[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

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(FinFET)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。

现有技术通常通过离子注入工艺在所述栅极结构13两侧的鳍部11与晶体管类型相同的N型或P型掺杂的源漏极，但是所述离子注入工艺容易对鳍部造成损伤从而影响最终形成的鳍式场效应晶体管的性能。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，提高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；在所述半导体衬底上形成鳍部；在所述半导体衬底上形成隔离层，所述隔离层表面低于鳍部的顶部表面，且覆盖鳍部的部分侧壁；在所述半导体衬底上形成栅极结构，所述栅极结构横跨所述鳍部，并覆盖所述鳍部的侧壁与顶部；对所述栅极结构两侧的鳍部进行无损伤扩散掺杂处理，在所述栅极结构两侧的鳍部内形成掺杂层。

可选的，所述无损伤扩散掺杂处理采用含有N型或P型掺杂离子的化合物气体作为掺杂气体，压强为3标准大气压～50标准大气压，温度为400℃～700℃。

可选的，所述掺杂层为N型掺杂时，所述无损伤扩散掺杂处理采用的掺杂气体包括PH₃、AsH₃或SbH₃。

可选的，所述第一掺杂层为P型掺杂时，所述第一无损伤扩散掺杂处理采用的掺杂气体包括B₂H₆。

可选的，所述无损伤扩散掺杂处理的时间为1min～2h。

可选的，所述无损伤扩散掺杂处理中采用高频处理或微波处理将所述掺杂气体等离子体化。

可选的，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域；所述鳍部包括位于第一区域上的第一鳍部和位于第二区域上的第二鳍部；所述栅极结构包括：横跨第一鳍部并覆盖所述第一鳍部侧壁与顶部的第一栅极结构、横跨第二鳍部并覆盖所述第二鳍部侧壁与顶部的第二栅极结构。

可选的，对所述栅极结构两侧的鳍部进行无损伤扩散掺杂处理，在所述栅极结构两侧的鳍部内形成掺杂层包括：对所述第一栅极结构两侧的第一鳍部进行第一无损伤扩散掺杂处理，在所述第一栅极结构两侧的第一鳍部内形成第一掺杂层；对所述第二栅极结构两侧的第二鳍部进行第二无损伤扩散掺杂处理，在所述第二栅极结构两侧的第二鳍部内形成第二掺杂层。

可选的，所述第一无损伤扩散掺杂处理采用含有N型掺杂离子的化合物气体作为掺杂气体，压强为3标准大气压～50标准大气压，温度为400℃～700℃，所述第一无损伤扩散掺杂处理的时间为1min～2h。

可选的，所述第一掺杂层的厚度为5nm～10nm。

可选的，所述第一掺杂层内的掺杂离子浓度为1E20atom/cm³～1E22atom/cm³。

可选的，所述第二无损伤扩散掺杂处理采用含有P型掺杂离子的化合物气体作为掺杂气体，压强为3标准大气压～50标准大气压，温度为400℃～700℃，所述第二无损伤扩散掺杂处理的时间为1min～2h。。

可选的，所述第二掺杂层的厚度为5nm～10nm。

可选的，所述第二掺杂层内的掺杂离子浓度为1E20atom/cm³～1E22atom/cm³。