本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著更高的元件密度，以及更高的集成度的方向發(fā)展。晶體管作為最基本的半導(dǎo)體器件目前正被廣泛應(yīng)用，因此隨著半導(dǎo)體器件的元件密度和集成度的提高，平面晶體管的柵極尺寸也越來越小，傳統(tǒng)的平面晶體管對(duì)溝道電流的控制能力變?nèi)?，產(chǎn)生短溝道效應(yīng)，產(chǎn)生漏電流，最終影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

為了克服晶體管的短溝道效應(yīng)，抑制漏電流，現(xiàn)有技術(shù)提出了鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管是一種常見的多柵器件。鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)包括：位于半導(dǎo)體基底表面的鰭部和介質(zhì)層，所述介質(zhì)層覆蓋部分所述鰭部的側(cè)壁，且介質(zhì)層表面低于鰭部頂部；位于介質(zhì)層表面、以及鰭部的頂部和側(cè)壁表面的柵極結(jié)構(gòu)；位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)的源區(qū)和漏區(qū)。

然而，隨著半導(dǎo)體器件的尺寸不斷縮小，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造工藝受到了挑戰(zhàn)，難以保證鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，以改善所形成的半導(dǎo)體器件的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：

形成基底，所述基底表面形成有鰭部，所述基底包括用于形成核心器件的核心區(qū)，位于所述核心區(qū)的鰭部為核心區(qū)鰭部；

形成橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)，所述偽柵結(jié)構(gòu)覆蓋部分鰭部的側(cè)壁和頂部表面，所述偽柵結(jié)構(gòu)包括依次位于鰭部上的氧化層和偽柵極，位于所述核心區(qū)的偽柵結(jié)構(gòu)為核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)；

在所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成源區(qū)或漏區(qū)；

在所述鰭部以及源區(qū)或漏區(qū)上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層露出所述偽柵結(jié)構(gòu)；

去除核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極，露出位于核心區(qū)鰭部表面的氧化層；

進(jìn)行第一防穿通注入，在所述核心區(qū)鰭部?jī)?nèi)的源區(qū)或漏區(qū)下方形成第一防穿通層；

去除所述核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的氧化層，露出位于核心區(qū)鰭部的表面；

在所述鰭部上形成金屬柵極結(jié)構(gòu)。

可選的，形成基底的步驟中，所述基底還包括用于形成輸入輸出器件的外圍區(qū)，位于所述外圍區(qū)的鰭部為外圍區(qū)鰭部；所述形成方法還包括：在形成基底的步驟之后，在所述基底表面形成偽柵結(jié)構(gòu)的步驟之前，進(jìn)行第二防穿通注入，在所述外圍區(qū)鰭部中形成第二防穿通層；在所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成源區(qū)或漏區(qū)的步驟中，在所述第二防穿通層上方的外圍區(qū)鰭部?jī)?nèi)形成源區(qū)或漏區(qū)。

可選的，進(jìn)行第二防穿通注入，在所述外圍區(qū)鰭部中形成第二防穿通層的步驟包括：采用側(cè)向離子注入的方式進(jìn)行第二防穿通注入。

可選的，進(jìn)行第二防穿通注入，在所述外圍區(qū)鰭部中形成第二防穿通層的步驟包括：所形成的輸入輸出器件為nmos器件，所述第二防穿通注入離子為p型離子，所述第二防穿通注入的能量在10kev到35kev，注入劑量在1e13atoms/cm2到2e14atoms/cm2；或者，所形成的輸入輸出器件為pmos器件，所述第二防穿通注入離子為n型離子，所述第二防穿通注入的能量為50kev到120kev，注入劑量在5e12atoms/cm2到1e14atoms/cm2范圍內(nèi)。

可選的，形成橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)的步驟中，位于所述外圍區(qū)的偽柵結(jié)構(gòu)為外圍區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)；所述形成方法還包括：去除所述核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的氧化層的步驟之后，形成金屬柵極結(jié)構(gòu)的步驟之前，去除所述外圍區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極，露出位于外圍區(qū)鰭部表面的氧化層；在所述鰭部上形成金屬柵極結(jié)構(gòu)的步驟包括：在所述核心區(qū)鰭部表面形成金屬柵極結(jié)構(gòu)；在所述外 圍區(qū)鰭部氧化層的表面形成所述金屬柵極結(jié)構(gòu)。

可選的，所述金屬柵極結(jié)構(gòu)包括：高k介質(zhì)層和位于所述高k介質(zhì)層表面的金屬電極；在所述核心區(qū)鰭部表面形成金屬柵極結(jié)構(gòu)的步驟包括：在所述核心區(qū)鰭部表面依次形成高k介質(zhì)層和金屬柵極；在所述外圍區(qū)鰭部氧化層的表面形成所述金屬柵極結(jié)構(gòu)的步驟包括：在所述外圍區(qū)鰭部氧化層的表面形成高k介質(zhì)層和金屬柵極。

可選的，形成橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)的步驟中，所述偽柵極的材料為多晶硅。

可選的，去除核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極的步驟包括：形成覆蓋所述外圍區(qū)的第一掩膜；以所述第一掩膜為掩膜，采用濕法刻蝕的方式去除核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極。

可選的，形成覆蓋所述外圍區(qū)的第一掩膜的步驟中，所述第一掩膜的材料包括：光刻膠。

可選的，形成橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)的步驟中，所述偽柵結(jié)構(gòu)還包括位于偽柵極表面的第二掩膜；采用濕法刻蝕的方式去除核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極的步驟包括：以所述第一掩膜為掩膜，采用濕法刻蝕的方式依次去除所述第二掩膜和所述偽柵極，露出位于核心區(qū)鰭部表面的氧化層。

可選的，所述第二掩膜的材料包括氮化硅；采用濕法刻蝕的方式依次去除所述第二掩膜和所述偽柵極的步驟中，采用磷酸濕法刻蝕去除所述第二掩膜，采用四甲基氫氧化銨濕法刻蝕去除所述偽柵極。

可選的，進(jìn)行第一防穿通注入，在所述核心區(qū)鰭部?jī)?nèi)源區(qū)或漏區(qū)下方形成第一防穿通層的步驟中，所形成的核心器件為nmos器件，所述第一防穿通注入離子為p型離子，所述第一防穿通注入的能量在12kev到25kev，注入劑量在1e13atoms/cm2到2e14atoms/cm2；所形成的核心器件為pmos器件，所述第一防穿通注入離子為n型離子，所述第一防穿通注入的能量為70kev到140kev，注入劑量在4e12atoms/cm2到1e14atoms/cm2范圍內(nèi)。

可選的，進(jìn)行第一防穿通注入形成第一防穿通層的步驟包括：進(jìn)行退火處理，所述退火處理為溫度在950℃到1050℃范圍內(nèi)的尖峰退火處理。

可選的，形成橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)的步驟中，所述氧化層覆蓋所述鰭部表面，采用原位水汽生成的方式形成所述氧化層。

可選的，形成基底，所述基底表面形成有鰭部的步驟包括：提供基底；在基底上形成半導(dǎo)體層；在半導(dǎo)體層上形成第三掩膜；以所述第三掩膜為掩膜刻蝕所述半導(dǎo)體層，在基底表面形成鰭部；所述形成方法在形成基底的步驟之后，形成覆蓋所述鰭部表面的氧化層的步驟之前，還包括：去除所述第三掩膜。

可選的，去除所述核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的氧化層的步驟之后，在所述鰭部上形成金屬柵極結(jié)構(gòu)的步驟之前，所述形成方法還包括：對(duì)所述核心區(qū)鰭部表面進(jìn)行修復(fù)處理。

可選的，對(duì)所述核心區(qū)鰭部表面進(jìn)行修復(fù)處理的步驟包括：通過熱氧化方式在所述核心區(qū)鰭部表面形成所述修復(fù)層；去除所述修復(fù)層。

可選的，在所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成源區(qū)或漏區(qū)的步驟包括：以所述偽柵結(jié)構(gòu)為掩模，刻蝕所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部，在所述鰭部?jī)?nèi)形成開口；向所述開口內(nèi)填充半導(dǎo)體材料，以形成應(yīng)力層，在所述應(yīng)力層內(nèi)摻雜離子以形成源區(qū)或漏區(qū)。

可選的，向所述開口內(nèi)填充半導(dǎo)體材料的步驟包括：采用外延生長(zhǎng)的方式向所述開口內(nèi)填充半導(dǎo)體材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過在偽柵結(jié)構(gòu)以及源區(qū)或漏區(qū)形成之后，去除核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極，對(duì)核心區(qū)的基底進(jìn)行防穿通注入，之后通過去除偽柵結(jié)構(gòu)的氧化層以去除防穿通注入對(duì)所述氧化層的損傷，從而可以減少防穿通層中的離子在形成偽柵結(jié)構(gòu)和源區(qū)或漏區(qū)的過程中向上擴(kuò)散而影響溝道性能，進(jìn)而改善了所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

附圖說明

圖1至圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成方法各個(gè)步驟的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3至圖12是本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成方法一實(shí)施例各個(gè)步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知，隨著半導(dǎo)體器件的尺寸不斷縮小，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造工藝受到了挑戰(zhàn)，難以保證鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能。

現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程，分析其性能問題的原因。

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，隨著用于形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的鰭部尺寸不斷縮小，形成于鰭部?jī)?nèi)的源區(qū)和漏區(qū)底部容易發(fā)生底部穿通(punchthrough)現(xiàn)象，即所述源區(qū)和漏區(qū)的底部之間發(fā)生穿通，在所述源區(qū)和漏區(qū)的底部產(chǎn)生漏電流。為了克服所述底部穿通現(xiàn)象，一種方法是在鰭部?jī)?nèi)進(jìn)行防穿通注入，在所述源區(qū)和漏區(qū)底部之間的區(qū)域內(nèi)注入反型離子，以隔離源區(qū)和漏區(qū)底部。

參考圖1至圖2，示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成方法各個(gè)步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖1，提供基底10，所述基底10表面形成有鰭部11以及位于鰭部11之間的隔離結(jié)構(gòu)12，所述隔離結(jié)構(gòu)12覆蓋所述鰭部11的部分側(cè)壁表面。

參考圖2，向所述隔離結(jié)構(gòu)12進(jìn)行防穿通注入在所述鰭部11內(nèi)形成防穿通層13，再進(jìn)行退火處理以激活所述防穿通層13。

在形成防穿通層13之后，形成橫跨所述鰭部11的柵極結(jié)構(gòu)以及位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)鰭部?jī)?nèi)的源區(qū)或漏區(qū)。在形成防穿通層13之后的半導(dǎo)體工藝會(huì)引起防穿通層內(nèi)13的離子發(fā)生擴(kuò)散。由于防穿通注入的離子為反型離子，所以反型離子的擴(kuò)散向上會(huì)引起位于防穿通層13上方溝道區(qū)性能的變化，從而影響所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

為解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：

形成基底，所述基底表面形成有鰭部，所述基底包括用于形成核心器件的核心區(qū)，位于所述核心區(qū)的鰭部為核心區(qū)鰭部；形成橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)，所述偽柵結(jié)構(gòu)覆蓋部分鰭部的側(cè)壁和頂部表面，所述偽柵結(jié)構(gòu)包括依次位于鰭部上的氧化層和偽柵極，位于所述核心區(qū)的偽柵結(jié)構(gòu)為核心區(qū)偽柵 結(jié)構(gòu)；在所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成源區(qū)或漏區(qū)；在所述鰭部以及源區(qū)或漏區(qū)上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層露出所述偽柵極；去除核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極，露出位于核心區(qū)鰭部表面的氧化層；進(jìn)行第一防穿通注入，在所述核心區(qū)鰭部?jī)?nèi)的源區(qū)或漏區(qū)下方形成第一防穿通層；去除所述核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的氧化層，露出位于核心區(qū)鰭部的表面；在所述鰭部上形成金屬柵極結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明通過在偽柵結(jié)構(gòu)以及源區(qū)或漏區(qū)形成之后，去除核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極，對(duì)核心區(qū)的基底進(jìn)行防穿通注入，之后通過去除偽柵結(jié)構(gòu)的氧化層以去除防穿通注入對(duì)所述氧化層的損傷，從而可以減少防穿通層中的離子在形成偽柵結(jié)構(gòu)和源區(qū)或漏區(qū)的過程中向上擴(kuò)散而影響溝道性能，進(jìn)而改善了所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

參考圖3至圖12，示出了本發(fā)明所提供半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成方法一實(shí)施例各個(gè)步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖3，形成基底100，所述基底100表面形成有鰭部110，所述基底100包括用于形成核心器件的核心區(qū)100c，位于所述核心區(qū)100c的鰭部110為核心區(qū)鰭部。

所述基底100還包括用于形成輸入輸出器件的外圍區(qū)100i，位于所述外圍區(qū)100i的鰭部110為外圍區(qū)鰭部。由于工作電壓不同，核心器件與輸入輸出器件的柵介質(zhì)層厚度不同：輸入輸出器件的柵介質(zhì)層的厚度大于核心器件的柵介質(zhì)層的厚度以獲得更高的工作電壓。所述柵介質(zhì)層包括柵氧層以及位于柵氧層表面的高k介質(zhì)層。輸入輸出器件柵氧層的厚度大于核心器件柵氧層的厚度，從而使輸入輸出器件和核心器件的柵介質(zhì)層厚度不同。

具體的，形成基底100的步驟包括：提供基底100；在所述基底100上形成半導(dǎo)體層；在半導(dǎo)體層上形成第三掩膜130；以所述第三掩膜130為掩膜，刻蝕所述半導(dǎo)體層，在基底100表面形成鰭部110。

所述基底100用于為后續(xù)半導(dǎo)體工藝提供操作平臺(tái)。所述基底100的材料選自單晶硅、多晶硅或者非晶硅；所述基底100也可以選自硅、鍺、砷化 鎵或硅鍺化合物；所述基底100還可以是其他半導(dǎo)體材料。本發(fā)明對(duì)此不作限制。本實(shí)施例中，所述基底100的材料為單晶硅。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述基底還可以選自具有外延層或外延層上硅結(jié)構(gòu)。

所述半導(dǎo)體層用于刻蝕形成鰭部110。具體的，所述半導(dǎo)體層可以采用選擇性外延沉積工藝形成于所述基底100表面。所述半導(dǎo)體層的材料為硅、鍺、碳化硅或硅鍺等。

需要說明的是，所述基底100和半導(dǎo)體層的選擇均不受限制，能夠選取適于工藝需求或易于集成的襯底、以及適于形成鰭部110的材料。而且所述半導(dǎo)體層的厚度能夠通過對(duì)外延工藝的控制，從而精確控制所屬形成鰭部110的高度。

還需要說明的是，在本發(fā)明其他實(shí)施例中，所述基底100以及位于所述基底100表面的鰭部110還可以通過直接刻蝕半導(dǎo)體襯底形成，本發(fā)明對(duì)所述基底100以及所述鰭部110的具體形成方式不做限定。

圖形化的第三掩膜130用于定義所述鰭部110的位置和尺寸。形成圖形化的第三掩膜130的步驟包括：在所述半導(dǎo)體襯底表面形成第三掩膜材料層；在所述第三掩膜材料層表面形成第一圖形化層；以所述第一圖形化層為掩膜刻蝕所述第三掩膜材料層直至露出所述半導(dǎo)體襯底表面，形成圖形化的第三掩膜130。具體的，圖形化的第三掩膜130的材料為氮化硅。

需要說明的是，本實(shí)施例中，在形成圖形化的第三掩膜130的步驟之前，所述形成方法還包括在所述半導(dǎo)體襯底表面形成緩沖層(圖中未示出)，以減小所述第三掩膜130和所述半導(dǎo)體襯底之間的晶格失配。具體的，本實(shí)施例中所述緩沖層的材料為氧化物。

所述第一圖形化層可以為圖形化的光刻膠層，采用涂布工藝和光刻工藝形成。此外為了縮小所述鰭部110的特征尺寸，以及相鄰鰭部110之間的距離，所述第一圖形化層還可以采用多重圖形化掩膜工藝形成。所述多重圖形化掩膜工藝包括：自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化(self-aligneddoublepatterned，sadp)工藝、自對(duì)準(zhǔn)三重圖形化(self-alignedtriplepatterned)工藝、或自對(duì)準(zhǔn)四重圖形化(self-aligneddoubledoublepatterned，saddp)工藝。

需要說明的是，在形成鰭部110的過程中，被刻蝕的半導(dǎo)體襯底表面可能存在損傷或微小的凹凸不平，為了對(duì)所述半導(dǎo)體襯底表面的損傷或凹凸不平進(jìn)行修復(fù)，以改善所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能，本實(shí)施例中，在形成鰭部110的步驟之后，所述形成方法還包括：在所述基底100以及鰭部110的表面形成內(nèi)襯氧化層(lineroxide)(圖中未示出)。所述內(nèi)襯氧化層還可以圓滑所述基底100以及鰭部110表面的尖角，并充當(dāng)后續(xù)所形成的膜層與所述基底100以及鰭部110之間的緩沖層，以減小晶格失配。具體的，可以通過化學(xué)氣相沉積或熱氧化的方式形成所述內(nèi)襯氧化層。但是在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可以不形成所述內(nèi)襯氧化層，通過對(duì)所述基底和鰭部110進(jìn)行退火處理以修復(fù)損傷，本發(fā)明對(duì)此不作限制。

需要說明的是，本實(shí)施例中，相鄰鰭部110之間還設(shè)置有隔離結(jié)構(gòu)120，以實(shí)現(xiàn)相鄰鰭部110之間以及與基底100其他區(qū)域半導(dǎo)體器件之間的電隔離。所述隔離結(jié)構(gòu)120的步驟包括：形成隔離材料層，所述隔離材料層填充于相鄰鰭部110之間，且所述隔離材料層的頂部表面高于所述鰭部110的頂部表面；去除所述隔離材料層頂部的部分厚度，露出所述鰭部110的部分側(cè)壁以形成隔離結(jié)構(gòu)120。

隨著半導(dǎo)體器件密度的提高，相鄰鰭部110之間的尺寸相應(yīng)縮小，使得相鄰鰭部110之間溝槽的深寬比增大，為了使所述隔離材料層能夠充分填充于相鄰鰭部110之間的溝槽，形成所述隔離材料層的步驟包括：采用流體化學(xué)氣相沉積工藝(flowablechemicalvapordeposition,fcvd)形成所述隔離材料層。

結(jié)合參考圖4，形成橫跨所述鰭部110的偽柵結(jié)構(gòu)150，所述偽柵結(jié)構(gòu)150覆蓋部分鰭部110的側(cè)壁和頂部表面，所述偽柵結(jié)構(gòu)150包括依次位于鰭部110上的氧化層151和偽柵極152，位于所述核心區(qū)100c的偽柵結(jié)構(gòu)150為核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，所述基底100還包括用于形成輸入輸出器件的外圍區(qū)100i。因此在形成基底100的步驟之后，在形成所述偽柵結(jié)構(gòu)150的步驟之前，所述形成方法還包括：進(jìn)行第二防穿通注入，在所述外圍區(qū)鰭部中形成第二防穿通層140i。

防穿通離子為p型離子或n型離子。具體的，通過所述第二防穿通注入離子與所形成的晶體管類型相反：當(dāng)所形成的晶體管為nmos器件時(shí)，所注入的防穿通離子為p型離子；當(dāng)所形成的晶體管為pmos器件時(shí)，所注入的防穿通離子為n型離子。所述防穿通離子與后續(xù)形成于鰭部110內(nèi)的源區(qū)或漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子類型相反，從而能夠抑制所述源區(qū)或漏區(qū)內(nèi)的摻雜離子發(fā)生擴(kuò)散，從而能夠防止因源區(qū)或漏區(qū)底部的距離過近而發(fā)生底部穿通現(xiàn)象。

所述第二防穿通注入的步驟包括：采用側(cè)向離子注入(lateralstraggleimplant)的方式進(jìn)行第二防穿通注入。

具體的，在形成第二防穿通層140i的步驟中，當(dāng)所形成的輸入輸出器件為nmos器件時(shí)，所述第二防穿通注入離子為p型離子，所述第二防穿通注入的能量在10kev到35kev，注入劑量在1e13atoms/cm²到2e14atoms/cm²；當(dāng)所形成的器件為pmos器件時(shí)，所述第二防穿通注入離子為n型離子，所述第二防穿通注入的能量為50kev到120kev，注入劑量在5e12atoms/cm²到1e14atoms/cm²范圍內(nèi)。

本實(shí)施例中，在所述外圍區(qū)100i所形成的晶體管為pmos器件，因此，所述第二防穿通注入所注入的防穿通離子為n型離子。但是注入n型離子的做法僅為一示例，在本發(fā)明其他實(shí)施例中，當(dāng)所形成的晶體管為nmos器件時(shí)，所注入的防穿通離子也可以為p型離子。

需要說明的是，由于采用高k金屬柵的輸入輸出器件的介質(zhì)層厚度大于采用高k金屬柵的核心器件的介質(zhì)層厚度，因此后續(xù)形成的位于外圍區(qū)100i的偽柵結(jié)構(gòu)氧化層在形成過程中需保留，作為后續(xù)所形成高k金屬柵的柵氧層，以增大輸入輸出器件的柵介質(zhì)層。所以，為了避免輸入輸出器件柵氧層受到防穿通注入工藝的影響，在形成偽柵結(jié)構(gòu)的步驟之前，進(jìn)行第二防穿通注入，在外圍區(qū)鰭部形成第二防穿通層140i。

繼續(xù)參考圖4，結(jié)合參考圖5，所述圖5是圖4中沿a方向的視圖，在所述基底100表面形成偽柵結(jié)構(gòu)150。

需要說明的是，在形成基底100的步驟中，所述鰭部110的頂部表面還形成有第三掩膜130(如圖3所示)，因此形成基底100的步驟之后，在形成 偽柵結(jié)構(gòu)150的步驟之前，所述形成方法還包括去除所述第三掩膜130，以露出所述鰭部110的頂部表面。

具體的，本實(shí)施例中，可以在進(jìn)行第二防穿通注入的步驟之后，去除所述第三掩膜130。第三掩膜130可以在進(jìn)行第二防穿通注入的過程中起到保護(hù)所述外圍區(qū)鰭部頂部的作用。但是在第二防穿通注入的步驟之后去除所述第三掩膜130的做法僅為一示例，本發(fā)明對(duì)第二防穿通注入步驟與去除第三掩膜130步驟的先后順序不做限制。

形成所述偽柵結(jié)構(gòu)150的步驟包括：形成氧化層151，所述氧化層151覆蓋所鰭部110表面；在所述氧化層151表面形成偽柵極152，所述偽柵極152橫跨所述鰭部110，并覆蓋所述鰭部110頂部和側(cè)壁的部分表面。

具體的，形成覆蓋所述鰭部110表面的氧化層151的步驟包括：采用原位水汽生成(in-situsteamgeneration，issg)的方式形成所述氧化層151。所述采用原位水汽生成方式形成的所述氧化層151密度高、厚度均勻，而且具有良好的階梯覆蓋能力，能夠緊密的覆蓋于鰭部110的側(cè)壁以及頂部表面。

需要說明的是，在形成氧化層151的步驟之前，本實(shí)施例中，所述形成方法還包括：對(duì)所述鰭部110表面進(jìn)行修復(fù)處理，以修復(fù)在前序半導(dǎo)體工藝中所述鰭部110表面的損傷。具體的，所述修復(fù)處理包括：形成覆蓋所述鰭部110表面的犧牲層(圖中未示出)并去除所述犧牲層。

形成所述偽柵極152的步驟包括：在所述氧化層151表面形成偽柵材料層；在所述偽柵材料層表面形成圖形化的第二掩膜153；以所述圖形化的第二掩膜153為掩膜，刻蝕所述偽柵材料層，形成偽柵極152，所述偽柵極152橫跨所述鰭部110，并覆蓋部分鰭部110的側(cè)壁和頂部表面。具體的，所述偽柵極152的材料為多晶硅。

所述第二掩膜153用于定義所述偽柵極152的位置和尺寸，還能夠在后續(xù)半導(dǎo)體工藝中保護(hù)所述偽柵結(jié)構(gòu)150，提高形成所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的良品率。本實(shí)施例中，所述第二掩膜153的材料為氮化硅。

需要說明的是，所述偽柵結(jié)構(gòu)150還包括偽柵側(cè)墻(圖中未標(biāo)示)。所述偽柵側(cè)墻的材料為氧化硅、氮化硅以及氮氧化硅中的一種或多種組合。

參考圖6，在所述偽柵結(jié)構(gòu)150兩側(cè)的鰭部110內(nèi)形成源區(qū)或漏區(qū)160。

以所述偽柵結(jié)構(gòu)150為掩模，刻蝕所述偽柵結(jié)構(gòu)150兩側(cè)的鰭部110，在所述鰭部110內(nèi)形成開口；向所述開口內(nèi)填充半導(dǎo)體材料，以形成應(yīng)力層，在所述應(yīng)力層內(nèi)摻雜離子以形成源區(qū)或漏區(qū)160。

本實(shí)施例中，所述基底100包括用于形成核心器件的核心區(qū)100c以及用于形成輸入輸出器件的外圍區(qū)100i，所述外圍區(qū)100i內(nèi)形成有第二防穿通層140i。因此在所述偽柵結(jié)構(gòu)150兩側(cè)的鰭部110內(nèi)形成源區(qū)或漏區(qū)160的步驟中，在所述第二防穿通層140i上方的外圍區(qū)鰭部?jī)?nèi)形成源區(qū)或漏區(qū)160。

本實(shí)施例中，所述形成所述核心器件和輸入輸出器件的晶體管為pmos器件。因此所述應(yīng)力層為“∑”形應(yīng)力層，填充所述開口形成應(yīng)力層的材料為鍺硅材料。由鍺硅材料所形成的“∑”形應(yīng)力層在溝道區(qū)具有朝向溝道的凸出尖端，能夠向溝道區(qū)域引入更大的應(yīng)力，以使溝道獲得更快的載流子遷移率。

具體的，采用外延生長(zhǎng)工藝向所述開口內(nèi)填充半導(dǎo)體材料，以形成應(yīng)力層。此外在外延生長(zhǎng)半導(dǎo)體材料的過程中進(jìn)行原位摻雜，以形成源區(qū)或漏區(qū)160。本實(shí)施例中，所形成的晶體管為pmos器件，因此在形成源區(qū)和漏區(qū)160的過程中在鍺硅材料中摻雜p型離子(例如硼離子)。

繼續(xù)參考圖6，在所述鰭部110以及源區(qū)或漏區(qū)160上形成介質(zhì)層170，所述介質(zhì)層170露出所述偽柵結(jié)構(gòu)150。

需要說明的是，本實(shí)施例中，在形成源區(qū)或漏區(qū)160的步驟之后，在形成介質(zhì)層170的步驟之前，所述形成方法還包括形成接觸刻蝕停止層(圖中未標(biāo)示)(contactetchstoplayer，cesl)，所述接觸刻蝕停止層覆蓋所述基底100、隔離結(jié)構(gòu)120、源區(qū)或漏區(qū)160以及柵極結(jié)構(gòu)150，用于在后續(xù)形成互連結(jié)構(gòu)過程中作為刻蝕停止層。具體的，所述接觸刻蝕停止層的材料可以為氮化硅。

所述介質(zhì)層170用于實(shí)現(xiàn)不同半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之間的電隔離。所述介質(zhì)層的材料為氧化硅，可以通過化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積以及原子層沉積等膜層沉積技術(shù)形成。

所述形成所述介質(zhì)層170的步驟包括：形成覆蓋所述隔離結(jié)構(gòu)120、所述 鰭部110、所述偽柵結(jié)構(gòu)150以及所述源區(qū)或漏區(qū)160的介質(zhì)材料層；對(duì)所述介質(zhì)材料層進(jìn)行平坦化，以形成介質(zhì)層170，使介質(zhì)層170與所述偽柵極152頂部齊平。

具體的，對(duì)所述介質(zhì)材料層進(jìn)行平坦化的步驟中，可以采用化學(xué)機(jī)械研磨的方式對(duì)所述介質(zhì)材料層進(jìn)行平坦化處理。所述化學(xué)機(jī)械研磨在露出所述偽柵結(jié)構(gòu)150時(shí)停止。

結(jié)合參考圖7，去除核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極152，露出位于核心區(qū)鰭部表面的氧化層151。

本實(shí)施例中，所述基底100還包括用于形成輸入輸出器件的外圍區(qū)100。因此去除核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極152的步驟包括：形成覆蓋所述外圍區(qū)100i的第一掩膜180；以所述第一掩膜180為掩膜，采用濕法刻蝕的方式去除核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極152。

具體的，所述第一掩膜180用于在去除核心區(qū)100c偽柵結(jié)構(gòu)150的過程中保護(hù)外圍區(qū)100i。所述第一掩膜180的材料包括：光刻膠，可以通過光刻膠涂覆工藝形成。

所述偽柵結(jié)構(gòu)150還包括位于所述偽柵極152表面的第二掩膜153，因此采用濕法刻蝕的方式去除位于核心區(qū)100c偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極152的步驟包括：以所述第一掩膜180為掩膜，采用濕法刻蝕的方式依次去除位于核心區(qū)100c的偽柵結(jié)構(gòu)的第二掩膜153和偽柵極152，露出位于核心區(qū)鰭部表面的氧化層151。

本實(shí)施例中，所述第一掩膜180的材料包括光刻膠，所述第二掩膜153的材料包括氮化硅。因此，采用濕法刻蝕的方式依次去除位于核心區(qū)100c的偽柵結(jié)構(gòu)的第二掩膜153和偽柵極152，露出位于核心區(qū)鰭部表面的氧化層151的步驟中，采用磷酸濕法刻蝕去除所述第二掩膜153，采用四甲基氫氧化銨(tmah)濕法刻蝕去除所述偽柵極152。

參考圖8至圖10，其中圖9是圖8中沿aa線的剖視圖，圖10是圖8中沿bb線的剖視圖，進(jìn)行第一防穿通注入，在所述核心區(qū)鰭部?jī)?nèi)的源區(qū)或漏區(qū)160下方形成第一防穿通層140c。

具體的，所述第一防穿通注入的步驟中：所形成的核心器件為nmos器件，所述第一防穿通注入離子為p型離子，所述第一防穿通注入的能量在12kev到25kev，注入劑量在1e13atoms/cm²到2e14atoms/cm²；所形成的核心器件為pmos器件，所述第一防穿通注入離子為n型離子，所述第一防穿通注入的能量為70kev到140kev，注入劑量在4e12atoms/cm²到1e14atoms/cm²范圍內(nèi)。

本實(shí)施例中，所述核心器件也為pmos器件。因此，所述第一防穿通注入所注入的防穿通離子為n型離子。但是注入n型離子的做法也僅為一示例，在本發(fā)明其他實(shí)施例中，當(dāng)所形成的晶體管為nmos器件時(shí)，所注入的防穿通離子也可以為p型離子。

由于第一防穿通注入在形成偽柵結(jié)構(gòu)150以及形成源區(qū)或漏區(qū)160等工藝步驟之后，因此所述第一防穿通層中的防穿通離子不會(huì)受到前序半導(dǎo)體工藝的影響，能夠減少防穿通離子在半導(dǎo)體工藝過程中的向上擴(kuò)散，從而改善所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

需要說明的是，進(jìn)行第一防穿通注入形成第一防穿通層的步驟包括：進(jìn)行退火處理，所述退火處理為溫度在950℃到1050℃范圍內(nèi)的尖峰退火處理。所述退火處理能夠激活所述第一防穿通層140c和所述第二防穿通層140i。

參考圖11，去除所述核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的氧化層151，露出位于核心區(qū)鰭部的表面。

由于核心器件的工作電壓較低，因此核心器件的柵介質(zhì)層的厚度較小，因此去除所述核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的氧化層151，以減小所述核心區(qū)器件的柵介質(zhì)層厚度。此外，進(jìn)行第一防穿通注入形成第一防穿通層140c的過程中，所述氧化層151會(huì)受到損傷，去除所述氧化層151也可以避免相應(yīng)損傷影響所形成晶體管的性能。

參考圖12，在所述鰭部110上形成金屬柵極結(jié)構(gòu)200。

需要說明的是，本實(shí)施例中，在去除所述核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的氧化層151的步驟之后，在所述鰭部110上形成金屬柵極結(jié)構(gòu)200的步驟之前，所述形成方法還包括：對(duì)所述核心區(qū)鰭部表面進(jìn)行修復(fù)處理，以修復(fù)所述核心區(qū)鰭 部在前序半導(dǎo)體工藝中所形成的損傷，還能夠使所述核心區(qū)鰭部表面圓滑，減少尖端放電現(xiàn)象的出現(xiàn)。

對(duì)所述核心區(qū)鰭部表面進(jìn)行修復(fù)處理的步驟包括：通過熱氧化方式在所述核心區(qū)鰭部表面形成所述修復(fù)層；去除所述修復(fù)層。具體的，可以通過熱氧化方式在所述核心區(qū)100c鰭部110表面形成所述修復(fù)層。

本實(shí)施例中，所述基底100還包括用于形成輸入輸出器件的外圍區(qū)100i，形成所述偽柵結(jié)構(gòu)的步驟中，位于所述外圍區(qū)100i的偽柵結(jié)構(gòu)為外圍區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)。所以在去除所述核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的氧化層151的步驟之后，形成金屬柵極結(jié)構(gòu)的步驟之前，所述形成方法還包括：去除所述外圍區(qū)100i的偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極，露出位于外圍區(qū)鰭部表面的氧化層151。

由于輸入輸出器件的工作電壓較高，因此位于外圍區(qū)的金屬柵極結(jié)構(gòu)位于所述氧化層151的表面，以獲得厚度更大的柵介質(zhì)層。所以在所述鰭部110上形成金屬柵極結(jié)構(gòu)200的步驟包括：在所述核心區(qū)鰭部表面形成金屬柵極結(jié)構(gòu)；在所述外圍區(qū)鰭部氧化層151的表面形成所述金屬柵極結(jié)構(gòu)。

所述金屬柵極結(jié)構(gòu)200包括：高k介質(zhì)層210和位于高k介質(zhì)層210表面的金屬電極220。在所述核心區(qū)鰭部表面形成金屬柵極結(jié)構(gòu)200的步驟包括：在所述核心區(qū)鰭部表面依次形成高k介質(zhì)層210和金屬柵極220；在所述外圍區(qū)鰭部氧化層151的表面形成所述金屬柵極結(jié)構(gòu)200的步驟包括：在所述外圍區(qū)鰭部氧化層151的表面形成高k介質(zhì)層210和金屬柵極220。

所述高k介質(zhì)層210用于構(gòu)成所述金屬柵極結(jié)構(gòu)200的柵介質(zhì)層。具體的，所述高k介質(zhì)層210的材料包括氧化鉿、氧化鋯、氧化鉿硅、氧化鑭、氧化鋯硅、氧化鈦、氧化鉭、氧化鋇鍶鈦、氧化鋇鈦、氧化鍶鈦或氧化鋁等材料。

綜上，本發(fā)明通過在偽柵結(jié)構(gòu)以及源區(qū)或漏區(qū)形成之后，去除核心區(qū)偽柵結(jié)構(gòu)的偽柵極，對(duì)核心區(qū)的基底進(jìn)行防穿通注入，之后通過去除偽柵結(jié)構(gòu)的氧化層以去除防穿通注入對(duì)所述氧化層的損傷，從而可以減少防穿通層中的離子在形成偽柵結(jié)構(gòu)和源區(qū)或漏區(qū)的過程中向上擴(kuò)散而影響溝道性能，進(jìn)而改善了所形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。