本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鰭部摻雜方法及鰭式場效應(yīng)晶體管的制作方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著工藝節(jié)點逐漸減小，后柵(gate-last)工藝得到了廣泛應(yīng)用，來獲得理想的閾值電壓，改善器件性能。但是當器件的特征尺寸(cd，criticaldimension)進一步下降時，即使采用后柵工藝，常規(guī)的mos場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)也已經(jīng)無法滿足對器件性能的需求，多柵器件作為常規(guī)器件的替代得到了廣泛的關(guān)注。

鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)是一種常見的多柵器件，圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種鰭式場效應(yīng)晶體管的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，其包括：半導(dǎo)體襯底10，該半導(dǎo)體襯底10上形成有凸出的鰭部14；隔離層11，覆蓋半導(dǎo)體襯底10的表面以及鰭部14的部分高度；柵極結(jié)構(gòu)12，橫跨在鰭部14上，覆蓋鰭部14的頂部和側(cè)壁，柵極結(jié)構(gòu)12包括柵介質(zhì)層(圖中未示出)和位于柵介質(zhì)層上的柵電極(圖中未示出)。對于finfet，柵極結(jié)構(gòu)12覆蓋的鰭部14為溝道區(qū)，即具有多個柵，有利于增大驅(qū)動電流，改善器件性能。

例如對于p型鰭式場效應(yīng)晶體管，半導(dǎo)體襯底10內(nèi)具有n型阱區(qū)，其上的鰭部14也為n型離子摻雜?，F(xiàn)有技術(shù)中，n型鰭部14一般通過離子注入進行摻雜，實際結(jié)果表明，該離子注入過程會損傷鰭部，造成缺陷，影響器件性能。為避免上述問題，近年來，行業(yè)內(nèi)逐漸發(fā)展了固體源摻雜法(solid-sourcedoping，ssd)，即在鰭部表面沉積一層n型離子源或p型離子源，高溫下，將固體源內(nèi)的n型離子或p型離子擴散入鰭部。近年來，隨著finfet密度增大，關(guān)鍵尺寸減小，上述ssd制作的鰭式場效應(yīng)晶體管在讀寫過程中，相互之間容易出現(xiàn)串擾，性能仍有待改善。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實現(xiàn)的目的是改善現(xiàn)有的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能，避免讀寫過程中各鰭式場效應(yīng)晶體管之間出現(xiàn)串擾。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供一種鰭部摻雜方法，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括用于形成第一類型鰭式場效應(yīng)晶體管的第一區(qū)域與用于形成第二類型鰭式場效應(yīng)晶體管的第二區(qū)域，所述第一類型與第二類型反型，所述第一區(qū)域具有第二類型阱區(qū)，所述第二區(qū)域具有第一類型阱區(qū)，所述第一區(qū)域與第二區(qū)域上表面具有若干分立的鰭部；

在所述鰭部表面以及鰭部之間的半導(dǎo)體襯底表面沉積一底部擴散阻擋層，并在所述底部擴散阻擋層上形成一犧牲層，所述犧牲層完全填充所述鰭部之間的間隙；

回蝕所述犧牲層，暴露鰭部表面的底部擴散阻擋層，并保留位于鰭部之間的半導(dǎo)體襯底上的犧牲層；

以所述保留的犧牲層保護鰭部之間的半導(dǎo)體襯底表面的底部擴散阻擋層，去除鰭部表面的底部擴散阻擋層；后去除所述保留的犧牲層；

在所述鰭部表面、以及鰭部之間的底部擴散阻擋層上表面依次形成第一類型離子擴散源層、第一類型離子擴散阻擋層；

在所述第一類型離子擴散阻擋層上形成圖形化的掩膜層，干法去除位于所述第二區(qū)域的第一類型離子擴散源層、第一類型離子擴散阻擋層；

在所述第一區(qū)域的第一類型離子擴散阻擋層上表面、第二區(qū)域的鰭部以及鰭部之間的底部擴散阻擋層上表面依次形成第二類型離子擴散源層、第二類型離子擴散阻擋層；

熱退火，使第一類型離子擴散源層中的第一類型離子擴散入第一區(qū)域的鰭部，第二類型離子擴散源層中的第二類型離子擴散入第二區(qū)域的鰭部以對應(yīng)形成兩區(qū)域的摻雜鰭部。

可選地，熱退火前，在所述第二類型離子擴散阻擋層上形成隔離層，所述隔離層暴露出第一區(qū)域與第二區(qū)域的鰭部的上部部分區(qū)域。

可選地，所述底部擴散阻擋層的材質(zhì)為氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅、 氮硼化硅中的至少一種，采用化學(xué)氣相沉積或原子層沉積法生成。

可選地，所述底部擴散阻擋層的厚度范圍為

可選地，所述第一類型為n型，所述第二類型為p型，第一類型離子擴散源層的材質(zhì)為硼硅玻璃，第二類型離子擴散源層的材質(zhì)為磷硅玻璃；或所述第一類型為p型，所述第二類型為n型，第一類型離子擴散源層的材質(zhì)為磷硅玻璃，第二類型離子擴散源層的材質(zhì)為硼硅玻璃。

可選地，所述第一類型離子擴散阻擋層與第二類型離子擴散阻擋層的材質(zhì)相同。

可選地，所述第一類型離子擴散阻擋層與第二類型離子擴散阻擋層的材質(zhì)為氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅、氮硼化硅中的至少一種，采用化學(xué)氣相沉積或原子層沉積法生成。

可選地，所述熱退火的溫度范圍為800℃～1200℃。

可選地，所述第一類型離子擴散源層、第一類型離子擴散阻擋層的厚度范圍均為

可選地，所述第二類型離子擴散源層、第二類型離子擴散阻擋層的厚度范圍均為

可選地，所述犧牲層的材質(zhì)為無定型硅、有機底部抗反射層、有機流體材料層中的至少一種。

可選地，回蝕所述犧牲層后，鰭部之間的半導(dǎo)體襯底上保留的犧牲層厚度范圍為

本發(fā)明的另一方面提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的制作方法，包括：

采用上述任一方案的鰭部摻雜方法形成摻雜鰭部；

形成橫跨所述摻雜鰭部的柵極結(jié)構(gòu)；

以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，對柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的摻雜鰭部進行離子注入摻雜以形成源漏區(qū)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的鰭部摻雜方法具有以下優(yōu)點：在鰭部之間的 半導(dǎo)體襯底表面形成一底部擴散阻擋層，后a)在底部擴散阻擋層上依次沉積p型離子擴散源、p型離子擴散阻擋層，利用圖形化工藝去除預(yù)定形成p型鰭式場效應(yīng)晶體管區(qū)域的p型離子擴散源、p型離子擴散阻擋層，保留預(yù)定形成n型鰭式場效應(yīng)晶體管區(qū)域的p型離子擴散源、p型離子擴散阻擋層(一次圖形化工藝)；在暴露出的底部擴散阻擋層、保留的p型離子擴散阻擋層上依次沉積n型離子擴散源、n型離子擴散阻擋層；或b)在底部擴散阻擋層上依次沉積n型離子擴散源、n型離子擴散阻擋層，利用圖形化工藝去除預(yù)定形成n型鰭式場效應(yīng)晶體管區(qū)域的n型離子擴散源、n型離子擴散阻擋層，保留預(yù)定形成p型鰭式場效應(yīng)晶體管區(qū)域的n型離子擴散源、n型離子擴散阻擋層(一次圖形化工藝)；在暴露出的底部擴散阻擋層、保留的n型離子擴散阻擋層上依次沉積p型離子擴散源、p型離子擴散阻擋層；不論a)或b)方案，之后熱退火使n型離子擴散源中的n型離子擴散入預(yù)定形成p型鰭式場效應(yīng)晶體管區(qū)域的鰭部、p型離子擴散源中的p型離子擴散入預(yù)定形成n型鰭式場效應(yīng)晶體管區(qū)域的鰭部。熱退火過程中，鰭部之間的半導(dǎo)體襯底表面具有底部擴散阻擋層，可以防止其上的p型離子擴散源中的p型離子、n型離子擴散源中的n型離子擴散入半導(dǎo)體襯底中，進而避免同一阱區(qū)內(nèi)或相鄰阱區(qū)的各鰭式場效應(yīng)晶體管之間出現(xiàn)串擾。此外，由于具有底部擴散阻擋層，對于a)方案，p型離子擴散源上的n型離子擴散源無法擴散入襯底，因而其上的n型離子擴散源不必去除，節(jié)省工序；對于b)方案，p型離子擴散源上的n型離子擴散源無法擴散入襯底，因而其上的p型離子擴散源不必去除，節(jié)省工序。

由于上述摻雜鰭部制作過程中，不影響襯底中阱區(qū)的隔離效果。因而，也能提高鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種鰭式場效應(yīng)晶體管的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2至圖9是本發(fā)明一實施例的摻雜鰭部在不同制作階段的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如背景技術(shù)中所述，現(xiàn)有的鰭式場效應(yīng)晶體管之間容易出現(xiàn)串擾。針對 上述問題，發(fā)明人進行了分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生問題的原因是：在鰭部固態(tài)源摻雜過程中，固態(tài)源的摻雜離子也擴散入了襯底中的阱區(qū)，嚴重情況下，會導(dǎo)致同一阱區(qū)內(nèi)或相鄰阱區(qū)的各鰭式場效應(yīng)晶體管源區(qū)導(dǎo)通或漏區(qū)導(dǎo)通，讀寫過程中出現(xiàn)串擾?；谏鲜龇治觯景l(fā)明提出：在鰭部固態(tài)源摻雜過程中，鰭部之間的半導(dǎo)體襯底與固態(tài)源之間形成底部擴散阻擋層，阻止固態(tài)源中的摻雜離子擴散入襯底的阱區(qū)，進而阻止各鰭式場效應(yīng)晶體管源區(qū)/漏區(qū)導(dǎo)通。

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。

圖2至圖9是本發(fā)明一實施例的摻雜鰭部在不同制作階段的結(jié)構(gòu)示意圖。以下參照圖2至圖9所示，詳細介紹鰭部的摻雜方法。

首先，參考圖2所示，提供半導(dǎo)體襯底20，半導(dǎo)體襯底20包括用于形成p型鰭式場效應(yīng)晶體管的第一區(qū)域ⅰ與用于形成n型鰭式場效應(yīng)晶體管的第二區(qū)域ⅱ，第一區(qū)域ⅰ與第二區(qū)域ⅱ上表面具有若干分立的鰭部21。

半導(dǎo)體襯底20的材質(zhì)可以是單晶硅或者絕緣體上硅(soi)，鰭部21是通過刻蝕部分高度的單晶硅或soi形成的。此外，半導(dǎo)體襯底20也可以包括單晶硅(或soi)以及單晶硅(或soi)上的外延層，分立的鰭部21通過刻蝕該外延層形成。

第一區(qū)域ⅰ的半導(dǎo)體襯底20內(nèi)具有n型阱區(qū)(未圖示)，第二區(qū)域ⅱ的半導(dǎo)體襯底20內(nèi)具有p型阱區(qū)(未圖示)。阱區(qū)內(nèi)，各晶體管之間采用淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(sti)隔開。

本實施例中，第一區(qū)域ⅰ、第二區(qū)域ⅱ分別以兩個分立的鰭部21為例進行說明，其它實施例中，本步驟中分立的鰭部21也可以為其它數(shù)目。

此外，形成鰭部21的刻蝕過程中，開口處較開口底部的刻蝕時間長，因而去除的區(qū)域呈開口大、底部小，進而與去除區(qū)域互補的保留的鰭部21為頂部小、底部大的形狀。

接著，參考圖3所示，在鰭部21表面以及鰭部21之間的半導(dǎo)體襯底20表面沉積一底部擴散阻擋層22，并在底部擴散阻擋層22上形成一犧牲層23，該犧牲層23完全填充鰭部21之間的間隙。

在具體實施過程中，底部擴散阻擋層22的材質(zhì)可以為氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅、氮硼化硅中的至少一種，采用化學(xué)氣相沉積或原子層沉積法生成。厚度范圍可以為優(yōu)選

犧牲層23的材質(zhì)可以為填充性能較佳、且易去除的材質(zhì)，例如為無定型硅(α-si)、有機底部抗反射層(barc)、有機流體材料層(duo)中的至少一種。

之后，參考圖4所示，回蝕犧牲層23，暴露鰭部21表面的底部擴散阻擋層22，并保留位于鰭部21之間的半導(dǎo)體襯底20上的犧牲層23。

本步驟中，回蝕(etchback)為無掩膜刻蝕，例如采用含氟氣體進行干法刻蝕，cf4、c3f8等。保留的犧牲層23厚度范圍例如為

接著，參照圖5所示，以保留的犧牲層23保護鰭部21之間的半導(dǎo)體襯底20表面的底部擴散阻擋層22，去除鰭部21表面的底部擴散阻擋層22；后去除保留的犧牲層23。

鰭部21表面的底部擴散阻擋層22例如采用濕法去除，底部擴散阻擋層22材質(zhì)為氮化硅時，該濕法去除溶液為熱磷酸。保留的犧牲層23采用灰化法去除。

之后，參照圖6所示，在鰭部21表面、以及鰭部21之間的底部擴散阻擋層22上表面依次形成p型離子擴散源層24、p型離子擴散阻擋層25。之后，在p型離子擴散阻擋層25上形成圖形化的掩膜層26，干法去除位于第一區(qū)域ⅰ的p型離子擴散源層24、p型離子擴散阻擋層25。

p型離子擴散源層24例如為硼硅玻璃(bsg)，可以采用化學(xué)氣相沉積或旋涂法形成。一個實施例中，p型離子擴散源層24的厚度范圍可以為優(yōu)選

p型離子擴散阻擋層25的材質(zhì)為氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅、氮硼化硅中的至少一種，采用化學(xué)氣相沉積或原子層沉積法生成。一個實施例中，p型離子擴散阻擋層25的厚度范圍可以為優(yōu)選

p型離子擴散阻擋層25可以防止p型離子擴散源層24中的p型離子透 過其向外擴散。

圖形化的掩膜層26可以為光刻膠層，也可以為金屬硬掩膜層。

接著，參考圖7所示，在第二區(qū)域ⅱ的p型離子擴散阻擋層25上表面、第一區(qū)域ⅰ的鰭部21以及鰭部21之間的底部擴散阻擋層22上表面依次形成n型離子擴散源層27、n型離子擴散阻擋層28。

n型離子擴散源層27例如為磷硅玻璃(psg)，可以采用化學(xué)氣相沉積或旋涂法形成。一個實施例中，n型離子擴散源層27的厚度范圍可以為優(yōu)選

n型離子擴散阻擋層28的材質(zhì)為氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅、氮硼化硅中的至少一種，采用化學(xué)氣相沉積或原子層沉積法生成。一個實施例中，n型離子擴散阻擋層28的厚度范圍可以為優(yōu)選

n型離子擴散阻擋層28可以防止n型離子擴散源層27中的n型離子透過其向外擴散。

其它實施例中，在圖5所示結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，參照圖8所示，也可以先在鰭部21表面、以及鰭部21之間的底部擴散阻擋層22上表面依次形成n型離子擴散源層27、n型離子擴散阻擋層28。之后，在n型離子擴散阻擋層28上形成圖形化的掩膜層26，干法去除位于第二區(qū)域ⅱ的n型離子擴散源層27、n型離子擴散阻擋層28。再接著，在第一區(qū)域ⅰ的n型離子擴散阻擋層28上表面、第二區(qū)域ⅱ的鰭部21以及鰭部21之間的底部擴散阻擋層22上表面依次形成p型離子擴散源層24、p型離子擴散阻擋層25。

不論第二區(qū)域ⅱ的p型離子擴散源層24上具有n型離子擴散源層27，還是第一區(qū)域ⅰ的n型離子擴散源層27上具有p型離子擴散源層24，之后，熱退火，使得p型離子擴散源層24中的p型離子擴散入第一區(qū)域ⅰ的鰭部21、n型離子擴散源層27中的n型離子擴散入第二區(qū)域ⅱ的鰭部21以對應(yīng)形成兩區(qū)域的摻雜鰭部21’。

本步驟中的熱退火溫度范圍可以為800℃～1200℃，其可以采用對半導(dǎo)體襯底20加熱實現(xiàn)，也可以采用后續(xù)工藝中的熱制程實現(xiàn)。

可以理解的是，鰭部21之間的半導(dǎo)體襯底20表面具有底部擴散阻擋層22，熱退火過程中可以防止其上的p型離子擴散源層24中的p型離子、n型離子擴散源層27中的n型離子擴散入半導(dǎo)體襯底20的阱區(qū)中，不會改變阱區(qū)的電隔絕性能。此外，由于具有底部擴散阻擋層22，對于圖7所示的實施例，第二區(qū)域ⅱ中，p型離子擴散源層24上的n型離子擴散源層27中的n型離子無法擴散入襯底20，因而第二區(qū)域ⅱ的n型離子擴散源層27不必去除，節(jié)省了工序。對于圖8所示的實施例，第一區(qū)域ⅰ中，n型離子擴散源層27上的p型離子擴散源層24中的p型離子無法擴散入襯底20，因而第一區(qū)域ⅰ的p型離子擴散源層24不必去除，節(jié)省了工序。

在具體實施過程中，本步驟也可以如圖9所示，在n型離子擴散阻擋層28上形成隔離層29，后回蝕該隔離層29暴露出第一區(qū)域ⅰ與第二區(qū)域ⅱ的鰭部21的上部部分區(qū)域。之后，再進行退火工序。上述過程中，隔離層29可以起到保溫的作用。

隔離層29的材質(zhì)可以為二氧化硅，其采用硅烷或teos化學(xué)氣相沉積生成。

基于上述的鰭部摻雜方法，本發(fā)明還提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的制作方法，具體地，包括：在具有摻雜鰭部21’的基底基礎(chǔ)上，首先在隔離層29表面、隔離層29暴露出的摻雜鰭部21’表面形成橫跨該摻雜鰭部21’的柵極結(jié)構(gòu)(未圖示)；后以該柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，對柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的摻雜鰭部21’進行離子注入摻雜以形成源漏區(qū)。

其它實施例中，針對先退火，使得p型離子擴散源層24、n型離子擴散源層27擴散入對應(yīng)鰭部21的方案，在制作鰭式場效應(yīng)晶體管時，先形成隔離層29，后在隔離層29表面、隔離層29暴露出的摻雜鰭部21’表面形成柵極結(jié)構(gòu)?？梢岳斫獾氖?，上述鰭部21摻雜過程中，未對襯底20中阱區(qū)注入摻雜離子，因而，同一阱區(qū)內(nèi)或相鄰阱區(qū)的各鰭式場效應(yīng)晶體管源區(qū)/漏區(qū)不會導(dǎo)通，避免了讀寫過程中出現(xiàn)串擾，提高了鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護 范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。