虽然上述方法可以在一定程度上防止源区和漏区的穿通，但是该方法对防止源区和漏区穿通的效果仍非常有限，其原因为:一方面是通过离子注入形成的掺杂区时，很难控制形成的掺杂区的深度和掺杂离子浓度的均匀性；另一方面是注入的杂质离子容易扩散，使得掺杂区中的杂质离子的浓度分布不均，并且杂质离子的单位体积内的浓度会下降，特别是掺杂离子为硼离子时，由于硼离子的原子质量较小，更容易从离子注入的位置向外扩散。
[0037]为此，本发明实施例提供了一种N型鳍式场效应晶体管及其形成方法，在形成鳍部后，在鳍部的底部区域中注入B离子和F离子，形成注入区，在进行注入工艺后，进行退火工艺，激活注入区中的B离子和F离子，在鳍部的底部区域中形成掺杂区，进行退火时硼离子取代鳍部中硅原子的位置，氟离子占据硅原子之间的间隙位置(硼离子一般是通过硅原子之间的间隙扩散)，由于氟离子占据了硼离子的扩散通道，从而使得注入的硼离子定扎在注入位置附近，防止了硼离子向外扩散。另外，在离子注入后，直接进行退火工艺以激活掺杂离子，防止离子注入后进行其他工艺时，未激活的硼离子向注入位置外的区域扩散，形成的掺杂区的位置与离子的注入位置对应，防止掺杂区的位置的偏移。
[0038]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。在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0039]图2?图7为本发明实施例鳍式场效应晶体管形成过程的剖面结构示意图。
[0040]参考图2，提供半导体衬底200，所述半导体衬底200上具有凸起的鳍部201。
[0041]所述半导体衬底200可以是硅或者绝缘体上硅(SOI)，所述半导体衬底200也可以是锗、锗硅、砷化镓或者绝缘体上锗，本实施中所述半导体衬底200的材料为硅。
[0042]所述半导体衬底200表面形成有若干凸起的鳍部201，本实施例中，所述鳍部201通过刻蚀半导体衬底200形成，在本发明的其他实施例中，所述鳍部201通过外延工艺形成。本实施例中，待形成的鳍式场效应晶体管为N型鳍式场效应晶体管，所述鳍部201中可以掺杂P型杂质离子，所述P型杂质离子为硼离子、镓离子、铟离子中的一种或几种。
[0043]所述半导体衬底200上凸起的鳍部201数量大于等于I个，本实施例中，以在半导体衬底上具有I个鳍部201做示范性说明。
[0044]本实施例中，所述鳍部201包括相邻接的底部区域和上部区域，所述底部区域位于上部区域下方。在一具体的实施例中，所述底部区域的高度为鳍部201整个高度的1/3?2/3。
[0045]参考图3，在所述鳍部201两侧的半导体衬底200上形成隔离结构202。
[0046]所述隔离结构202用于相邻鳍部之间以及后续形成的栅极结构与半导体衬底200之间的电学隔离。
[0047]所述隔离结构202的材料可以为氧化硅、氮氧化硅或氮化硅等。
[0048]隔离结构202形成的具体过程为:形成覆盖所述半导体衬底200和鳍部的隔离材料层，隔离材料层的表面高于鳍部201的顶部表面；平坦化所述隔离材料层，暴露出鳍部201的顶部表面；回刻蚀去除部分厚度隔离材料层，在鳍部201两侧的半导体衬底200上形成隔离结构202，所述隔离结构202的顶部表面低于鳍部201的顶部表面，并覆盖所述鳍部201的底部区域的侧壁表面。
[0049]所述隔离结构202的厚度为鳍部201高度的1/3?2/3。
[0050]参考图4，进行离子注入工艺21，向鳍部201中注入B离子和F离子，在所述鳍部201的底部区域中形成注入区203。
[0051]本实施例中，鳍部201中注入的B离子用于增大后续栅极结构两侧的鳍部201中形成源区和漏区之间的势垒，以有利于防止源区和漏区之间的穿通，所述F离子用于防止B离子的扩散。
[0052]形成的注入区203的表面与隔离结构202的表面的齐平或低于隔离结构202的表面，使得后续对注入区203退火后形成的掺杂区的表面与隔离结构202的表面的齐平或低于隔离结构202的表面，即形成的掺杂区位于鳍部201的底部区域(栅极结构控制能力较弱的区域)，从而能有效的防止源区和漏区从栅极结构控制力较弱的鳍部的底部区域区域穿通。
[0053]所述离子注入工艺21覆盖的范围包括鳍部201和鳍部201两侧的隔离结构202，部分B离子和F离子通过鳍部201的表面注入到鳍部201中，部分B离子和F离子通过隔离结构202表面的散射作用注入到鳍部中或者在后需退火时通过扩散作用进入到鳍部201中，散射作用和扩散作用对鳍部201侧壁表面附近的B离子和F离子进行补充，以使鳍部201中形成的注入区203的边缘区域和中间区域的B离子和F离子浓度分布较为均匀。
[0054]在一实施例中，通过离子注入工艺21分别在鳍部201和隔离结构202中注入B离子和F离子，注入B离子时的能量大于注入F离子时的能量，在具体的实施例中，注入B离子的注入能量为3-9KeV，注入F离子时的注入能量为5-12KeV，以使注入的B离子和F离子在鳍部201中的位置相同或相差很小，并且注入的B离子的数量与F离子的数量之比为1:1?1:5。由于一个娃原子周围有多个娃原子，因而娃原子与娃原子之间的间隙有多个，因而B离子的扩散通道也有很多个，为了在后续经过退火后，使得F离子能占据硅原子与硅原子之间的多个间隙，阻断B离子的扩散通道，防止B离子的扩散，尽量使得B离子定扎在输入位置附近，保证注入的B离子的浓度和浓度均匀性分布，更有效的提高了 N型鳍式场效应晶体管抗穿通的能力，所述注入的B离子的数量与F离子的数量之比为1:3?1: 5。
[0055]在另一实施例中，通过离子注入工艺21向鳍部201中注入BF2离子。所述离子注入21的能量为3Kev?lOKev，注入剂量为5E13?5E14atom/cm2，注入角度为O度。
[0056]参考图5，进行退火工艺22，激活注入层203 (参考图4)中的B离子和F离子，在鳍部201的底部区域中形成掺杂区204。
[0057]在进行注入工艺后，进行退火工艺22，激活掺杂区中的B离子和F离子，F离子取代鳍部201中硅原子的位置，F离子占据硅原子之间的间隙位置，在鳍部201的底部区域中形成掺杂区204，由于F离子占据了 B离子的扩散通道(硼离子一般是通过硅原子之间的间隙扩散)，防止了 B离子向外扩散。另外，在离子注入后，直接进行退火工艺以激活掺杂离子，防止离子注入后进行其他工艺时(比如形成栅极结构的工艺)，未激活的B离子向注入区之外的区域扩散，从而使得形成的掺杂区204的位置与离子的注入位置对应，防止形成掺杂区204的位置的偏移。
[0058]掺杂区204中掺杂有B离子，B离子与后续源区和漏区中掺杂离子的类型相反，提高了后续形成的源区和漏区之间的势垒，当源区和漏区穿通时需要克服该势垒，从而提高了 N型鳍式场效应晶体管抗穿通的能力，并且形成的掺杂区204的表面与隔离结构202的表面的齐平或低于隔离结构202的表面，即形成的掺杂区204位于鳍部201的底部区域(栅极结构控制能力较弱的区域)，从而能有效的防止源区和漏区从栅极结构控制力较弱的鳍部201的底部区域区域穿通。
[0059]本实施例中，所述退火为激光退火，并且所述激光退火为扫描式激光退火，相比于其他的退火工艺对鳍部进行整体的加热所需退火时间较长，本发明实施例采用扫描式激光退火使得注入区203中掺杂离子激活，退火时间短，热预算小，在激活B离子的同时防止退火的过程中B离子的扩散，使得形成的扩散区204与注入区203 (参考图5)位置对应，从而使得N型鳍式场效应晶体管的抗穿通能力增强。本实施例中，激光退火的温度为1200?1350摄氏度。形成的掺杂区204的位置(掺杂区204的位置是指掺杂区204中点的位置)与隔离结构202的表面齐平，或者形成的掺杂区204的位置略低于或略高于隔离结构202的表面。
[0060]在本发明的其他实施例中，所述退火还可以为毫秒退火。退火温度为1000?1400摄氏度，退火时间为I毫秒?15毫秒。
[0061]参考图6，进行退火工艺后，形成横跨覆盖所述鳍部201的侧壁和顶部部分表面的栅极结构。
[0062]本实施例中，所述栅极结构包括覆盖所述鳍部201的侧壁和顶部部分表面的栅氧化层205、和位于栅氧化层205上的多晶娃栅电极206。
[0063]在形成栅极结构后，还包括在所述栅极结构两侧的鳍部内形成源区和漏区。在一实施例中，通过离子注入工艺在栅极结构两侧的鳍部内注入N型离子，形成源区和漏区。
[0064]在另一实施例中，所述源区和漏区为嵌入式源区和漏区，嵌入式源区和漏区的形成过程为:以所述栅极结构为掩膜，刻蚀去除栅极结构两侧的部分鳍部，在栅极结构两侧的鳍部中形成凹槽；采用选择外延工艺在凹槽中填充满碳硅应力层，在碳硅应力层中掺杂N型离子，掺杂有N型离子的碳硅应力层作为N型鳍式场效应晶体管的源区和漏区。
[0065]在本发明的其他实施例中，参考图7，所述栅极结构包括覆盖所述鳍部201的侧壁和顶部部分表