窄半导体结构的离子植入技术的制作方法
【专利摘要】一种处理半导体装置的方法包含：对薄晶体半导体结构执行包括第一离子的第一离子植入，第一离子剂量将所述薄晶体半导体结构的第一区域非晶化；对至少所述薄晶体半导体结构的所述第一区域执行包括掺杂剂物质的掺杂剂离子的第二离子植入；以及在所述第一植入之后，执行所述半导体装置的至少一次退火，其中在所述第一植入和所述第二植入与所述至少一次退火之后，所述薄晶体半导体结构形成不具有缺陷的单晶区域。
【专利说明】
窄半导体结构的离子植入技术
技术领域
[0001]本发明的实施例涉及场效应晶体管(field effect transistor)的处理，且更明确地说，涉及离子植入场效应晶体管。
【背景技术】
[0002]随着半导体装置缩小为较小尺寸，由于平面晶体管几何结构赋予的对可缩放性(scalability)的限制，非平面晶体管作为平面晶体管的替代日益具有吸引力。举例来说，所谓的鳍式场效应晶体管(fin field effect transistor，finFET)已在互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CM0S)技术中米用以用于22纳米的装置的产生。finFET为一种类型的三维(3-D)晶体管，其中从主衬底表面垂直地延伸的半导体材料的窄条带(即，鳍(fin))用于形成晶体管的源极/漏极(S/D)和沟道区域(channelreg1n)。接着沉积晶体管栅极以缠绕鳍的相对侧，进而形成限定沟道的多侧的栅极结构。
[0003]在蚀刻半导体衬底以界定鳍结构之后形成常规finFET的处理期间，对鳍结构进行各种植入步骤，以形成源极/漏极(S/D)区域、源极/漏极延伸(SDE)区域、阈值电压调整植入等。某些植入(例如，明确地说，S/D植入和SDE植入)需要相对高剂量的植入物质，其中相对高剂量的植入物质是在鳍结构中实现掺杂所需含量(例如，1E15/平方厘米)所需的。在砷(As)植入的状况下，由于大原子质量的植入物质，常发现鳍结构在植入期间变得充分损坏，以致于在植入后退火之后将鳍结构呈现为多晶的。
[0004]虽然在高温(例如，高于3000C的温度)下进行的植入可在As植入期间减少或消除非晶化材料，但在植入后退火之后，尤其在植入温度超过300°C时，发现了晶体缺陷。这些缺陷可能与装置性能的降低相关联。因此，仅提高衬底温度以在植入期间避免晶体半导体鳍的非晶化，可能不会产生具有所要电气性质的鳍结构。鉴于这些和其它考虑，需要本发明的改进。
【发明内容】
[0005]提供此
【发明内容】
以按简化形式介绍概念的选择，下文在【具体实施方式】中进一步描述所述概念。此
【发明内容】
不希望确定所主张标的物的关键特征或基本特征，也不希望辅助确定所主张标的物的范围。
[0006]在一个实施例中，一种处理半导体装置的方法包含:对薄晶体半导体结构执行包括第一离子的第一离子植入，第一离子剂量将所述薄晶体半导体结构的第一区域非晶化；对至少所述薄晶体半导体结构的所述第一区域执行包括掺杂剂物质的掺杂剂离子的第二离子植入；以及在所述第一植入之后，执行所述半导体装置的至少一次退火，其中在所述第一植入和所述第二植入与所述至少一次退火之后，所述薄晶体半导体结构形成不具有缺陷的单晶区域。
[0007]在另一实施例中，一种形成鳍式场效应晶体管(finFET)的方法包含:提供垂直于衬底表面而延伸的鳍结构，所述鳍结构包括单晶半导体，具有小于50纳米的鳍厚度;对所述鳍结构执行包括第一离子的第一离子植入，第一离子剂量将所述薄晶体半导体结构的第一区域非晶化;在高于300°C的植入温度下对至少所述鳍结构的所述第一区域执行包括掺杂剂物质的掺杂剂离子的第二离子植入；以及在所述第一植入之后，执行半导体装置的至少一次退火，其中在所述第一植入和所述第二植入与所述至少一次退火之后，所述鳍结构形成不具有缺陷的单晶区域。
【附图说明】
[0008]图1A、图1B和图1C展示根据各种实施例的装置的离子植入的示范性几何结构的等距视图、俯视平面图和侧视图。
[0009]图2A到图2C描绘根据本发明的实施例的植入工艺中所涉及的各操作。
[0010]图3A到图3C描绘根据本发明的其它实施例的另一植入工艺中所涉及的各操作。
[0011]图4A到图4D描绘根据本发明的额外实施例的又一植入工艺中所涉及的各操作。
[0012]图5A到图f5D描绘根据本发明的其它实施例的再一植入工艺中所涉及的各操作。
【具体实施方式】
[0013]现将在下文中参考附图更全面地描述本发明的实施例，附图中展示了一些实施例。然而，本发明的标的物可按许多不同形式体现且不应视为限于本文所阐述的实施例。而是，提供这些实施例以使得本发明将为详尽且完整的，且将向所属领域的技术人员全面地传达标的物的范围。在附图中，相同参考数字在全文中指相同元件。
[0014]为了解决前述植入工艺中的一些缺陷，本文中描述提供用于形成具有薄或窄半导体层或结构的装置(例如，finFET装置)的经改进的技术的实施例。明确地说，本发明的实施例提供促进薄单晶半导体区域的掺杂而不会产生有害缺陷的新颖离子植入操作。
[0015]在各种实施例中，对薄半导体结构执行多次植入操作，其中至少一次离子植入工艺(本文中称为“植入”)产生非晶区域。执行一次或多于一次的额外植入，其可在高于环境温度(25°C)的高温下进行。多次植入避免如上所述因单次植入工艺所致的问题。
[0016]出于说明的目的，图1A到图1C描绘说明根据各种实施例的finFET装置的离子植入工艺的几何结构的不同视图。finFET装置100包含基底部分102，其为单晶半导体材料。基底部分102可在平行于所展示的笛卡尔(Cartesian)坐标系统的X-Y平面的衬底平面中延伸。鳍结构104可通过常规方法从基底部分102形成为整体结构，其在垂直于衬底平面(X-Y平面)的方向上(沿着所展示的笛卡尔坐标系统的Z轴)延伸。鳍结构104两侧部分是氧化物层106，其可根据已知技术而形成。氧化物层106凹陷，以使得鳍结构104在氧化物层106上方延伸到高度H以暴露侧面114、与侧面114相对的侧面112和顶部110。鳍部分具有厚度t，其在各种实施例中为50纳米或少于50纳米。为了适当地对鳍部分104进行掺杂而不产生不想要的晶体缺陷，可执行由离子120说明的多次植入操作。在如下文详述的不同实施例中，可至少在鳍的侧面中的一者(例如，侧面112、侧面114中的一者)处和鳍结构104的顶部110处引导离子120。可选择离子120的入射角d的角度以产生所要植入深度和掺杂剂浓度轮廓与损坏轮廓。在一些实施例中，离子120可相对于衬底平面的垂线(Z方向)形成O与45度之间的角度。所述实施例在此上下文中不受限制。
[0017]根据如参考附图详述的各种实施例，执行多次植入中的至少一次以将鳍结构(例如，鳍结构104)的至少一区域非晶化。此外，除产生非晶区域的植入之外，至少执行额外植入。在各种实施例中，可在高植入温度下执行额外植入，以使得结合非晶化植入，且在植入后退火之后，产生了单晶的、无可见缺陷的且含有所要浓度的活性掺杂剂的鳍结构。如本文中所使用，术语“无可见缺陷”可指针对3纳米或大于3纳米的缺陷，缺陷含量小于1E7/平方厘米，两者都表示可在当今的透射电子显微镜中观察到的极限。
[0018]图2A到图2C描绘根据本发明的实施例的植入工艺中所涉及的各操作。在图2A中，展示衬底200，其包含在平行于X-Y平面的平面中延伸的半导体基底202，其中鳍结构204从半导体基底202沿着Z方向垂直地延伸。在本发明的各种实施例中，鳍结构204和半导体基底202形成整体单晶半导体材料，例如硅、硅锗合金、化合物半导体材料或其它半导体。
[0019]在一个实例中，离子220植入到衬底200中，且明确地说，植入到鳍结构204的暴露部分204A中。离子220可由用于将离子引导到衬底的任何便利设备产生。适用于产生离子220的系统包含常规束线植入器，其操作是已知的，用于产生可在抵达衬底200时经过准直的离子束。在一些状况下，可例如通过对衬底或射束进行倾斜、旋转、平移或执行移动的组合而使衬底或射束相对于彼此移动，以便在不同位置中或沿着不同定向将衬底暴露到离子。在图2A的实例中且在附图中，可相对于衬底平面(X-Y)的垂线(沿着Z轴)以非零角度引导离子，如此导致离子220植入到侧壁210、侧壁212中。为了将离子220植入到两个侧壁210、侧壁212中，衬底200可绕平行于Z轴的轴而旋转，而含有离子220的离子束保持固定。
[°02°]在其它实施例中，可从接近衬底200的等离子体腔室(plasma chamber)提取离子220。可根据已知设备经由接近等离子体腔室而布置的孔径板来提取离子220，其中是以一角度范围提取离子220。以这种方式，离子220可同时在两个侧壁210、侧壁212上撞击鳍结构204。所述实施例在此上下文中不受限制。
[0021]在一个实施例中，如图2A所示，可通过将一剂量的离子220植入到两个侧壁210、侧壁212中而执行离子植入。这还可导致对鳍结构204的顶部部分进行植入。然而，在其它实施例中，如附图所详述，离子植入可包括仅对鳍结构的单一侧壁进行植入。在图2A的实施例中，在植入期间，可将衬底200加热到被称为“植入温度”的所要温度。在一些实施例中，在使鳍结构204的区域呈现非晶的植入温度、离子能量和离子剂量下，将离子220植入到鳍结构204的暴露部分204A中。在鳍结构204为单晶硅的特定实施例中，适用于离子220的物质包含Ge或Xe(举两个实例)。适用于离子220的离子能量为5千电子伏特或少于5千电子伏特，其在离子220为Ge或Xe时，能够有效地将单晶体(单晶)硅非晶化。非晶化区域在图2A中被展示为非晶层222，其在鳍结构204的暴露部分204a周围延伸。在一些实例中，层232可从鳍结构204的外表面向内延伸，进而构成表面层。适用于将层232产生为非晶区域的条件可为300°C或低于300°C的植入温度。在沿着X方向的鳍结构的厚度t(参见图1A)小于50纳米的实例中，沿着相同方向，层232的厚度可为10纳米或少于10纳米。
[0022]现参看图2B，展示在图2A所示的植入后执行的操作。在这个实例中，将离子230植入到鳍结构204中。离子230为掺杂剂离子，且用于将掺杂剂引入到鳍结构204中，以在构成鳍结构204的半导体材料内产生所要浓度的掺杂剂。在使用衬底200形成nFET的实例中，离子230可为砷物质(例如，As)，且可在不同实施例中以5E14/平方厘米到2E15/平方厘米的剂量植入。在图2B的实例中，在离子230的植入期间，植入温度可设置为350 °C或高于350 °C。因此形成了植入层(即，层232)，其可与非晶层222重叠。在一些实施例中，植入温度可为400°C或高于400°C以上，例如450°C。高植入温度用于减少因植入离子(S卩，离子230)而导致的对鳍结构204的暴露部分204A的任何损坏。
[0023]随后，可执行植入后退火工艺，其可激活由离子230引入的掺杂剂，且使图2A或图2B所示的植入期间所损坏的鳍结构104的区域再结晶。各种已知退火工艺可适用于植入后退火，例如快速热退火或“尖峰(spike)”退火，其中衬底200的衬底温度即刻达到高温持续若干秒或少于若干秒。在一些状况下，退火的退火温度高于800 °C。举例来说，在一些实施例中，使用尖峰退火来对衬底进行退火的这种高温的范围可为800 °C到1050°C。然而，其它退火工艺是适用的，且所述实施例在此上下文中不受限制。
[0024I 现参看图2C，示意性地展示了在图2A和图2B所示的离子植入之后且在执行植入后退火工艺之后的衬底200的所得结构。鳍结构204现包括单晶的且不具有可见缺陷的经掺杂的区域240。本发明人已观察到，例如，当在如图2B所表示的450 °C下的As的掺杂剂植入之前对硅进行如图2A所表示的“预非晶化”植入(其含有处于1E15/平方厘米的范围中的Ge离子)时，进行植入后退火之后的所得结构为不具有可见缺陷的单晶的经掺杂的硅材料。不加限制，认为此结构是由结合离子230的掺杂剂植入与植入后退火期间的非晶层222的存在所发挥的有益作用而产生，其中离子230的掺杂剂植入是在足够高的温度下进行，以在离子230的植入期间不对鳍结构104造成额外损坏。当进行植入后退火时，在退火的初始阶段期间，非晶层222明确地说可充当离子230的植入期间所产生的缺陷的吸收区(sink)。这些缺陷由非晶层222吸收，而不是如在常规高温植入方案中所观察到的作为延伸循环而扩散。在退火的稍后阶段中，非晶层222最终使用内部区域234(其为单晶的，以作为生长的模板)而再结晶，从而导致不具有可观察到的缺陷的图2C的单晶结构。因为在足够高的温度下进行掺杂剂离子(S卩，离子230)的植入，所以鳍结构204的非晶区域或受损坏的区域的量维持在植入后退火能够有效地完全恢复整个鳍结构104中的单晶微结构的等级。
[0025]图3A到图3C描绘根据其它实施例的另一植入工艺中所涉及的示范性操作。在图3A中，衬底300包含半导体基底302和鳍结构304，其可如上文参考其对应物(即，半导体基底202和鳍结构204)所述。在这个实施例中，在高于室温但低于400°C的植入温度下对暴露部分304A进行离子320的植入。离子320可为掺杂剂离子，其将第一剂量的掺杂剂物质引入到鳍结构304中。植入温度可经调整以使得至少在暴露部分304A中产生非晶层324。在一些实施例中，离子320的植入可由来自束线设备的两次独立子植入构成，以独立地对每一侧壁310、侧壁312进行植入，而在其它实施例中，离子320可被同时引导到侧壁310、侧壁312。除了非晶层324之外，离子320可产生含有离子320的所植入的物质的掺杂剂层326。如图所示，掺杂剂层326可与非晶层324重叠。
[0026]在特定实施例中，可用250°C到350°C的植入温度将离子320引入到鳍结构304中。这可用于限制非晶层324的厚度，其中在一些实施例中，非晶层324的厚度可小于10纳米。
[0027]现参看图3B，展示在图3A所示的植入后执行的操作。在这个实例中，将离子330植入到鳍结构304中。离子330为掺杂剂离子，且用于将额外掺杂剂引入到鳍结构304中，以在构成鳍结构304的半导体材料内产生所要浓度的掺杂剂。在各种实施例中，离子320和离子330为相同物质，例如As。离子320、离子330可因此引入到鳍结构304中，以使得所植入的离子320和离子330的总和产生所要浓度的掺杂剂。离子330可在鳍结构304中产生掺杂剂层332。可在400°C或高于400°C (例如，450°C)的高植入温度的植入温度下引入离子330，其中高植入温度用于减少因离子330的植入而导致的对鳍结构304的暴露部分304A的任何损坏。然而，植入离子330的工艺可仍保留非晶层334，其可在某程度上类似于非晶层324，可较大，或可较小。
[0028]在400°C或高于400°C的高温下执行离子330的植入的优点在于，非晶层334的总厚度可维持小于阈值厚度，其中超过所述阈值厚度，便不可通过退火来恢复单晶鳍。同时，离子330的植入温度可足够低，以使得预先存在的非晶材料(例如，非晶层324)在离子330的植入期间未完全结晶。如此保留层(即，非晶层334)，如上文所论述，层可在植入后退火期间充当缺陷吸收区。
[0029I 现参看图3C，示意性地展示了在图3A和图3B所示的离子植入之后且在执行植入后退火工艺之后的衬底300的所得结构。鳍结构304现包括单晶的且不具有可见缺陷的经掺杂的区域340。这是从上文参看图2C所论述的工艺而产生。
[0030]在各种实施例中，可调整离子320与离子330之间分派的掺杂剂离子的分数以调整非晶层的大小，且可根据掺杂剂物质的类型来调整。在一些实施例中，植入到鳍结构304中的离子320可构成离子320和离子330的总掺杂剂离子剂量的三分之一到二分之一的剂量分数。举例来说，离子320可构成4E14/平方厘米的As离子剂量，而离子330构成6E14/平方厘米的As离子剂量，由此将等于1E15/平方厘米的掺杂剂物质的总离子剂量引入到鳍结构304中。
[0031]图4A到图4D描绘根据本发明的额外实施例的植入工艺中所涉及的各操作。在图4A中，衬底400包含半导体基底402和鳍结构404，其可如上文参考其对应物(即，半导体基底202和鳍结构204)所述。在图4A到图4D所描绘的情形中，在经设计以不产生在植入后退火之后持续或发展的缺陷的植入温度下，以反复方式进行掺杂剂植入和退火。这可涉及植入第一剂量的掺杂剂离子，接着进行第一植入后退火，植入第二剂量的掺杂剂离子，接着进行第二植入后退火，以此类推。
[0032]现参看图4A，离子420为掺杂剂离子，且可经由类似于上文参看图2A所述的方式而植入到鳍结构404中。值得注意的是，还可结合离子420的植入而执行非掺杂剂原子的共同植入。举例来说，这些非掺杂剂离子可包含碳、氮和氟。在一些实例中，植入温度可为250°C至|J350°C，所述温度导致非晶层422的形成。
[0033]随后，如图4B所示，衬底400可经受如上所述的植入后退火，从而导致鳍结构404具有单晶的且不具有可见缺陷的经掺杂的区域424。根据各种实施例，离子420的植入剂量可受限制以使得非晶层422完全再结晶为不具有多晶区域或其它缺陷的单晶区域。举例来说，可确定的是，可在300°C的植入温度下将最大剂量3E14/平方厘米的As离子植入到特定鳍结构中，而不会在植入后退火之后产生多晶材料或其它缺陷。因此，离子420的剂量可限于3E14/平方厘米的As或少于3E14/平方厘米的As。此外，为了将总所要剂量的离子引入到鳍结构404中，可执行一次或多于一次的额外植入，接着进行相应的一次或多于一次的额外退火。这在图4C到图4D中说明。
[0034]现参看图4C，展示在退火之后执行的植入，退火的结果描绘在图4B中。在这个实例中，将离子430植入到鳍结构404中。离子430为额外掺杂剂离子，且用于将额外掺杂剂引入到鳍结构404中。在一些实施例中，植入温度可为250 0C到350 °C，所述温度导致非晶层434的形成。在各种实施例中，可根据在先前植入中植入的先前剂量且根据将植入到鳍结构404中的目标总离子剂量来确定离子430的剂量。因此，根据使用离子420而植入3E14/平方厘米的剂量的As的前述实例，可预期植入5E14/平方厘米的总剂量的As以实现所要的掺杂剂浓度。因此，离子430的剂量可设置为2E14/平方厘米的As。随后，如图4D所说明，可进行第二植入后退火，从而导致鳍结构404，其现包括非晶的、不具有可见缺陷且具有所要浓度的活性掺杂剂的经掺杂的区域436。
[0035]在各种实施例中，可执行掺杂剂离子的多次植入/退火循环，直到达到目标离子剂量为止。更广义来说，可选择精确的植入温度和离子剂量，以使得非晶层由掺杂剂离子产生，且在执行每一植入后退火之后，非晶层完全再结晶为单晶区域。此外，还可选择掺杂剂离子的植入温度，以在退火后不产生导致晶体缺陷(例如，延伸环)存在的缺陷。
[0036]图5A到图f5D描绘根据本发明的其它实施例的植入工艺中所涉及的额外操作。在图5A中，衬底500包含半导体基底502和鳍结构504，其可如上文参考其对应物(S卩，半导体基底202和鳍结构204)所述。在图5A到图5D所描绘的情形中，独立于侧壁512的掺杂剂植入和退火而进行侧壁510的掺杂剂植入和退火。
[0037]现参看图5A，离子520为掺杂剂离子，且如图所说明，可经由侧壁512而植入到鳍结构504中。形成了植入层522，其可在鳍结构504的顶部523上方延伸。在各种实施例中，植入温度为350°C或低于350°C，如此可使植入层522的至少一部分呈现为非晶的。如下文参看图5C所论述，可执行类似植入以对侧壁510进行植入。因为将在两次不同植入中独立地植入掺杂剂离子，所以离子520的剂量可为将植入到鳍结构504中的总所要掺杂剂剂量的一半。
[0038]在后续操作中，衬底500经受植入后退火，而植入后退火使植入层522的非晶部分再结晶。在图5B中，展示了所得结构(S卩，鳍结构504)，其包含单晶且无缺陷的经掺杂的鳍部分 524。
[0039]为了提高鳍结构504中的掺杂剂含量，执行另一植入，如图5C所示。在这种状况下，经由鳍结构504的侧壁510而引导离子530，从而形成植入层526。在一些实施例中，离子530的植入的条件可与用于植入离子520的条件(包含掺杂剂物质、离子剂量、离子能量和植入温度)相同，但不需要如此。随后可执行第二植入后退火，从而导致经掺杂的区域528，其可为单晶的且无缺陷。因为在两次独立植入中将总掺杂剂剂量植入到两个不同侧壁(即，侧壁510、侧壁512)中(其中，在连续植入之间执行退火)，所以相比在一次植入中引入总掺杂剂剂量的状况，可较容易保留鳍结构504的单晶结构。
[0040]虽然附图已说明对薄鳍结构进行植入的实施例，但在其它实施例中，可使用平面衬底来执行前述的植入和退火工艺，其中以掺杂剂来对薄半导体层进行植入，而不在植入后退火之后产生残余缺陷或多晶半导体区域。举例来说，可对薄SOI层执行预非晶化植入，其中半导体层的厚度为3纳米或小于3纳米。举例来说，此后可为在450°C下进行的掺杂剂植入。
[0041]概括地说，本发明的实施例中所揭露的用于对薄或窄单晶半导体结构进行掺杂剂植入的做法需要两次或多于两次植入，其中至少一次植入引入非晶层。这层可在植入后退火期间充当例如在将掺杂剂引入到半导体结构中的植入期间产生的任何缺陷的缺陷吸收区。非晶层和其它损坏的厚度经修整以使得非晶层和其它损坏可完全再结晶为与原始半导体结构的剩余部分一致的单晶微结构。这可通过选择适当植入温度和离子剂量以限制非晶层厚度来实现。本发明的实施例因此在以下各者之间实现平衡:在植入之后保留半导体结构的薄或窄单晶部分以充当用于使植入所产生的非晶区域再结晶的模板；以及保留足够非晶层以充当缺陷吸收区，针对在植入期间在单晶半导体区域内可能产生的缺陷。在不具有非晶层的情况下，在植入后退火期间可能形成缺陷(例如缺陷环)，从而导致低劣的装置性质。
[0042]本发明在范围上不受本文所描述的具体实施例限制。实际上，除本文所描述的实施例之外，根据上述描述和附图，本发明的其它各种实施例和修改对于所属领域的技术人员来说将为明显的。因此，这些其它实施例和修改希望落入本发明的范围内。此外，尽管本文中已在特定实施方案的上下文中在特定环境中针对特定目的描述了本发明，但所属领域的技术人员应认识到，其用处不限于此且本发明可有益地在任何数量的环境中针对任何数量的目的而实施。因此，本文阐述的权利要求书应鉴于如本文所述的本发明的全范围和精神来解释。
【主权项】
1.一种处理半导体装置的方法，包括: 对薄晶体半导体结构执行包括第一离子的第一离子植入，所述第一离子植入将所述薄晶体半导体结构的第一区域非晶化； 对至少所述薄晶体半导体结构的所述第一区域执行包括掺杂剂物质的掺杂剂离子的第二离子植入;以及 在所述第一植入之后，执行所述半导体装置的至少一次退火，其中在所述第一植入和所述第二植入与所述至少一次退火之后，所述薄晶体半导体结构形成不具有缺陷的单晶区域。2.根据权利要求1所述的处理半导体装置的方法，其中所述第一离子包括不充当所述半导体装置的掺杂剂的非掺杂剂离子。3.根据权利要求1所述的处理半导体装置的方法，其中所述第二植入的植入温度为400°C或高于400°C。4.根据权利要求1所述的处理半导体装置的方法，其中所述第一离子为Ge或Xe，或两者，且其中所述掺杂剂离子包括砷物质。5.根据权利要求1所述的处理半导体装置的方法，其中所述第一离子包括小于5千电子伏特的离子能量。6.根据权利要求1所述的处理半导体装置的方法，其中所述薄晶体半导体结构包括鳍结构，所述鳍结构从所述半导体装置的衬底平面垂直地延伸，在平行于所述衬底平面的方向上具有小于50纳米的鳍厚度。7.根据权利要求1所述的处理半导体装置的方法，其中所述薄晶体半导体结构包括具有小于50纳米的层厚度的绝缘体上半导体层。8.根据权利要求1所述的处理半导体装置的方法，其中所述第二植入包括5E14/平方厘米到2E15/平方厘米的离子剂量的As离子。9.根据权利要求1所述的处理半导体装置的方法，其中所述退火的退火温度高于800Γ。10.根据权利要求1所述的处理半导体装置的方法，其中所述第一离子包括所述掺杂剂离子，所述第一植入包括300 0C或低于300 0C的植入温度，且其中所述第二植入包括400 °C或高于400 °C的植入温度。11.根据权利要求1所述的处理半导体装置的方法，其中所述第一植入包括在250°C至350°C之间的植入温度下植入第一剂量的所述掺杂剂离子，且其中所述退火为第一退火且在所述第二植入之前执行，且其中所述第二植入包括在250 0C至350 °C之间的植入温度下植入第二剂量的所述掺杂剂离子，所述处理半导体装置的方法还包括在所述第二植入之后执行第二退火。12.根据权利要求6所述的处理半导体装置的方法，其中所述第一植入包括将所述第一剂量的所述掺杂剂离子植入到所述鳍结构的第一侧壁中，且其中所述退火为所述第一退火且在所述第二植入之前执行，且其中所述第二植入包括将所述第二剂量的所述掺杂剂离子植入到与所述第一侧壁相对的所述鳍结构的第二侧壁中，所述处理半导体装置的方法还包括在所述第二植入之后执行所述第二退火。13.一种形成鳍式场效应晶体管(f inFET)的方法，包括: 在衬底上提供垂直于所述衬底而延伸的鳍结构，所述鳍结构包括单晶半导体，具有小于50纳米的鳍厚度； 对所述鳍结构执行包括第一离子的第一离子植入，所述第一离子植入将所述鳍结构的第一区域非晶化； 在高于300°C的植入温度下对至少所述鳍结构的所述第一区域执行包括掺杂剂物质的掺杂剂离子的第二离子植入;以及 在所述第一植入之后，执行所述衬底的至少一次退火，其中在所述第一植入和所述第二植入与所述至少一次退火之后，所述鳍结构形成不具有缺陷的单晶区域。14.根据权利要求13所述的形成鳍式场效应晶体管的方法，其中所述第一离子包括不充当所述衬底的掺杂剂的非掺杂剂离子。15.根据权利要求13所述的形成鳍式场效应晶体管的方法，其中所述植入温度为400°C或高于400 °C。
【文档编号】H01L21/336GK106068566SQ201580012194
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年1月13日 公开号201580012194.X, CN 106068566 A, CN 106068566A, CN 201580012194, CN-A-106068566, CN106068566 A, CN106068566A, CN201580012194, CN201580012194.X, PCT/2015/11079, PCT/US/15/011079, PCT/US/15/11079, PCT/US/2015/011079, PCT/US/2015/11079, PCT/US15/011079, PCT/US15/11079, PCT/US15011079, PCT/US1511079, PCT/US2015/011079, PCT/US2015/11079, PCT/US2015011079, PCT/US201511079
【发明人】安德鲁·M·怀特, 克理帕南·维伟克·理奥
【申请人】瓦里安半导体设备公司