止区(channel stop reg1n) 111。尤其是，III族中的元素，例如硼(B)、镓(Ga)或铟(In),作为杂质以大约20至大约40KeV的能量注入到位于沟槽104的隔离材料层110’中。因此，在隔离材料层110’中形成沟道停止区111。这里，杂质浓度可以在大约2.0XlO13至大约4.0X 113原子/cm2的范围内。例如，以大约30KeV的能量注入III族中的元素来形成沟道停止区111使得杂质浓度为大约3.0X 113原子/cm2。相对于半导体衬底100，杂质的注入角度基本上约为0°。即，杂质沿着基本上与衬底100垂直的方向注入到隔离材料层110’中，从而在隔离材料层110’处形成沟道停止区，如图1J所示，去除所述掩膜层113以露出PFET区域。
[0049]接着，在所述半导体衬底上形成掩膜层114，掩膜层114覆盖NFET区域露出PFET区域，所述掩膜层114可以为光刻胶层，对所述PFET区域进行沟道停止区注入，通过离子注入工艺在STI区域中的隔离材料层110’中形成沟道停止区(channel stop reg1n) 112。尤其是，III族中的元素，例如硼(B)、镓(Ga)或铟(In)，作为杂质以大约20至大约40KeV的能量注入到位于沟槽104的隔离材料层110’中。因此，在隔离材料层110’中形成沟道停止区111。这里，杂质浓度可以在大约2.0 X 113至大约4.0 X 113原子/cm2的范围内。例如，以大约30KeV的能量注入III族中的元素来形成沟道停止区112使得杂质浓度为大约
3.0X 113原子/cm2。相对于半导体衬底100，杂质的注入角度基本上约为0°。S卩，杂质沿着基本上与衬底100垂直的方向注入到隔离材料层110’中，从而在隔离材料层110’处形成沟道停止区，如图1K所示，去除所述掩膜层114以露出NFET区域。
[0050]作为优选，在执行NFET区域沟道停止区注入和PFET区域沟道停止区注入之后，进行一退火步骤，该退火步骤使注入掺杂剂从STI区域扩散到需要所述注入掺杂剂的区域，在本发明一具体实施例中，以在NFET区域中的鳍片结构102’中形成沟道停止区115和在PFET区域中的鳍片结构102’中形成沟道停止区116，如图1L所示，所述退火步骤可以为快速升温退火工艺，利用900至1050°C的高温来活化NFET区域和PFE区域内的掺杂质，并同时修补在各离子注入工艺中受损的半导体衬底表面的晶格结构。此外，亦可视产品需求及功能性考量。具体地，可以通过离子注入或者扩散的方法来形成所述区域，作为进一步的优选，在进行离子注入或者扩散后还可以进一步包括一热退火的步骤。
[0051]所述退火步骤一般是将所述衬底置于高真空或高纯气体的保护下，加热到一定的温度进行快速升温退火(RTA)工艺，在本发明所述高纯气体优选为氮气或惰性气体，所述快速升温退火工艺步骤的温度为800至1200°C，优选为1050°C，所述热退火步骤时间为I至300s。作为进一步的优选，在本发明中选用的快速热退火，可以选用以下几种方式中的一种:脉冲激光快速退火、脉冲电子书快速退火、离子束快速退火、连续波激光快速退火以及非相干宽带光源(如卤灯、电弧灯、石墨加热)快速退火等，但并非局限于所举示例。
[0052]需要说明的是，上述执行形成沟道停止区的方法均为示例性的，并不局限于所述方法，本领域其他方法只要能够实现所述目的，均可以应用于本发明，在此不再赘述。
[0053]图2为本发明所述半导体器件制备方法流程图，具体地包括以下步骤:
[0054]步骤201:提供半导体衬底，所述半导体衬底包括NFET区域和PFET区域，在所述半导体衬底上依次形成垫氧化层和垫氮化物层，刻蚀所述垫氮化物层、垫氧化物层和半导体衬底，以形成第一鳍片结构、位于所述第一鳍片结构上的所述垫氧化层和垫氮化物层以及第一鳍片结构之间的沟槽；
[0055]步骤202:执行氧化工艺，以氧化露出的所述半导体衬底和垫氧化物层形成氧化层；
[0056]步骤203:去除所述氧化层，以形成较薄的第二鳍片结构；
[0057]步骤204:执行氧化工艺，以使所述第二鳍片结构的表面变光滑；
[0058]步骤205:分别对NFET区域和PFET区域执行阱注入工艺，执行退火工艺；
[0059]步骤206:在所述半导体衬底上形成隔离材料层，执行平坦化工艺以露出垫氮化物层；
[0060]步骤207:执行回刻蚀工艺，以去除部分的所述隔离材料层露出部分的第二鳍片结构；
[0061]步骤208:分别对NFET区域和PFET区域中的隔离材料层执行沟道停止注入工艺；
[0062]步骤209:执行退火工艺，以在第二鳍片结构中形成沟道停止区。
[0063]本发明提出了一种新的阱隔离和沟道停止注入的方法，根据本发明的制作方法，在实施阱隔离和沟道停止注入时位于鳍片顶部的硬掩膜层阻止该注入，掺杂剂将不会注入到鳍片中，这样将减少对鳍片的损伤和减少掺杂剂注入到鳍片中。同时，该方法还能提高载流子的迁移率和较薄的鳍片结构有助于下一代小尺寸的FinFET半导体器件的制作。
[0064]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【主权项】
1.一种制作半导体器件的方法，包括: 提供半导体衬底； 在所述半导体衬底上形成硬掩膜层； 图案化所述硬掩膜层和所述半导体衬底，以形成第一鳍片结构； 执行第一氧化工艺氧化露出的所述第一鳍片结构，以在所述第一鳍片结构的两侧形成氧化层； 去除所述氧化层，以形成第二鳍片结构； 对未被所述硬掩膜层遮盖的区域执行阱注入工艺； 在所述半导体衬底上形成隔离材料层以及填充所述第二鳍片结构之间的凹槽； 回刻蚀去除部分的所述隔离材料层； 对所述隔离材料层执行沟道停止注入工艺。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在形成所述第二鳍片结构之后执行第二氧化工艺的步骤。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二氧化工艺用于修复所述第二鳍片结构和使所述第二鳍片结构的表面变光滑。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在执行所述阱注入工艺之后执行第一退火工艺的步骤。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在执行所述沟道停止注入工艺之后执行第二退火工艺的步骤。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二鳍片结构的宽度小于所述第一鳍片结构的宽度。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔离材料层的材料为氧化物。
【专利摘要】本发明涉及一种制作半导体器件的方法，根据本发明的制作方法提出了一种新的阱隔离和沟道停止注入的方法，在实施阱隔离和沟道停止注入时位于鳍片顶部的硬掩膜层阻止该注入，掺杂剂将不会注入到鳍片中，这样将减少对鳍片的损伤和减少掺杂剂注入到鳍片中。同时，该方法还能提高载流子的迁移率以及较薄的鳍片结构有助于下一代小尺寸的FinFET半导体器件的制作。
【IPC分类】H01L21/265, H01L21/336
【公开号】CN104916539
【申请号】CN201410090726
【发明人】库尔班·阿吾提, 李勇
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年3月12日