[发明专利]半导体结构及其制造方法

说明书

一种半导体结构及其制造方法，所述方法包括：提供衬底，衬底具有鳍部；在鳍部之间的衬底上形成隔离结构，凸出于隔离结构的鳍部作为鳍部第一区域；形成横跨鳍部且覆盖所鳍部第一区域部分顶部表面和侧壁表面的栅极结构；以栅极结构为掩膜，对鳍部第一区域的一侧进行第一轻掺杂工艺，掺杂离子为第一离子；以栅极结构为掩膜，对鳍部第一区域的另一侧进行第二轻掺杂工艺，掺杂离子为第二离子，第二离子类型与第一离子类型相同，且第二离子的原子质量小于第一离子的原子质量；第一轻掺杂工艺和第二轻掺杂工艺后，对衬底进行退火工艺。通过第一离子和第二离子的结合，既提高了鳍部的质量，又改善了器件的短沟道效应，进而优化了半导体器件的电学性能。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体结构及其制造方法。

背景技术

在半导体制造中，随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小。为了适应特征尺寸的减小，MOSFET场效应管的沟道长度也相应不断缩短。然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，因此栅极对沟道的控制能力随之变差，栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channel effects)更容易发生。

因此，为了更好的适应特征尺寸的减小，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应管(FinFET)。FinFET中，栅至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，具有比平面MOSFET器件强得多的栅对沟道的控制能力，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，具有更好的现有的集成电路制作技术的兼容性。

但是，现有技术形成的半导体器件的电学性能仍有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其制造方法，优化半导体器件的电学性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底具有鳍部；在所述鳍部之间的衬底上形成隔离结构，其中凸出于所述隔离结构的鳍部作为鳍部第一区域；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖所述鳍部第一区域的部分顶部表面和侧壁表面；以所述栅极结构为掩膜，对所述鳍部第一区域的一侧进行第一轻掺杂工艺，形成第一轻掺杂离子区，所述第一轻掺杂工艺的掺杂离子为第一离子；以所述栅极结构为掩膜，对所述鳍部第一区域的另一侧进行第二轻掺杂工艺，形成第二轻掺杂离子区，所述第二轻掺杂工艺的掺杂离子为第二离子，其中，所述第二离子类型与所述第一离子类型相同，且所述第二离子的原子质量小于所述第一离子的原子质量；第一轻掺杂工艺和第二轻掺杂工艺后，对所述衬底进行退火工艺。

可选的，所述衬底用于形成N型器件，所述第一离子和第二离子为N型离子。

可选的，所述第一离子为As离子，所述第二离子为P离子。

可选的，所述第一轻掺杂工艺的参数包括：注入的离子能量为1Kev至8Kev，注入的离子剂量为1E14至8E14原子每平方厘米，注入角度为7度至20度。

可选的，所述第二轻掺杂工艺的参数包括：注入的离子能量为1Kev至6Kev，注入的离子剂量为1E14至5E14原子每平方厘米，注入角度为7度至20度。

可选的，所述退火工艺为激光退火、尖峰退火或快速热退火工艺。

可选的，所述退火工艺为尖峰退火工艺；所述退火工艺的工艺参数包括：退火温度为900摄氏度至1050摄氏度，压强为一个标准大气压，反应气体为氮气，氮气的气体流量为5每分钟标准升至40每分钟标准升。

可选的，对所述衬底进行退火工艺后，所述制造方法还包括：在所述栅极结构两侧的鳍部内形成源漏掺杂区。