鳍式场效应晶体管及其形成方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管及其形成方法。

背景技术：

MOS晶体管是现代集成电路中最重要的元件之一。MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，位于栅极结构一侧半导体衬底内的源区和位于栅极结构另一侧半导体衬底内的漏区。MOS晶体管通过在栅极施加电压，调节通过栅极结构底部沟道的电流来产生开关信号。

随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁的栅极结构，位于栅极结构一侧的鳍部内的源区和位于栅极结构另一侧的鳍部内的漏区。

形成鳍式场效应晶体管的方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有凸起的鳍部和横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁；在栅极结构两侧侧壁形成侧墙；以侧墙和栅极结构为掩膜对栅极结构两侧的鳍部进行离子注入形成重掺杂的源区和漏区。

然而，现有技术中形成的鳍式场效应晶体管的性能较差。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应晶体管及其形成方法，阻止沟道阻挡层中的离子扩散至第二隔离结构中，以提高鳍式场效应晶体管的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有鳍部；在所述鳍部两侧的半导体衬底表面形成第一隔离结构，所述第一隔离结构的整个表面低于所述鳍部的顶部表面；在所述第一隔离结构中注入离子，且所述离子扩散进入第一隔离 结构侧部的鳍部中，在鳍部中形成沟道阻挡层；注入离子后，在鳍部的顶部表面和侧壁形成保护层；以所述保护层为掩膜，刻蚀部分厚度的第一隔离结构，以暴露出所述沟道阻挡层的侧壁；在暴露出的所述沟道阻挡层的侧壁形成扩散阻挡层后，去除所述保护层；去除所述保护层后，在所述第一隔离结构表面形成覆盖所述扩散阻挡层的第二隔离结构。

可选的，所述扩散阻挡层的宽度为20埃～40埃。

可选的，形成所述扩散阻挡层的工艺为选择性外延生长工艺或者碳离子注入工艺。

可选的，采用选择性外延生长工艺形成扩散阻挡层的步骤为：以所述保护层为遮挡物，在所述暴露出的沟道阻挡层的侧壁生长扩散阻挡层。

可选的，所述选择性外延生长工艺的具体参数为：采用的气体为HCl、SiH₃CH₃和SiH₂Cl₂，HCl的流量为80sccm～160sccm，SiH₃CH₃的流量为60sccm～120sccm，SiH₂Cl₂的流量为400sccm～600sccm，腔室压强为500torr～700torr，温度为600摄氏度～850摄氏度。

可选的，当采用选择性外延生长工艺形成所述扩散阻挡层时，所述扩散阻挡层的材料为碳硅，所述碳硅中碳的原子百分比浓度为0.5％～3％。

可选的，采用碳离子注入工艺形成扩散阻挡层的步骤为：向所述暴露出的沟道阻挡层的侧壁表面注入碳离子。

可选的，所述碳离子的注入能量为5KeV～20KeV，注入剂量为1.0E14atom/cm²～8.0E15atom/cm²，注入角度为10度～20度。

可选的，当采用碳离子注入工艺形成所述扩散阻挡层时，所述扩散阻挡层的材料为掺杂碳离子的硅。

可选的，所述注入到第一隔离结构中的离子的类型与所述鳍式场效应晶体管的类型相反。

可选的，所述保护层的材料为氮化硅、碳氮化硅或氮氧化硅。

本发明还提供一种鳍式场效应晶体管，包括：半导体衬底；鳍部，位于所述半导体衬底表面；第一隔离结构，位于所述鳍部两侧的半导体衬底表面； 第二隔离结构，位于所述第一隔离结构表面，所述鳍部的顶部表面高于所述第二隔离结构的表面，所述高于第二隔离结构表面的鳍部作为沟道区；沟道阻挡层，位于所述沟道区下方的鳍部内，且所述沟道阻挡层的顶部表面高于第一隔离结构的表面；扩散阻挡层，位于所述沟道阻挡层侧壁，且所述第二隔离结构覆盖所述扩散阻挡层。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

(1)由于在所述沟道阻挡层的侧壁形成扩散阻挡层，所述扩散阻挡层形成所述沟道阻挡层中离子的壁垒，所述沟道阻挡层中的离子不能穿过扩散阻挡层进入第二隔离结构中，使得在后续对扩散阻挡层进行高温退火的过程中，所述扩散阻挡层能够阻挡沟道阻挡层中的离子进入第二隔离结构中，从而减少了所述离子在注入第一隔离结构中时需要的剂量，进而降低了形成的沟道阻挡层中的离子进入沟道中的几率，降低因所述离子进入沟道而引起的不同鳍部的沟道中所述离子分布的差异性，降低了不同鳍部对应的阈值电压的差异性，从而提高了鳍式场效应晶体管的性能。

(2)进一步的，在暴露出所述沟道阻挡层的侧壁选择性外延生长碳硅，或者向暴露出的沟道阻挡层的侧壁注入碳离子，由于所述碳离子的原子半径较小，所述碳离子容易进入沟道阻挡层的晶格间隙，进而有效的阻挡沟道阻挡层中的离子穿过沟道阻挡层的晶格间隙扩散至第二隔离结构中。

附图说明

图1至图3是现有技术中鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图；

图4至图15是本发明第一实施例中鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图；

图16至图21是本发明第二实施例中鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有技术形成的鳍式场效应晶体管的性能较差。

图1至图3是现有技术中鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图。

参考图1，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100表面具有鳍部110；在所述鳍部110两侧的半导体衬底100表面形成隔离结构120，所述隔离结构120的整个表面低于所述鳍部110的顶部表面。所述鳍部110的顶部表面具有掩膜层111。

参考图2，在所述隔离结构120中注入离子，且使得所述离子扩散进入隔离结构侧部的鳍部110中，在鳍部110中形成沟道阻挡层130。

参考图3，对所述沟道阻挡层130中的离子进行退火处理，以激活所述离子。

研究发现，现有技术中形成的鳍式场效应晶体管的性能较差的原因在于：

在对所述沟道阻挡层中的离子进行退火处理的过程中，由于所述离子在隔离结构中的固溶度大于所述离子在鳍部中的固溶度，所以所述离子容易在退火过程中向所述隔离结构中扩散，从而减少了所述沟道阻挡层中离子的浓度，为了使得在退火后和退火前所述沟道阻挡层中离子的浓度基本一致，需要增加在所述隔离结构中注入离子的剂量，使得在退火之前所述沟道阻挡层中离子浓度高于退火之后所述沟道阻挡层中离子浓度，由于在退火之前所述沟道阻挡层中离子浓度较高，导致所述离子进入沟道的几率增加，导致不同鳍部的沟道中所述离子分布的差异性增加，进而导致不同鳍部中阈值电压的差异性增加，从而降低了鳍式场效应晶体管的性能。

在此基础上，本发明一实施例提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，通过在鳍部中的沟道阻挡层侧壁形成扩散阻挡层，阻挡所述沟道阻挡层中的离子扩散进入第二隔离结构中，从而减少了所述离子在注入时需要的剂量，进而降低了所述离子进入沟道中的几率，降低不同鳍部中阈值电压的差异性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

图4至图15是本发明第一实施例中鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图。

参考图4，提供半导体衬200，所述半导体衬底200表面具有鳍部210。

所述半导体衬底200为后续形成鳍式场效应晶体管提供工艺平台。

所述半导体衬底200可以是单晶硅，多晶硅或非晶硅；半导体衬底200也可以是硅、锗、锗化硅、砷化镓等半导体材料；所述半导体衬底200还可以是其它半导体材料，这里不再一一举例。本实施例中，所述半导体衬底200的材料为硅。

所述半导体衬底200中掺杂有P型离子用以形成P阱区，或者掺杂有N型离子用以形成N阱区。

所述鳍部210的宽度W为8nm～20nm，所述宽度W指的是垂直于鳍部210延伸方向且指向鳍部210方向上的尺寸，当所述鳍部210的个数为多个时，相邻的鳍部210之间的距离为20nm～50nm。

形成所述鳍部210的步骤为：在半导体衬底200表面形成图案化的掩膜层211，所述图案化的掩膜层211定义鳍部210的位置；以所述图案化的掩膜层211为掩膜刻蚀部分厚度的半导体衬底200，形成鳍部210。

需要说明的是，本实施例中，形成鳍部210后，没有去掉定义鳍部210位置的掩膜层211，在鳍部210顶部表面保留所述掩膜层211，掩膜层211可以保护所述鳍部210的顶部表面。在其它实施例中，形成鳍部210后，可以去除定义鳍部210位置的掩膜层211。

本实施例中，还包括：形成鳍部210后，形成覆盖鳍部210顶部表面和侧壁的界面层(未图示)，所述界面层用以修复在形成鳍部210过程中造成的刻蚀损伤，及阻挡在后续在形成第一隔离结构过程中产生的中间产物(如水气、氧气)进入鳍部210中。在一个实施例中，所述界面层的材料为氧化硅，在其它实施例中，所述界面层的材料可以为其它材料。形成所述界面层的工艺为线性氧化工艺。所述界面层的厚度为10埃～50埃。

参考图5，在所述鳍部210两侧的半导体衬底200表面形成第一隔离结构220，所述第一隔离结构220的整个表面低于所述鳍部210的顶部表面。

所述第一隔离结构220的作用为：后续在第一隔离结构220中注入离子， 且使得所述离子扩散进入第一隔离结构220侧部的鳍部210中，从而在第一隔离结构220侧部的鳍部210中掺杂有离子，用以形成沟道阻挡层。

形成第一隔离结构220的步骤为：形成覆盖半导体衬底200、鳍部210和掩膜层211的第一隔离结构材料层(未图示)，所述第一隔离结构材料层的整个表面高于所述鳍部210的顶部表面；采用平坦化工艺平坦化所述第一隔离结构材料层直至暴露出掩膜层211的表面；平坦化所述第一隔离结构材料层后，回刻蚀去除部分第一隔离结构材料层，形成第一隔离结构220。

形成第一隔离结构材料层的工艺为沉积工艺，如等离子体化学气相沉积工艺或低压化学气相沉积工艺，流体化学气相沉积(FCVD)工艺。平坦化第一隔离结构材料层的工艺为化学机械研磨工艺；回刻蚀第一隔离结构材料层的工艺为各向异性干刻工艺。

所述第一隔离结构220的材料为氧化硅、氮氧化硅或者碳氧化硅，且所述第一隔离结构220的材料和后续形成的保护层的材料不同。本实施例中，第一隔离结构220的材料为氧化硅。

所述第一隔离结构220的高度为650埃～1300埃。所述高度指的是垂直于半导体衬底200表面方向上的尺寸。

参考图6，在所述第一隔离结构220中注入离子，且使得所述离子扩散进入第一隔离结构220侧部的鳍部210中。

在第一隔离结构220中注入离子后，所述离子在第一隔离结构220中形成浓度峰值的区域，所述浓度峰值区域指的是所述离子在第一隔离结构220中的浓度最高的区域，所述离子以所述浓度峰值区域为中心呈现高斯分布，所述高斯分布的现象是由于所述离子在注入第一隔离结构220的过程中扩散造成的，利用所述离子在注入第一隔离结构220过程中的扩散，使得所述离子进入第一隔离结构220侧部的鳍部210中。

由于鳍部210的宽度尺寸很小，在所述第一隔离结构220中注入离子后，所述离子可以从第一隔离结构220扩散进入第一隔离结构220侧部的鳍部210中，且所述离子在鳍部210的宽度方向均有分布，从而在鳍部210中形成沟道阻挡层230。需要说明的是，所述离子主要沿着垂直于鳍部210延伸方向且 指向鳍部210的方向进行扩散。

本实施例中，所述离子注入到第一隔离结构220中的深度与沟道阻挡层230的厚度一致。在实际的工艺中，由于所述离子除了沿着垂直于鳍部210延伸方向且指向鳍部210的方向进行扩散，还从其它方向扩散进入鳍部210中，故沟道阻挡层230的厚度大于离子注入到第一隔离结构220中的深度。

本实施例中，形成的沟道阻挡层230的厚度为40埃～200埃，所述沟道阻挡层230的厚度指的是垂直于半导体衬底200表面方向的尺寸。

注入到第一隔离结构220中的离子的类型与所述鳍式场效应晶体管的类型相反。当形成的鳍式场效应晶体管为N型鳍式场效应晶体管时，注入到第一隔离结构220中的离子为P型离子，包括B或In；当形成的鳍式场效应晶体管为P型鳍式场效应晶体管时，注入到第一隔离结构220中的离子是N型离子，P(磷)或As。

在一个实施例中，待形成的鳍式场效应晶体管为P型鳍式场效应晶体管，所述离子为As离子，注入能量范围为20KeV～50KeV，注入剂量范围为1.0E12atom/cm²～1.0E14atom/cm²，注入角度为0度。所述注入角度为与半导体衬底200法线方向之间的夹角。

在另一个实施例中，待形成的鳍式场效应晶体管为N型鳍式场效应晶体管，所述离子为B离子，注入能量范围为5KeV～10KeV，注入剂量范围为1.0E12atom/cm²～1.0E14atom/cm²，注入角度为0度。所述注入角度为与半导体衬底200法线方向之间的夹角。

本实施例中，在注入所述离子的过程中，由于鳍部210的顶部表面具有掩膜层211，所以不会从鳍部210的顶部表面注入到鳍部210中，避免鳍式场效应晶体管的阈值电压受到影响。

参考图7，注入所述离子后，在鳍部210的顶部表面和侧壁形成保护层。

为了方便描述，将所述保护层分为：第一保护层，位于注入所述离子后的鳍部210的顶部表面；第二保护层，位于注入所述离子后的鳍部210的侧壁。

所述保护层的材料为氮化硅、氮氧化硅或氮碳化硅。本实施例中，所述保护层的材料为氮化硅。

本实施例中，由于没有去除掩膜层211，将所述掩膜层211用作第一保护层，同时，只需要在注入离子后的鳍部210的侧壁形成第二保护层240。在其它实施例中，在注入离子后的鳍部210的顶部表面和侧壁形成保护层，所述保护层可以覆盖所述掩膜层211。

本实施例中，形成第二保护层240的步骤为：形成覆盖第一隔离结构220、鳍部210和掩膜层211的第二保护材料层(未图示)；采用各向异性干刻工艺刻蚀所述第二保护材料层直至暴露出第一隔离结构220的表面和掩膜层211的表面，形成第二保护层240。

参考图8，以所述保护层为掩膜，刻蚀部分厚度的第一隔离结构220，以暴露出所述沟道阻挡层230的侧壁。

刻蚀所述第一隔离结构220的工艺为干刻工艺或湿刻工艺。本实施例中，采用干刻工艺刻蚀第一隔离结构220。

本实施例中，所述刻蚀第一隔离结构220的厚度等于所述沟道阻挡层230的厚度；在其它实施例中，刻蚀第一隔离结构220的厚度可以大于所述沟道阻挡层230的厚度。

参考图9，在暴露出的所述沟道阻挡层230的侧壁形成扩散阻挡层250。

本实施例中，采用选择性外延生长工艺形成扩散阻挡层250，具体的步骤为：以所述保护层为遮挡物，在所述暴露出的所述沟道阻挡层230的侧壁生长扩散阻挡层250。

形成的扩散阻挡层250位于沟道阻挡层230的侧壁并覆盖沟道阻挡层230的侧壁，且所述扩散阻挡层250位于鳍部210外。

本实施例中，采用选择性外延生长工艺形成的扩散阻挡层250的材料为碳硅，若所述扩散阻挡层250中碳原子的原子质量百分比浓度低于0.5％，导致对沟道阻挡层230中离子扩散的阻挡能力降低；若所述扩散阻挡层250中碳原子的原子质量百分比浓度超过3％，导致增加工艺成本，且在工艺上实现 的难度增加。故本实施例中，所述扩散阻挡层250中碳原子的原子质量百分比浓度为0.5％～3％。

所述扩散阻挡层250的宽度需要选择合适的范围，所述宽度指的是垂直于鳍部210延伸方向且指向鳍部210方向上的尺寸。若所述扩散阻挡层250的宽度过小，对沟道阻挡层230中离子扩散的阻挡能力降低，若所述扩散阻挡层250的宽度较大，增加了工艺成本，且使得位于相邻鳍部210的相邻扩散阻挡层250之间的距离过小而使得所述相邻扩散阻挡层250容易连接在一起。故本实施例中，选择扩散阻挡层250的宽度为20埃～40埃。

本实施例中，形成所述扩散阻挡层250的工艺为选择性外延生长工艺，采用的气体为HCl、SiH₃CH₃和SiH₂Cl₂，HCl的流量为80sccm～160sccm，SiH₃CH₃的流量为60sccm～120sccm，SiH₂Cl₂的流量为400sccm～600sccm，腔室压强为500torr～700torr，温度为600摄氏度～850摄氏度。

若所述选择性外延生长工艺采用的腔室压强超过700torr，会导致形成的扩散阻挡层250的均匀度变差；若所述选择性外延生长工艺采用的腔室压强小于500torr，会导致生长速度过慢。故本实施例中，所述选择性外延生长工艺采用的腔室压强为500torr～700torr。

若所述选择性外延生长工艺采用的温度超过850摄氏度，导致形成的扩散阻挡层250的薄膜质量下降，容易发生龟裂，对所述沟道阻挡层230中离子扩散的阻挡能力减弱；若所述选择性外延生长工艺采用的温度小于600摄氏度，导致形成的扩散阻挡层250中的缺陷较多，且扩散阻挡层250中的碳原子的浓度会降低，对所述沟道阻挡层230中离子扩散的阻挡能力减弱。故本实施例中，所述选择性外延生长工艺采用的温度为600摄氏度～850摄氏度。

本实施中，所述扩散阻挡层250用以阻挡沟道阻挡层230中离子扩散至后续形成的第二隔离结构中，其原理为：一方面，所述扩散阻挡层250中部分碳原子位于扩散阻挡层250的晶格间隙中，另一方面，所述扩散阻挡层250中的部分碳原子扩散进入沟道阻挡层230的晶格间隙中，从而避免沟道阻挡层230中的离子通过扩散阻挡层250的晶格间隙进入后续形成的第二隔离结构。

参考图10，形成扩散阻挡层250后，去除所述保护层。

去除所述保护层的工艺为干刻工艺或湿刻工艺。本实施例中，去除所述保护层的工艺为湿刻工艺，采用的溶液为磷酸溶液，磷酸的浓度为90％～100％，温度为150摄氏度～180摄氏度。

本实施例中，在去除所述保护层的同时也将所述掩膜层211去除，节省了工艺步骤；在其它实施例中，可以在后续形成第二隔离结构后，去除所述掩膜层211。

参考图11，去除所述保护层后，形成覆盖所述鳍部210顶部表面和侧壁、以及扩散阻挡层250和第一隔离结构220的第二隔离结构材料层260。

所述第二隔离结构材料层260的材料为氧化硅或氮化硅。

形成所述第二隔离结构材料层的工艺260为沉积工艺，如等离子体化学气相沉积工艺、原子层沉积工艺或低压化学气相沉积工艺。

参考图12，形成覆盖第二隔离结构材料层260的牺牲材料层270，所述牺牲材料层270的整个表面高于鳍部210的顶部表面。

本实施例中，所述牺牲材料层270的材料为DUO(Light Absorbing Oxide)，DUO为γ-氨基丙基三乙氧基硅氧烷(APTEOS)、NH₄OH和HNO₃的混合物。

形成所述牺牲材料层270的工艺为：在第二隔离结构材料层260表面涂布DUO，所述DUO的整个表面高于鳍部210的顶部表面，由于DUO在常温下是流体状态，故涂布的DUO的表面各处齐平，省去平坦化工艺的步骤平坦所述DUO，然后固化DUO。

参考图13，固化所述牺牲材料层270后，回刻蚀去除部分所述牺牲材料层270，形成牺牲层271。

回刻蚀所述牺牲材料层270的工艺为各向异性干刻工艺。

所述牺牲层271位于平行于半导体衬底200表面的第二隔离结构材料层260的表面，所述牺牲层271的表面低于所述鳍部210的顶部表面。

所述牺牲层271的厚度为100埃～300埃。

本实施例中，所述牺牲层271的作用为：遮盖平行于半导体衬底200表面的第二隔离结构材料层260的表面，及遮盖部分第二隔离结构材料层260的侧壁。

参考图14，以所述牺牲层271为掩膜，采用干刻工艺刻蚀去除鳍部210顶部的第二隔离结构材料层260、及鳍部210侧壁的第二隔离结构材料层260中侧壁未被牺牲层271遮盖的部分，从而在第一隔离结构220表面形成覆盖所述扩散阻挡层250的第二隔离结构261。

参考图15，形成第二隔离结构261后，去除所述牺牲层271(参考图14)。

去除所述牺牲层271的工艺为干刻工艺或湿刻工艺。

形成第二隔离结构261后，对沟道阻挡层230进行退火处理，以激活沟道阻挡层230中的离子，且修复了由于在沟道阻挡层230注入所述离子而引起的沟道阻挡层230的晶格畸变。

在对沟道阻挡层230进行退火处理的过程中，由于在所述沟道阻挡层230的侧壁形成有扩散阻挡层250，所述扩散阻挡层250形成所述沟道阻挡层230中离子的壁垒，使得所述沟道阻挡层230中的离子不能穿过扩散阻挡层250进入第二隔离结构261中，从而减少了所述离子在注入第一隔离结构220中时需要的剂量，进而降低了形成的沟道阻挡层230中的离子进入沟道中的几率，降低因所述离子进入沟道而引起的不同鳍部210的沟道中所述离子分布的差异性，降低了不同鳍部210对应的阈值电压的差异性，从而提高了鳍式场效应晶体管的性能。

本实施例中，形成的鳍式场效应晶体管，参考图15，包括：半导体衬底200；鳍部210，位于所述半导体衬底200表面；第一隔离结构220，位于所述鳍部210两侧的半导体衬底200表面；第二隔离结构261，位于所述第一隔离结构220表面，所述鳍部210的顶部表面高于所述第二隔离结构261的表面，所述高于第二隔离结构261表面的鳍部210作为沟道区；沟道阻挡层230，位于所述沟道区下方的鳍部210内，且所述沟道阻挡层230的顶部表面高于第一隔离结构220的表面；扩散阻挡层250，位于所述沟道阻挡层230侧壁，且所述第二隔离结构261覆盖所述扩散阻挡层250。

所述扩散阻挡层250位于所述沟道阻挡层230侧壁外的鳍部210表面。

第二实施例

图16至图21是本发明第二实施例中鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图。

第二实施例和第一实施例的区别在于：采用碳离子注入工艺在暴露出的沟道阻挡层的侧壁注入碳离子，在沟道阻挡层的侧壁形成扩散阻挡层，且所述扩散阻挡层位于鳍部内。关于第二实施例中和第一实施例相同的部分，不再详述。

参考图16，图16为在图8基础上形成的示意图，在暴露出的所述沟道阻挡层230的侧壁形成扩散阻挡层350。

本实施例中，采用碳离子注入工艺形成扩散阻挡层350的步骤为：在暴露出的沟道阻挡层230的侧壁表面注入碳离子，在暴露出的所述沟道阻挡层230的侧壁形成扩散阻挡层350，且所述扩散阻挡层350位于鳍部210内。

本实施例中，采用碳离子注入工艺形成的扩散阻挡层350的材料为掺杂碳离子的硅。

若所述碳离子的注入能量过大，会穿过保护层而注入到保护层覆盖的鳍部210中，影响鳍式场效应晶体管的阈值电压；若所述碳离子的注入能量过小，注入到暴露出的所述沟道阻挡层230的侧壁的深度较小，对沟道阻挡层230中离子扩散的阻挡能力差。故本实施例中，所述碳离子的注入能量为5KeV～20KeV。

所述碳离子需要选择合适的注入角度，所述注入角度指的是与半导体衬底200法线之间的夹角。若所述碳离子的注入角度过小，从沟道阻挡层230侧壁注入到沟道阻挡层230的深度过小，不能有效的阻挡沟道阻挡层230中离子扩散；若所述碳离子的注入角度过大，所述注入方向会受到相邻鳍部210的阻挡，导致不能注入到沟道阻挡层230中。故本实施例中，所述碳离子的注入角度为10度～20度。

若所述碳离子的注入剂量过小，导致碳离子进入沟道阻挡层230晶格间 隙的原子过少，对沟道阻挡层230中离子扩散的阻挡能力降低；若所述碳离子的注入剂量过大，导致增加工艺成本，且在工艺上实现的难度增加。故本实施例中，所述碳离子的注入剂量为1.0E14atom/cm²～8.0E15atom/cm²。

本实施例中，所述扩散阻挡层350用于阻挡沟道阻挡层230中离子扩散至后续形成的第二隔离结构中，其原理为：所述碳离子注入到沟道阻挡层230中，占据沟道阻挡层230晶格间隙的位置，从而阻挡沟道阻挡层230中的离子从沟道阻挡层230的晶格间隙扩散至后续形成的第二隔离结构中。

参考图17，形成扩散阻挡层350后，去除所述保护层。

去除所述保护层的方法参照第一实施例中去除保护层的方法，不再详述。

参考图18，去除所述保护层后，形成覆盖所述鳍部210顶部表面和侧壁、以及扩散阻挡层350和第一隔离结构220的第二隔离结构材料层360。

形成所述第二隔离结构材料层360的方法参照第一实施例中形成第二隔离结构材料层260的方法，不再详述。

参考图19，在平行于半导体衬底200表面的第二隔离结构材料层360表面形成牺牲层371。

形成所述牺牲层371的方法参照第一实施例中形成牺牲层271的方法，不再详述。

参考图20，以所述牺牲层371为掩膜，去除鳍部210顶部的第二隔离结构材料层360、及鳍部210侧壁的第二隔离结构材料层360中侧壁未被牺牲层371遮盖的部分，从而在第一隔离结构220表面形成覆盖所述扩散阻挡层350的第二隔离结构361。

形成第二隔离结构361的方法参照第一实施例中形成第二隔离结构261的方法。

参考图21，形成第二隔离结构361后，去除所述牺牲层371(参考图20)。

去除牺牲层371的方法参照第一实施例中去除牺牲层271的方法，不再详述。

形成第二隔离结构361后，对沟道阻挡层230进行退火处理，以激活沟 道阻挡层230中的离子，且修复了由于在沟道阻挡层230注入所述离子而引起的沟道阻挡层230的晶格畸变。

本实施例中，在对沟道阻挡层230进行退火处理的过程中，修复了由于碳离子注入而造成的扩散阻挡层350的晶格畸变。

在对沟道阻挡层230进行退火处理的过程中，由于在所述沟道阻挡层230的侧壁形成有扩散阻挡层350，所述扩散阻挡层350形成所述沟道阻挡层230中离子的壁垒，使得所述沟道阻挡层230中的离子不能穿过扩散阻挡层350进入第二隔离结构361中，从而减少了所述离子在注入第一隔离结构220中时需要的剂量，进而降低了形成的沟道阻挡层230中的离子进入沟道中的几率，降低因所述离子进入沟道而引起的不同鳍部210的沟道中所述离子分布的差异性，降低了不同鳍部210对应的阈值电压的差异性，从而提高了鳍式场效应晶体管的性能。

本实施例中，形成的鳍式场效应晶体管，参考图21，包括：半导体衬底200；鳍部210，位于所述半导体衬底200表面；第一隔离结构220，位于所述鳍部210两侧的半导体衬底200表面；第二隔离结构361，位于所述第一隔离结构220表面，所述鳍部210的顶部表面高于所述第二隔离结构361的表面，所述高于第二隔离结构361表面的鳍部210作为沟道区；沟道阻挡层230，位于所述沟道区下方的鳍部210内，且所述沟道阻挡层230的顶部表面高于第一隔离结构220的表面；扩散阻挡层350，位于所述沟道阻挡层230侧壁，且所述第二隔离结构361覆盖所述扩散阻挡层350。

所述扩散阻挡层350位于鳍部210内。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。