半导体结构及其形成方法与流程

文档序号:21447789发布日期:2020-07-10 17:39阅读:431来源:国知局
技术特征:

1.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:

形成基底,包括衬底以及凸出于所述衬底的鳍部,所述基底包括用于形成输入/输出器件的外围区、以及用于形成核心器件的核心区;

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的部分顶部和部分侧壁;

对所述外围区栅极结构所覆盖的部分鳍部进行第一离子掺杂处理,形成非晶化区;

形成所述非晶化区后,对所述非晶化区远离栅极结构一侧的鳍部进行第二离子掺杂处理,且对外围区进行第一退火处理以形成第一轻掺杂区;

形成所述第一轻掺杂区后,在所述栅极结构两侧的鳍部内形成源漏掺杂层。

2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一离子掺杂处理的掺杂离子为中性离子。

3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一离子掺杂处理的掺杂离子为硅离子、氮离子、碳离子或锗离子。

4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,对所述外围区栅极结构侧壁底部的部分鳍部进行第一离子掺杂处理的步骤中,所述第一离子掺杂处理的工艺为非晶化注入工艺。

5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,在所述第一离子掺杂处理的步骤中,非晶化注入方向与衬底表面法线的夹角为15°至35°,非晶化注入方向与鳍部侧壁法线的夹角为40°至50°。

6.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一离子掺杂处理的参数包括:注入离子为硅离子,注入能量为1.0kev至20kev,注入剂量为1.0e13原子每平方厘米至1.0e16原子每平方厘米;

或者,注入离子为氮离子,注入能量为1.0kev至15kev,注入剂量为5.0e13原子每平方厘米至1.5e16原子每平方厘米;

或者,注入离子为碳离子,注入能量为1.0kev至15kev,注入剂量为5.0e13原子每平方厘米至1.5e16原子每平方厘米;

或者,注入离子为锗离子,注入能量为1.0kev至15kev,注入剂量为5.0e13原子每平方厘米至1.5e16原子每平方厘米。

7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第二离子掺杂处理的工艺为轻掺杂漏注入工艺,所述第二离子掺杂处理的参数包括:注入离子为n型离子,注入能量为10kev至25kev,注入剂量为5.0e13原子每平方厘米至1.0e15原子每平方厘米,所述轻掺杂漏注入工艺与衬底表面法线的夹角为15°至35°,所述轻掺杂漏注入工艺与鳍部侧壁法线的夹角为0°至5°;

或者,

注入离子为p型离子,注入能量为12kev至25kev,注入剂量为5.0e13原子每平方厘米至1.0e15原子每平方厘米,所述轻掺杂漏注入工艺与衬底表面法线的夹角为15°至35°,所述轻掺杂漏注入工艺与鳍部侧壁法线的夹角为0°至5°。

8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,对所述外围区进行第一退火处理的步骤中,所述第一退火处理采用的工艺为瞬时增强扩散退火工艺。

9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一退火处理的退火温度为700℃至800℃。

10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第一退火处理的退火时间为10分钟至60分钟,压强为一个大气压。

11.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成所述第一轻掺杂区之后,在所述栅极结构两侧的鳍部内形成源漏掺杂层之前,还包括:对所述核心区栅极结构两侧的鳍部进行第三离子掺杂处理,形成第二轻掺杂区。

12.如权利要求11所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,形成第二轻掺杂区的步骤包括:在进行第三离子掺杂处理之后,进行第二退火处理。

13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第二退火处理的工艺为尖峰退火工艺或激光退火工艺。

14.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述第二退火处理的参数包括:退火温度为900℃至1050℃,退火时间为0秒至2秒,压强为一个大气压。

15.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,在所述栅极结构两侧的鳍部内形成源漏掺杂层的步骤包括:在所述栅极结构两侧的鳍部内形成凹槽;

采用原位自掺杂工艺,在所述凹槽内形成所述源漏掺杂层。

16.一种半导体结构,其特征在于,包括:

基底,包括衬底以及凸出于所述衬底的鳍部,所述基底包括用于形成输入输出器件的外围区、以及用于形成核心器件的核心区;

栅极结构,横跨所述鳍部且覆盖所述鳍部的部分顶部和部分侧壁;

非晶化区,位于所述外围区栅极结构所覆盖的部分鳍部内;

初始第一轻掺杂区,位于所述非晶化区远离栅极结构的一侧的鳍部内。

17.如权利要求16所述的半导体结构,其特征在于,所述非晶化区中具有掺杂离子且所述掺杂离子为中性离子。

18.如权利要求16所述的半导体结构,其特征在于,所述非晶化区中的掺杂离子为硅离子、氮离子、碳离子或锗离子。

19.如权利要求16所述的半导体结构,其特征在于,所述非晶化区中的掺杂离子为硅离子,硅离子的掺杂浓度为1.0e18原子每立方厘米至5.0e20原子每立方厘米;

或者,所述非晶化区中的掺杂离子为氮离子,氮离子的掺杂浓度为1.0e18原子每立方厘米至8.0e20原子每立方厘米;

或者,所述非晶化区中的掺杂离子为碳离子,碳离子的掺杂浓度为1.0e18原子每立方厘米至8.0e20原子每立方厘米;

或者,所述非晶化区中的掺杂离子为锗离子,锗离子的掺杂浓度为1.0e18原子每立方厘米至8.0e20原子每立方厘米。

20.如权利要求16所述的半导体结构,其特征在于,所述初始第一轻掺杂区中的掺杂离子为n型离子,所述n型离子的掺杂浓度为1.0e18原子每立方厘米至5.0e19原子每立方厘米;

或者,

所述初始第一轻掺杂区中的掺杂离子为p型离子,所述p型离子的掺杂浓度为1.0e18原子每立方厘米至5.0e19原子每立方厘米。


技术总结
一种半导体结构及其形成方法,形成方法包括:形成基底,包括衬底以及凸出于衬底的鳍部,基底包括用于形成输入/输出器件的外围区和用于形成核心器件的核心区;形成横跨鳍部的栅极结构,栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和部分侧壁;对外围区栅极结构所覆盖的部分鳍部进行第一离子掺杂处理,形成非晶化区;形成非晶化区后,对非晶化区远离栅极结构一侧的鳍部进行第二离子掺杂处理,且对外围区进行第一退火处理以形成第一轻掺杂区;形成第一轻掺杂区后,在栅极结构两侧的鳍部内形成源漏掺杂层。本发明实施例有利于改善输入/输出器件的GIDL问题和带间隧穿效应。

技术研发人员:周飞
受保护的技术使用者:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司;中芯国际集成电路制造(北京)有限公司
技术研发日:2019.01.02
技术公布日:2020.07.10
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