半导体结构及其形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高的集成度的方向发展。晶体管作为最基本的半导体器件目前正被广泛应用，因此随着半导体器件的元件密度和集成度的提高，平面晶体管的栅极尺寸也越来越短，传统的平面晶体管对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应，产生漏电流，最终影响半导体器件的电学性倉泛。
[0003]为了克服晶体管的短沟道效应，抑制漏电流，现有技术提出了鳍式场效应管(FinFET )。
[0004]请参考图1，图1是现有技术的鳍式场效应管的立体结构示意图，包括:半导体衬底10 ;位于所述半导体衬底10上凸出的鳍部14 ;位于所述半导体衬底10表面并覆盖部分鳍部14侧壁的隔离层11，所述隔离层11的表面低于所述鳍部14的顶部；横跨所述鳍部14的顶部和侧壁的栅极结构12，所述栅极结构12包括:栅介质层、位于所述栅介质层表面的栅电极、以及位于栅电极层和栅介质层两侧的侧墙；位于所述栅极结构12两侧鳍部14内的源区和漏区(未不出)。
[0005]对于上述鳍式场效应管，鳍部14的顶部以及两侧的侧壁与栅极结构12相接触的部分成为沟道区，有利于增大驱动电流，改善器件性能。
[0006]然而，在现有的鳍式场效应管中，源区和漏区之间容易发生源漏穿通的现象，影响鳍式场效应管的性能。
【发明内容】
[0007]本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提高所形成的鳍式场效应管的性能。
[0008]为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构及其形成方法，包括:提供衬底，所述衬底具有第一区域，所述第一区域的衬底表面具有第一鳍部；在所述衬底表面和第一鳍部的侧壁表面形成介质层，所述介质层的表面低于所述第一鳍部顶部；对暴露出介质层的部分第一鳍部底部进行第一防损伤注入工艺，所述第一防损伤注入工艺能够防止对第一鳍部的离子注入损伤，在第一鳍部内形成第一防穿通层，所述第一防穿通层的位置与所述介质层表面相对应。
[0009]可选的,所述第一防损伤注入工艺的温度为300摄氏度?400摄氏度。
[0010]可选的，当第一区域用于形成PMOS晶体管时，所述第一防损伤注入工艺注入的离子包括N型离子，所述N型离子包括磷离子，所述N型离子的掺杂浓度为lE12atom/cm3?5E15atom/cm3。
[0011]可选的，当第一区域用于形成PMOS晶体管时，所注入的离子还包括氟离子。
[0012]可选的，当第一区域用于形成NMOS晶体管时，所述第一防损伤注入工艺注入的离子包括P型离子，所述P型离子包括硼离子，所述P型离子的掺杂浓度为lE12atom/cm3?5E15atom/cm3。
[0013]可选的，当第一区域用于形成NMOS晶体管时，所注入的离子还包括碳离子。
[0014]可选的，还包括:所述衬底具有第二区域，所述第二区域的衬底表面具有第二鳍部，所述第二鳍部和第一鳍部所形成的晶体管类型相反；所述介质层还位于所述第二鳍部的侧壁表面，所述介质层的表面低于第二鳍部表面；在形成第一防穿通层之后，对暴露出介质层的部分第二鳍部底部进行第二防损伤注入工艺，所述第二防损伤注入工艺能够防止对第二鳍部的离子注入损伤，在第二鳍部内形成第二防穿通层，所述第二防穿通层的位置与所述介质层表面相对应。
[0015]可选的，所述第二防损伤注入工艺的温度为300摄氏度?400摄氏度。
[0016]可选的，当第二区域用于形成PMOS晶体管时，所述第二防损伤注入工艺注入的离子包括N型离子，所述N型离子包括磷离子，所述N型离子的掺杂浓度为lE12atom/cm3?5E15atom/cm3。
[0017]可选的，当第二区域用于形成PMOS晶体管时，所注入的离子还包括氟离子。
[0018]可选的，当第二区域用于形成NMOS晶体管时，所述第二防损伤注入工艺注入的离子包括P型离子，所述P型离子包括硼离子，所述P型离子的掺杂浓度为lE12atom/cm3?5E15atom/cm3。
[0019]可选的，当第二区域用于形成NMOS晶体管时，所注入的离子还包括碳离子。
[0020]可选的，在所述第一防损伤注入工艺和所述第二防损伤注入工艺之后，采用退火工艺激活第一防穿通层和第二防穿通层。
[0021]可选的，在所述第一防损伤注入工艺之后，采用退火工艺激活第一防穿通层。
[0022]可选的，所述退火工艺为快速热退火，退火温度为500°C?1000°C。
[0023]可选的，所述介质层的形成工艺包括:在衬底和第一鳍部表面形成介质膜；抛光所述介质膜并暴露出第一鳍部的顶部表面，形成介质层；回刻蚀所述介质层，使所述介质层的表面低于第一鳍部顶部。
[0024]可选的，还包括:在回刻蚀所述介质层后，对暴露出的部分第一鳍部进行表面平滑处理和圆角处理。
[0025]可选的，所述平滑处理和圆角处理工艺包括:在暴露出的部分第一鳍部表面进行氧化处理，形成氧化层；采用湿法刻蚀工艺去除所述氧化层。
[0026]相应的，本发明还提供一种半导体结构，包括:衬底，所述衬底具有第一区域，所述第一区域的衬底表面具有第一鳍部；位于所述衬底表面和第一鳍部的侧壁表面的介质层，所述介质层的表面低于所述第一鳍部顶部；位于第一鳍部内的第一防穿通层，所述第一防穿通层的位置与所述介质层表面相对应。
[0027]可选的，所述衬底具有第二区域，所述第二区域的衬底表面具有第二鳍部，所述第二鳍部和第一鳍部所形成的晶体管类型相反；所述介质层还位于所述第二鳍部的侧壁表面，所述介质层的表面低于第二鳍部表面；所述第二鳍部内具有第二防穿通层，所述第二防穿通层的位置与所述介质层表面相对应。
[0028]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0029]本发明的半导体结构的形成方法中，在衬底表面形成表面低于第一鳍部顶部的介质层之后，对暴露出介质层的部分第一鳍部底部进行第一防损伤注入工艺。所述第一防损伤注入工艺能够防止对第一鳍部的离子注入损伤，从而保证了经过第一放损伤工艺之后的第一鳍部表面形貌良好，继而保证了以所述第一鳍部形成的鳍式场效应管性能稳定。而且，所述第一防损伤注入工艺对暴露出的第一鳍部底部进行，使所形成的第一防穿通层的位置与所述介质层表面相对应，即所述第一防穿通层到第一鳍部的顶部距离减小，所述第一防穿通层防止源漏穿通的能力提高，所形成的鳍式场效应管性能改善。
[0030]进一步，所述第一防损伤注入工艺的温度为300摄氏度?400摄氏度，即在对所述鳍部注入离子的同时，能够同时通过高温改善所述鳍部的表面形貌，消除因注入工艺在鳍部表面造成的缺陷，使所述鳍部表面光滑。因此，离子注入工艺造成的损伤得到消除。
[0031]本发明的半导体结构中，所述第一防穿通层的位置与所述介质层表面相对应，SP所述第一防穿通层到第一鳍部的顶部距离减小，所述第一防穿通层防止源漏穿通的能力提高，所形成的鳍式场效应管性能改善。
【附图说明】
[0032]图1是现有技术的鳍式场效应管的立体结构示意图；
[0033]图2至图8是本发明实施例的半导体结构的形成过程的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]如【背景技术】所述，在现有的鳍式场效应管中，源区和漏区之间容易发生源漏穿通的现象，影响鳍式场效应管的性能。
[0035]经过研究发现，请继续参考图1，为了使所述栅极结构12覆盖的鳍部14均能够形成沟道区，所述鳍部14内的源区和漏区的底部到鳍部14顶部的距离较大，使形成于鳍部14侧壁的沟道区也能够得到源区和漏区的驱动。然而，当源区和漏区的底部到鳍部14顶部的距离较大时，位于鳍部14顶部的栅极结构12对源区和漏区底部的控制能力较低，使所述源区和漏区底部产生穿通(Punch Through)现象，导致所形成的鳍式场效应管的性能下降。
[0036]为了防止所述穿通现象的发生，一种方法为:在鳍部14的底部A形成防穿通层。具体的，在衬底10表面形成鳍部14之后，形成隔离层11之前，采用离子注入工艺在鳍部14的底部A形成一层防穿通层，所述防穿通层的位置与衬底10表面齐平，且所述防穿通层内的掺杂离子与源区或漏区内的掺杂离子类型相反，以此避免源区和漏区发生穿通。然而，形成所述防穿通层的离子注入工艺会对鳍部14的表面造成注入损伤，导致鳍部14表面的形貌不良，以所述鳍部14形成的鳍式场效应管性能下降。而且，位于鳍部14底部A的防穿通层到鳍部14顶部的距离较大，使所述防穿通层防止穿通的能力有限。
[0037]为了解决上述问题，经过进一步研究，本发明提出一种半导体结构及其形成方法。其中，在衬底表面形成表面低于第一鳍部顶部的介质层之后，对暴露出介质层的部分第一鳍部底部进行第一防损伤注入工艺。所述第一防损伤注入工艺能够防止对第一鳍部的离子注入损伤，从而保证了经过第一放损伤工艺之后的第一鳍部表面形貌良好，继而保证了