的所述溝道阻擋層230的側(cè)壁生長擴散阻擋層250。

形成的擴散阻擋層250位于溝道阻擋層230的側(cè)壁并覆蓋溝道阻擋層230的側(cè)壁，且所述擴散阻擋層250位于鰭部210外。

本實施例中，采用選擇性外延生長工藝形成的擴散阻擋層250的材料為碳硅，若所述擴散阻擋層250中碳原子的原子質(zhì)量百分比濃度低于0.5％，導(dǎo)致對溝道阻擋層230中離子擴散的阻擋能力降低；若所述擴散阻擋層250中碳原子的原子質(zhì)量百分比濃度超過3％，導(dǎo)致增加工藝成本，且在工藝上實現(xiàn) 的難度增加。故本實施例中，所述擴散阻擋層250中碳原子的原子質(zhì)量百分比濃度為0.5％～3％。

所述擴散阻擋層250的寬度需要選擇合適的范圍，所述寬度指的是垂直于鰭部210延伸方向且指向鰭部210方向上的尺寸。若所述擴散阻擋層250的寬度過小，對溝道阻擋層230中離子擴散的阻擋能力降低，若所述擴散阻擋層250的寬度較大，增加了工藝成本，且使得位于相鄰鰭部210的相鄰擴散阻擋層250之間的距離過小而使得所述相鄰擴散阻擋層250容易連接在一起。故本實施例中，選擇擴散阻擋層250的寬度為20?！?0埃。

本實施例中，形成所述擴散阻擋層250的工藝為選擇性外延生長工藝，采用的氣體為HCl、SiH₃CH₃和SiH₂Cl₂，HCl的流量為80sccm～160sccm，SiH₃CH₃的流量為60sccm～120sccm，SiH₂Cl₂的流量為400sccm～600sccm，腔室壓強為500torr～700torr，溫度為600攝氏度～850攝氏度。

若所述選擇性外延生長工藝采用的腔室壓強超過700torr，會導(dǎo)致形成的擴散阻擋層250的均勻度變差；若所述選擇性外延生長工藝采用的腔室壓強小于500torr，會導(dǎo)致生長速度過慢。故本實施例中，所述選擇性外延生長工藝采用的腔室壓強為500torr～700torr。

若所述選擇性外延生長工藝采用的溫度超過850攝氏度，導(dǎo)致形成的擴散阻擋層250的薄膜質(zhì)量下降，容易發(fā)生龜裂，對所述溝道阻擋層230中離子擴散的阻擋能力減弱；若所述選擇性外延生長工藝采用的溫度小于600攝氏度，導(dǎo)致形成的擴散阻擋層250中的缺陷較多，且擴散阻擋層250中的碳原子的濃度會降低，對所述溝道阻擋層230中離子擴散的阻擋能力減弱。故本實施例中，所述選擇性外延生長工藝采用的溫度為600攝氏度～850攝氏度。

本實施中，所述擴散阻擋層250用以阻擋溝道阻擋層230中離子擴散至后續(xù)形成的第二隔離結(jié)構(gòu)中，其原理為：一方面，所述擴散阻擋層250中部分碳原子位于擴散阻擋層250的晶格間隙中，另一方面，所述擴散阻擋層250中的部分碳原子擴散進入溝道阻擋層230的晶格間隙中，從而避免溝道阻擋層230中的離子通過擴散阻擋層250的晶格間隙進入后續(xù)形成的第二隔離結(jié)構(gòu)。

參考圖10，形成擴散阻擋層250后，去除所述保護層。

去除所述保護層的工藝為干刻工藝或濕刻工藝。本實施例中，去除所述保護層的工藝為濕刻工藝，采用的溶液為磷酸溶液，磷酸的濃度為90％～100％，溫度為150攝氏度～180攝氏度。

本實施例中，在去除所述保護層的同時也將所述掩膜層211去除，節(jié)省了工藝步驟；在其它實施例中，可以在后續(xù)形成第二隔離結(jié)構(gòu)后，去除所述掩膜層211。

參考圖11，去除所述保護層后，形成覆蓋所述鰭部210頂部表面和側(cè)壁、以及擴散阻擋層250和第一隔離結(jié)構(gòu)220的第二隔離結(jié)構(gòu)材料層260。

所述第二隔離結(jié)構(gòu)材料層260的材料為氧化硅或氮化硅。

形成所述第二隔離結(jié)構(gòu)材料層的工藝260為沉積工藝，如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝、原子層沉積工藝或低壓化學(xué)氣相沉積工藝。

參考圖12，形成覆蓋第二隔離結(jié)構(gòu)材料層260的犧牲材料層270，所述犧牲材料層270的整個表面高于鰭部210的頂部表面。

本實施例中，所述犧牲材料層270的材料為DUO(Light Absorbing Oxide)，DUO為γ-氨基丙基三乙氧基硅氧烷(APTEOS)、NH₄OH和HNO₃的混合物。

形成所述犧牲材料層270的工藝為：在第二隔離結(jié)構(gòu)材料層260表面涂布DUO，所述DUO的整個表面高于鰭部210的頂部表面，由于DUO在常溫下是流體狀態(tài)，故涂布的DUO的表面各處齊平，省去平坦化工藝的步驟平坦所述DUO，然后固化DUO。

參考圖13，固化所述犧牲材料層270后，回刻蝕去除部分所述犧牲材料層270，形成犧牲層271。

回刻蝕所述犧牲材料層270的工藝為各向異性干刻工藝。

所述犧牲層271位于平行于半導(dǎo)體襯底200表面的第二隔離結(jié)構(gòu)材料層260的表面，所述犧牲層271的表面低于所述鰭部210的頂部表面。

所述犧牲層271的厚度為100埃～300埃。

本實施例中，所述犧牲層271的作用為：遮蓋平行于半導(dǎo)體襯底200表面的第二隔離結(jié)構(gòu)材料層260的表面，及遮蓋部分第二隔離結(jié)構(gòu)材料層260的側(cè)壁。

參考圖14，以所述犧牲層271為掩膜，采用干刻工藝刻蝕去除鰭部210頂部的第二隔離結(jié)構(gòu)材料層260、及鰭部210側(cè)壁的第二隔離結(jié)構(gòu)材料層260中側(cè)壁未被犧牲層271遮蓋的部分，從而在第一隔離結(jié)構(gòu)220表面形成覆蓋所述擴散阻擋層250的第二隔離結(jié)構(gòu)261。

參考圖15，形成第二隔離結(jié)構(gòu)261后，去除所述犧牲層271(參考圖14)。

去除所述犧牲層271的工藝為干刻工藝或濕刻工藝。

形成第二隔離結(jié)構(gòu)261后，對溝道阻擋層230進行退火處理，以激活溝道阻擋層230中的離子，且修復(fù)了由于在溝道阻擋層230注入所述離子而引起的溝道阻擋層230的晶格畸變。

在對溝道阻擋層230進行退火處理的過程中，由于在所述溝道阻擋層230的側(cè)壁形成有擴散阻擋層250，所述擴散阻擋層250形成所述溝道阻擋層230中離子的壁壘，使得所述溝道阻擋層230中的離子不能穿過擴散阻擋層250進入第二隔離結(jié)構(gòu)261中，從而減少了所述離子在注入第一隔離結(jié)構(gòu)220中時需要的劑量，進而降低了形成的溝道阻擋層230中的離子進入溝道中的幾率，降低因所述離子進入溝道而引起的不同鰭部210的溝道中所述離子分布的差異性，降低了不同鰭部210對應(yīng)的閾值電壓的差異性，從而提高了鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

本實施例中，形成的鰭式場效應(yīng)晶體管，參考圖15，包括：半導(dǎo)體襯底200；鰭部210，位于所述半導(dǎo)體襯底200表面；第一隔離結(jié)構(gòu)220，位于所述鰭部210兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底200表面；第二隔離結(jié)構(gòu)261，位于所述第一隔離結(jié)構(gòu)220表面，所述鰭部210的頂部表面高于所述第二隔離結(jié)構(gòu)261的表面，所述高于第二隔離結(jié)構(gòu)261表面的鰭部210作為溝道區(qū)；溝道阻擋層230，位于所述溝道區(qū)下方的鰭部210內(nèi)，且所述溝道阻擋層230的頂部表面高于第一隔離結(jié)構(gòu)220的表面；擴散阻擋層250，位于所述溝道阻擋層230側(cè)壁，且所述第二隔離結(jié)構(gòu)261覆蓋所述擴散阻擋層250。

所述擴散阻擋層250位于所述溝道阻擋層230側(cè)壁外的鰭部210表面。

第二實施例

圖16至圖21是本發(fā)明第二實施例中鰭式場效應(yīng)晶體管形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

第二實施例和第一實施例的區(qū)別在于：采用碳離子注入工藝在暴露出的溝道阻擋層的側(cè)壁注入碳離子，在溝道阻擋層的側(cè)壁形成擴散阻擋層，且所述擴散阻擋層位于鰭部內(nèi)。關(guān)于第二實施例中和第一實施例相同的部分，不再詳述。

參考圖16，圖16為在圖8基礎(chǔ)上形成的示意圖，在暴露出的所述溝道阻擋層230的側(cè)壁形成擴散阻擋層350。

本實施例中，采用碳離子注入工藝形成擴散阻擋層350的步驟為：在暴露出的溝道阻擋層230的側(cè)壁表面注入碳離子，在暴露出的所述溝道阻擋層230的側(cè)壁形成擴散阻擋層350，且所述擴散阻擋層350位于鰭部210內(nèi)。

本實施例中，采用碳離子注入工藝形成的擴散阻擋層350的材料為摻雜碳離子的硅。

若所述碳離子的注入能量過大，會穿過保護層而注入到保護層覆蓋的鰭部210中，影響鰭式場效應(yīng)晶體管的閾值電壓；若所述碳離子的注入能量過小，注入到暴露出的所述溝道阻擋層230的側(cè)壁的深度較小，對溝道阻擋層230中離子擴散的阻擋能力差。故本實施例中，所述碳離子的注入能量為5KeV～20KeV。

所述碳離子需要選擇合適的注入角度，所述注入角度指的是與半導(dǎo)體襯底200法線之間的夾角。若所述碳離子的注入角度過小，從溝道阻擋層230側(cè)壁注入到溝道阻擋層230的深度過小，不能有效的阻擋溝道阻擋層230中離子擴散；若所述碳離子的注入角度過大，所述注入方向會受到相鄰鰭部210的阻擋，導(dǎo)致不能注入到溝道阻擋層230中。故本實施例中，所述碳離子的注入角度為10度～20度。

若所述碳離子的注入劑量過小，導(dǎo)致碳離子進入溝道阻擋層230晶格間 隙的原子過少，對溝道阻擋層230中離子擴散的阻擋能力降低；若所述碳離子的注入劑量過大，導(dǎo)致增加工藝成本，且在工藝上實現(xiàn)的難度增加。故本實施例中，所述碳離子的注入劑量為1.0E14atom/cm²～8.0E15atom/cm²。

本實施例中，所述擴散阻擋層350用于阻擋溝道阻擋層230中離子擴散至后續(xù)形成的第二隔離結(jié)構(gòu)中，其原理為：所述碳離子注入到溝道阻擋層230中，占據(jù)溝道阻擋層230晶格間隙的位置，從而阻擋溝道阻擋層230中的離子從溝道阻擋層230的晶格間隙擴散至后續(xù)形成的第二隔離結(jié)構(gòu)中。

參考圖17，形成擴散阻擋層350后，去除所述保護層。

去除所述保護層的方法參照第一實施例中去除保護層的方法，不再詳述。

參考圖18，去除所述保護層后，形成覆蓋所述鰭部210頂部表面和側(cè)壁、以及擴散阻擋層350和第一隔離結(jié)構(gòu)220的第二隔離結(jié)構(gòu)材料層360。

形成所述第二隔離結(jié)構(gòu)材料層360的方法參照第一實施例中形成第二隔離結(jié)構(gòu)材料層260的方法，不再詳述。

參考圖19，在平行于半導(dǎo)體襯底200表面的第二隔離結(jié)構(gòu)材料層360表面形成犧牲層371。

形成所述犧牲層371的方法參照第一實施例中形成犧牲層271的方法，不再詳述。

參考圖20，以所述犧牲層371為掩膜，去除鰭部210頂部的第二隔離結(jié)構(gòu)材料層360、及鰭部210側(cè)壁的第二隔離結(jié)構(gòu)材料層360中側(cè)壁未被犧牲層371遮蓋的部分，從而在第一隔離結(jié)構(gòu)220表面形成覆蓋所述擴散阻擋層350的第二隔離結(jié)構(gòu)361。

形成第二隔離結(jié)構(gòu)361的方法參照第一實施例中形成第二隔離結(jié)構(gòu)261的方法。

參考圖21，形成第二隔離結(jié)構(gòu)361后，去除所述犧牲層371(參考圖20)。

去除犧牲層371的方法參照第一實施例中去除犧牲層271的方法，不再詳述。

形成第二隔離結(jié)構(gòu)361后，對溝道阻擋層230進行退火處理，以激活溝 道阻擋層230中的離子，且修復(fù)了由于在溝道阻擋層230注入所述離子而引起的溝道阻擋層230的晶格畸變。

本實施例中，在對溝道阻擋層230進行退火處理的過程中，修復(fù)了由于碳離子注入而造成的擴散阻擋層350的晶格畸變。

在對溝道阻擋層230進行退火處理的過程中，由于在所述溝道阻擋層230的側(cè)壁形成有擴散阻擋層350，所述擴散阻擋層350形成所述溝道阻擋層230中離子的壁壘，使得所述溝道阻擋層230中的離子不能穿過擴散阻擋層350進入第二隔離結(jié)構(gòu)361中，從而減少了所述離子在注入第一隔離結(jié)構(gòu)220中時需要的劑量，進而降低了形成的溝道阻擋層230中的離子進入溝道中的幾率，降低因所述離子進入溝道而引起的不同鰭部210的溝道中所述離子分布的差異性，降低了不同鰭部210對應(yīng)的閾值電壓的差異性，從而提高了鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

本實施例中，形成的鰭式場效應(yīng)晶體管，參考圖21，包括：半導(dǎo)體襯底200；鰭部210，位于所述半導(dǎo)體襯底200表面；第一隔離結(jié)構(gòu)220，位于所述鰭部210兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底200表面；第二隔離結(jié)構(gòu)361，位于所述第一隔離結(jié)構(gòu)220表面，所述鰭部210的頂部表面高于所述第二隔離結(jié)構(gòu)361的表面，所述高于第二隔離結(jié)構(gòu)361表面的鰭部210作為溝道區(qū)；溝道阻擋層230，位于所述溝道區(qū)下方的鰭部210內(nèi)，且所述溝道阻擋層230的頂部表面高于第一隔離結(jié)構(gòu)220的表面；擴散阻擋層350，位于所述溝道阻擋層230側(cè)壁，且所述第二隔離結(jié)構(gòu)361覆蓋所述擴散阻擋層350。

所述擴散阻擋層350位于鰭部210內(nèi)。

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