[发明专利]鳍式场效应管及其形成方法

说明书

本发明提供一种鳍式场效应管及其形成方法，所述鳍式场效应管的形成方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有多个分立的鳍部；形成横跨所述鳍部的伪栅极，所述伪栅极覆盖鳍部的部分顶部和侧壁，位于伪栅极底部的鳍部区域为沟道区；在所述伪栅极两侧的鳍部中形成源漏掺杂区；形成覆盖所述伪栅极、源漏掺杂区和所述鳍部的层间介质层；对位于沟道区下方的鳍部进行离子注入，所述离子注入的离子类型与所述源漏掺杂区的离子类型不同，形成沟道穿通阻挡层。本发明形成的鳍式场效应管具有沟道穿通阻挡层，使得鳍式场效应管的沟道穿通效应得到改善，从而提高了鳍式场效应管的电学性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种鳍式场效应管及其形成方法。

背景技术

随着半导体技术的飞速发展，半导体器件的特征尺寸不断缩小。半导体器件特征尺寸的减小对半导体器件的性能提出了更高的要求。

目前，金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的尺寸正在不断变小。为了适应工艺节点的减小，MOSFET场效应管的沟道长度也在逐渐缩短。沟道长度的缩短具有增加芯片的管芯密度、增加MOSFET场效应管的开关速度等好处。

然而，沟道长度的缩短容易造成栅极对沟道控制能力变差的问题，从而使栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大，进而造成亚阀值漏电现象，即出现短沟道效应(short-channel effects，SCE)。

因此，为了更好地适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐从平面MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式晶体管(如鳍式场效应管)过渡。鳍式场效应晶体管具有很好的沟道控制能力，可以减小短沟道效应。

然而，现有技术鳍式场效应管器件工作时容易发生沟道穿通效应(ChannelPunchthrough Effect)，从而导致漏电问题。因此，如何解决鳍式场效应管的漏电问题，提高鳍式场效应管的电学性能，成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应管及其形成方法，改善鳍式场效应管的漏电问题，提高鳍式场效应管的电学性能。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有多个分立的鳍部；形成横跨所述鳍部的伪栅极，所述伪栅极覆盖鳍部的部分顶部和侧壁，位于伪栅极底部的鳍部区域为沟道区；在所述伪栅极两侧的鳍部中形成源漏掺杂区；形成覆盖所述伪栅极、源漏掺杂区和所述鳍部的层间介质层；对位于沟道区下方的鳍部进行离子注入，所述离子注入的离子类型与所述源漏掺杂区的离子类型不同，形成沟道穿通阻挡层；去除所述伪栅极，在所述层间介质层中形成开口；在所述开口中填充金属，形成金属栅极。

可选的，所述源漏掺杂区的掺杂离子为N型离子时，所述离子注入的离子类型为P型离子；所述源漏掺杂区的掺杂离子为P型离子时，所述离子注入的离子类型为N型离子。

可选的，所述离子注入的离子类型为N型离子；对位于沟道区下方的鳍部中进行离子注入的步骤中，所述离子注入的注入离子为砷离子，所述砷离子注入能量为80kev至200kev，注入剂量为1.0E13atom/cm²至2.0E14atom/cm²。

可选的，所述离子注入的离子类型为P型离子；对位于沟道区下方的鳍部中进行离子注入的步骤中，所述离子注入的注入离子为硼离子，所述硼离子注入能量为10kev至30kev，注入剂量为1.0E13atom/cm²至2.0E14atom/cm²。

可选的，所述沟道穿通阻挡层的离子浓度为5.0E17atom/cm³至1.0E20atom/cm³。