鳍式场效应晶体管及其形成方法与流程

本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种鳍式场效应晶体管及其形成方法。

背景技术：

随着半导体工艺技术的不断发展，工艺节点逐渐减小，后栅(gate-last)工艺得到了广泛应用，以获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸(cd，criticaldimension)进一步下降时，即使采用后栅工艺，常规的mos场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，鳍式场效应晶体管(finfet)作为常规器件的替代得到了广泛的关注。

现有技术的一种鳍式场效应晶体管，包括：半导体衬底，所述半导体衬底上形成有凸出的鳍部，鳍部一般是通过对半导体衬底刻蚀后得到的；隔离层，覆盖所述半导体衬底的表面以及鳍部的侧壁的一部分；栅极结构，横跨在所述鳍部上，覆盖所述鳍部的顶端和侧壁，栅极结构包括栅介质层和位于栅介质层上的栅电极；位于栅极结构两侧内的源区和漏区。

为了提高鳍式场效应晶体管的性能，通常在鳍式场效应晶体管的沟道区引入应力，以提高鳍式场效应晶体管沟道区载流子的迁移率，具体的，在p型的鳍式场效应晶体管的源区和漏区形成硅锗材料，在n型的鳍式场效应晶体管管的源区和漏区形成碳硅材料。

但是现有技术形成的鳍式场效应晶体管的性能仍有待提高。

技术实现要素：

本发明解决的问题是怎样提高晶体管的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有凸起的第一鳍部和第二鳍部，所述第一鳍部中形成有p型阱区，第二鳍部中形成有n型阱区，第一鳍部和第二鳍部之间具有第一沟槽，所述第一沟槽暴露出第一鳍部和第二鳍部的侧壁，第一鳍部的远离第一沟槽的一侧具有第二沟槽，第二鳍部远离第一沟槽的一侧具有第三沟槽；在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部的侧壁表面形成第一掺杂区，所述第一掺杂区用于防止p型阱区中的杂质离子向后续形成的浅沟槽隔离结构中扩散；在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部的侧壁表面形成第二掺杂区，所述第二掺杂区用于防止后续在n型阱区中形成的源漏区中的杂质离子沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散以及向后续形成的浅沟槽隔离结构中扩散；在形成第一掺杂区和第二掺杂区后，在第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽中填充隔离材料，形成浅沟槽隔离结构。

可选的，所述第一掺杂区为碳掺杂区，所述第二掺杂区为氟掺杂区。

可选的，所述碳掺杂区的深度为2nm～12nm，碳掺杂区中碳离子的浓度为5e18～5e19atom/cm³。

可选的，所述碳掺杂区的形成过程为：采用第一离子注入工艺，在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部的侧壁的表面材料中掺杂碳离子，形成碳掺杂区。

可选的，所述第一离子注入工艺的注入角度为5～25度，注入的能量为2～8kev，注入的剂量为5e13～5e14atom/cm²。

可选的，所述氟掺杂区的深度为2nm～12nm，氟掺杂区中氟离子的浓度为5e18～1e20atom/cm³。

可选的，所述氟掺杂区的形成过程为：采用第二离子注入工艺，在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部的侧壁的表面材料中掺杂氟离子，形成氟掺杂区。

可选的，所述第二离子注入工艺的注入角度为5～25度，注入的能量为4～12kev，注入的剂量为1e14～1e15atom/cm²。

可选的，所述碳掺杂区的形成过程为：在所述在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部的侧壁表面上形成含有碳离子的第一半导体外延层，所述第一半导体外延层作为碳掺杂区。

可选的，所述第一半导体外延层作为第一鳍部的一部分，所述第一半导体外延层的材料为硅或碳化硅，所述浅沟槽隔离结构覆盖第一半导体外延层的表面。

可选的，所述氟掺杂区的形成过程为：在所述在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部的侧壁表面上形成含有氟离子的第二半导体外延层，所述第二半导体外延层作为氟掺杂区。

可选的，所述第二半导体外延层作为第二鳍部的一部分，所述第二半导体外延层的材料为硅或锗化硅，所述浅沟槽隔离结构覆盖第二半导体外延层的表面。

可选的，所述碳掺杂区的形成过程为：在所述在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部的侧壁表面上形成含有碳离子的第一中间层，通过激活工艺使得第一中间层中的碳离子扩散到第一鳍部的侧壁表面，在第一鳍部的侧壁表面形成碳掺杂区。

可选的，所述氟掺杂区的形成过程为：在所述在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部的侧壁表面上形成含有氟离子的第二中间层，通过激活工艺使得第二中间层中的氟离子扩散到第二鳍部的侧壁表面，在第二鳍部的侧壁表面形成氟掺杂区。

可选的，还包括：回刻蚀去除部分厚度的浅沟槽结构，暴露出第一鳍部和第二鳍部的部分侧墙。

可选的，形成横跨部分第一鳍部的顶部和侧壁表面的第一栅极结构；形成横跨部分第二鳍部的顶部和侧壁表面的第二栅极结构。

可选的，在第一栅极结构两侧的第一鳍部内形成第一源漏区；在第二栅极结构两侧的第二鳍部内形成第二源漏区。

可选的，所述第一源漏区的掺杂类型为n型，所述第二源漏区的掺杂类型为p型。

本发明还提供了一种鳍式场效应晶体管，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底上形成有凸起的第一鳍部和第二鳍部，所述第一鳍部中形成有p型阱区，第二鳍部中形成有n型阱区，第一鳍部和第二鳍部之间具有第一沟槽，所述第一沟槽暴露出第一鳍部和第二鳍部的侧壁，第一鳍部的远离第一沟槽的一侧具有第二沟槽，第二鳍部远离第二沟槽的一侧具有第三沟槽；位于在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部的侧壁表面的第一掺杂区，所述第一掺杂区用于防止p型阱区中的杂质离子向浅沟槽隔离结构中扩散；位于在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部的侧壁表面的第二掺杂区，所述第二掺杂区用于防止在n型阱区中形成的源漏区中的杂质离子沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散以及向浅沟槽隔离结构中扩散；填充第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽的浅沟槽隔离结构。

可选的，所述第一掺杂区为碳掺杂区，所述第二掺杂区为氟掺杂区。

可选的，所述碳掺杂区的深度为2nm～12nm，碳掺杂区中碳离子的浓度为5e18～5e19atom/cm³。

可选的，所述氟掺杂区的深度为2nm～12nm，氟掺杂区中氟离子的浓度为5e18～1e20atom/cm³。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的鳍式场效应晶体管形成方法，在半导体衬底上形成具有p型阱区的第一鳍部和具有n型阱区的第二鳍部后，在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部的侧壁表面形成第一掺杂区；在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部的侧壁表面形成第二掺杂区；在形成第一掺杂区和第二掺杂区后，在第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽中填充隔离材料，形成浅沟槽隔离结构。所述第一掺杂区能防止第一鳍部的p型阱区中杂质离子(特别是硼离子或氟化硼离子)向第一鳍部和第二鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散，保证浅沟槽隔离结构隔离性能，从而防止第一鳍部和第二鳍部之间漏电流的产生；所述第二掺杂区能防止p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散，从而防止短沟道效应的产生，以及防止后续在第二鳍部中形成的p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)向第二鳍部和第一鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散，保证浅沟槽隔离结构隔离性能，从而防止第一鳍部和第二鳍部之间漏电流的产生。并且本发明的方法，实现了n型和p型的鳍式场效应晶体管的集成制作。

进一步，所述第一掺杂区为碳掺杂区，碳掺杂区不仅能防止第一鳍部的p型阱区中杂质离子(特别是硼离子或氟化硼离子)向第一鳍部和第二鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散，保证浅沟槽隔离结构隔离性能，从而防止第一鳍部和第二鳍部之间漏电流的产生，而且碳掺杂区对(n型的鳍式场效应晶体管)第一鳍部的电学性能的影响较小。

进一步，所述第二掺杂区为氟掺杂区，氟掺杂区不仅能防止p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散，从而防止短沟道效应的产生，以及防止后续在第二鳍部中形成的p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)向第二鳍部和第一鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散，保证浅沟槽隔离结构隔离性能，从而防止第一鳍部和第二鳍部之间漏电流的产生，而且氟掺杂区对(p型的鳍式场效应晶体管)第二鳍部的电学性能的影响较小。

本发明的鳍式场效应晶体管，包括第一掺杂区和第二掺杂区，所述第一掺杂区能防止第一鳍部的p型阱区中杂质离子(特别是硼离子或氟化硼离子)向第一鳍部和第二鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散，保证浅沟槽隔离结构隔离性能，从而防止第一鳍部和第二鳍部之间漏电流的产生；所述第二掺杂区能防止p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散，从而防止短沟道效应的产生，以及防止后续在第二鳍部中形成的p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)向第二鳍部和第一鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散，保证浅沟槽隔离结构隔离性能，从而防止第一鳍部和第二鳍部之间漏电流的产生。

附图说明

图1～图6为本发明一实施例鳍式场效应晶体管的形成方法的结构示意图；

图7～图9为本发明另一实施例鳍式场效应晶体管的过程的结构示意图；

图10～12为本发明又一实施例中鳍式场效应晶体管的形成过程的剖面结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所言，现有技术形成的鳍式场效应晶体管的性能仍有待提高，比如现有技术的形成的鳍式场效应晶体管仍存在漏电流的问题。

研究发现，现有技术在制作鳍式场效应晶体管时，鳍部中掺杂杂质离子形成阱区或者鳍部中掺杂杂质离子形成源漏区，相邻鳍部之间通过浅掺杂隔离结构隔离，由于鳍部中掺杂的杂质离子会向浅沟槽隔离结构中扩散，使得浅沟槽隔离结构的隔离性能下降，从而在相邻鳍部之间容易产生漏电流。

进一步研究发现，硼离子和氟化硼离子相比于其他的杂质离子更容易向相邻鳍部之间的浅沟槽结构之间扩散，因而n型的鳍式场效应晶体管的阱区以及p型的鳍式场效应晶体管的源漏区中掺杂的硼离子和氟化硼离子对浅沟槽隔离结构的隔离性能下降产生的漏电流的贡献较大。

为此，本发明提供了一种鳍式场效应晶体管及其形成方法，本发明的形成方法，在半导体衬底上形成具有p型阱区的第一鳍部和具有n型阱区的第二鳍部后，在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部的侧壁表面形成第一掺杂区；在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部的侧壁表面形成第二掺杂区；在形成第一掺杂区和第二掺杂区后，在第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽中填充隔离材料，形成浅沟槽隔离结构。所述第一掺杂区能防止第一鳍部的p型阱区中杂质离子(特别是硼离子或氟化硼离子)向第一鳍部和第二鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散，保证浅沟槽隔离结构隔离性能，从而防止第一鳍部和第二鳍部之间漏电流的产生；所述第二掺杂区能防止p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散，从而防止短沟道效应的产生，以及防止后续在第二鳍部中形成的p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)向第二鳍部和第一鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散，保证浅沟槽隔离结构隔离性能，从而防止第一鳍部和第二鳍部之间漏电流的产生。

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。

图1～图6为本发明一实施例鳍式场效应晶体管的形成方法的结构示意图。

请参考图1和图2，提供半导体衬底200，所述半导体衬底200上形成有凸起的第一鳍部202和第二鳍部203，所述第一鳍部202中形成有p型阱区，第二鳍部203中形成有n型阱区，第一鳍部202和第二鳍部203之间具有第一沟槽211，所述第一沟槽211暴露出第一鳍部202和第二鳍部203的侧壁，第一鳍部202的远离第一沟槽211的一侧具有第二沟槽212，第二鳍部203远离第一沟槽211的一侧具有第三沟槽213。

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。

本实施例中，第一鳍部202和第二鳍部203的形成过程为：在半导体衬底200上形成图形化的硬掩膜层201，所述图形化的硬掩膜层201中形成有若干暴露出半导体衬底表面的若干开口；沿开口刻蚀所述半导体衬底200，形成第一鳍部202和第二鳍部203。本实施例中，以一个第一鳍部202和一个相邻的第二鳍部203作为示例进行说明，在其他实施例中，所述半导体衬底200上形成有若干(≥2个)第一鳍部202和若干(≥2个)第二鳍部203，至少有一个第一鳍部202与第二鳍部203相邻。

所述掩膜层201的材料为氧化硅、氮化硅或或其他合适的掩膜材料，所述掩膜层201可以为单层或多层(≥2层)堆叠结构。

所述第一鳍部202中掺杂p型的杂质离子形成p型阱区，所述第二鳍部203中掺杂n型的杂质离子形成n型阱区。在一实施例中，可以在第一鳍部202和第二鳍部203形成之后，分别对第一鳍部202和第二鳍部203进行离子注入工艺，在第一鳍部202中形成p型阱区，在第二鳍部203中形成n型阱区。在其他实施例中，可以在形成第一鳍部202和第二鳍部203之前，在半导体衬底中对应后续形成第一鳍部的位置掺杂p型的杂质离子，对应后续形成第二鳍部的位置掺杂n型的杂质离子；进行掺杂后，刻蚀半导体衬底，在相应的位置形成第一鳍部202和第二鳍部203。

所述p型杂质离子为硼离子、氟化硼离子、镓离子或铟离子中的一种或几种；所述n型杂质离子为磷离子、砷离子或锑离子中的一种或几种。

本实施例中，所述第一鳍部202的p型阱区中掺杂的杂质离子为硼离子或氟化硼离子，第二鳍部203的n型阱区中掺杂的杂质离子为磷离子。

在其他实施例中，所述第一鳍部202和第二鳍部203可以通过外延工艺形成，在外延工艺时通过自掺杂工艺对第一鳍部和第二鳍部进行掺杂。

参考图3，在第一沟槽211和第二沟槽212暴露的第一鳍部202的侧壁表面形成第一掺杂区205，所述第一掺杂区205用于防止p型阱区中的杂质离子向后续形成的浅沟槽隔离结构中扩散。

本实施例中，所述第一掺杂区205为碳掺杂区(205)。

形成的碳掺杂区205位于第一鳍部的侧壁表面附近，碳掺杂区205掺杂有碳离子，所述碳掺杂区用于防止第一鳍部202的p型阱区中杂质离子(特别是硼离子或氟化硼离子)向后续第一鳍部202和第二鳍部203之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散，保证浅沟槽隔离结构隔离性能，防止第一鳍部202和第二鳍部203之间漏电流的产生，并且碳掺杂区205对(n型的鳍式场效应晶体管)第一鳍部202的电学性能的影响较小。

在一实施例中，所述碳掺杂区205的深度为2nm～12nm，且碳掺杂区205中碳离子的浓度为5e18～5e19atom/cm³，在尽量减小对第一鳍部201的电学性能的影响的同时，有效的防止第一鳍部202的p型阱区中杂质离子(特别是硼离子或氟化硼离子)向后续第一鳍部202和第二鳍部203之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散。

所述碳掺杂区205的形成过程为：采用第一离子注入工艺21，在第一沟槽211和第二沟槽212暴露的第一鳍部202的侧壁的表面材料中掺杂碳离子，形成碳掺杂区205。

在一实施例中，所述第一离子注入工艺21的注入角度为5～25度，注入的能量为2～8kev，注入的剂量为5e13～5e14atom/cm²，以使得形成的碳掺杂区205靠近第一鳍部的表面，并且形成的碳掺杂区205中的碳离子能较均匀的分布以及使得碳离子的浓度能达到要求，以使得形成的碳掺杂区205防止第一鳍部202的p型阱区中杂质离子(特别是硼离子或氟化硼离子)向后续第一鳍部202和第二鳍部203之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散的效果更佳。

需要说明的是，在进行第一离子注入工艺21之前，在第二鳍部203表面以及其他不需要注入杂质离子的半导体衬底表面形成掩膜层。

参考图4，在第一沟槽211和第三沟槽213暴露的第二鳍部203的侧壁表面形成第二掺杂区206，所述第二掺杂区206用于防止后续在n型阱区中形成的源漏区(第二源漏区)中的杂质离子沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散以及向后续形成的浅沟槽隔离结构中扩散。

本实施例中，所述第二掺杂区206为氟掺杂区(206)。

所述氟掺杂区206中掺杂有氟离子，所述氟掺杂区206位于第二鳍部203的侧壁表面附近，氟掺杂区206的作用是防止p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散，防止短沟道效应的产生，以及防止后续在第二鳍部203中形成的p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)向第二鳍部和第一鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散，保证浅沟槽隔离结构隔离性能，防止第一鳍部202和第二鳍部203之间漏电流的产生，并且氟掺杂区206对(p型的鳍式场效应晶体管)第二鳍部203的电学性能的影响较小。

在一实施例中，所述氟掺杂区206的深度为2nm～12nm，且氟掺杂区206中氟离子的浓度为5e18～1e20atom/cm³，在尽量减小对(p型的鳍式场效应晶体管)第二鳍部203的电学性能的影响较小的同时，有效的防止p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散，防止短沟道效应的产生，以及有效的防止后续在第二鳍部203中形成的p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)向第二鳍部和第一鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散。

所述氟掺杂区206的形成过程为：采用第二离子注入工艺22，在第一沟槽211和第三沟槽213暴露的第二鳍部203的侧壁的表面材料中掺杂氟离子，形成氟掺杂区206。

在一实施例中，所述第二离子注入工艺22的注入角度为5～25度，注入的能量为4～12kev，注入的剂量为1e14～1e15atom/cm²，以使得形成的氟掺杂区206靠近第二鳍部的表面，并且形成的氟掺杂区206中的氟离子能较均匀的分布以及使得氟离子的浓度能达到要求，以使得形成的氟掺杂区206防止p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散，防止短沟道效应的产生，以及有效的防止后续在第二鳍部203中形成的p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)向第二鳍部和第一鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散的效果更佳。

需要说明的是，在进行第二离子注入工艺22之前，在第一鳍部202表面以及其他不需要注入杂质离子的半导体衬底表面形成掩膜层。

本实施例中，所述氟掺杂区206的形成步骤在碳掺杂区205的形成步骤之后进行，在其他实施例中，所述氟掺杂区206的形成步骤也可以在碳掺杂区205的形成步骤之前进行。

参考图5，在第一沟槽211(参考图4)、第二沟槽212(参考图4)和第三沟槽213(参考图4)中填充隔离材料，形成浅沟槽隔离结构207。

所述浅沟槽隔离结构207的形成过程为：形成覆盖所述第一鳍部202、第二鳍部203、硬掩膜层201(参考图4)表面以及填充满在第一沟槽211(参考图4)、第二沟槽212(参考图4)和第三沟槽213(参考图4)的隔离材料层；平坦化所述隔离材料层，以第第一鳍部202和第二鳍部203的顶部表面为停止层，在第一沟槽211(参考图4)、第二沟槽212(参考图4)和第三沟槽213(参考图4)中形成浅沟槽隔离结构207。

所述浅沟槽隔离结构207的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅。本实施例中，所述浅沟槽隔离结构207的材料为氧化硅。

所述浅沟槽隔离结构207可以为单层或多层(≥2层)堆叠结构。在一实施例中，所述浅沟槽隔离结构为双层堆叠结构，包括位于第一沟槽211(第二沟槽212、第三沟槽213)的侧壁和底部表面的衬垫层和位于衬垫层表面填充第一沟槽211(第二沟槽212、第三沟槽213)的填充层。所述衬垫层和填充层的材料可以相同也可以相同。

参考图6，回刻蚀去除部分厚度的浅沟槽结构207，暴露出第一鳍部202和第二鳍部203的部分侧墙。

回刻蚀去除部分厚度的浅沟槽结构207采用湿法刻蚀工艺，回刻蚀后，剩余的浅沟槽隔离结构207的表面低于第一鳍部202和第二鳍部203的顶部表面。

进行回刻蚀步骤后，还包括：形成横跨部分第一鳍部202的顶部和侧壁表面的第一栅极结构(图中未示出)；形成横跨部分第二鳍部203的顶部和侧壁表面的第二栅极结构(图中未示出)；在第一栅极结构两侧的第一鳍部202内形成第一源漏区(图中未示出)；在第二栅极结构两侧的第二鳍部203内形成第二源漏区(图中未示出)。

第一栅极结构包括第一栅介质层和位于第一栅介质层上的第一栅电极，第二栅极结构包括第二栅介质层和位于第二栅介质层上的第二栅电极。

在一实施例中，所述第一栅介质层和第二栅介质层的材料为氧化硅，相应的所述第一栅电极层和第二栅电极层的材料为多晶硅。在另一实施例中，所述第一栅介质层和第二栅介质层的材料为高k介电常数材料，所述高k栅介质层的材料可以为hfo2、tio2、hfzro、hfsino、ta2o5、zro2、zrsio2、al2o3、srtio3或basrtio，相应的所述第一栅电极层和第二栅电极层的材料为金属，所述金属可以为w、al、cu、ti、ag、au、pt、ni中的一种或几种。

所述第一源漏区的掺杂类型为n型，所述第二源漏区的掺杂类型为p型。通过离子注入工艺形成所述第一源漏区和第二源漏区。第二源漏区中掺杂的p型杂质离子为硼离子、氟化硼离子、镓离子或铟离子中的一种或几种；所述第一源漏区中掺杂的n型杂质离子为磷离子、砷离子或锑离子中的一种或几种。

本发明实施例还提供了一种鳍式场效应晶体管，请参考图5，包括：

半导体衬底200，所述半导体衬底200上形成有凸起的第一鳍部202和第二鳍部203，所述第一鳍部202中形成有p型阱区，第二鳍部201中形成有n型阱区，第一鳍部202和第二鳍部203之间具有第一沟槽，所述第一沟槽暴露出第一鳍部202和第二鳍部203的侧壁，第一鳍部202的远离第一沟槽的一侧具有第二沟槽，第二鳍部203远离第二沟槽的一侧具有第三沟槽；

位于在第一沟槽和第二沟槽暴露的第一鳍部202的侧壁表面的第一掺杂区205，所述第一掺杂区205用于防止p型阱区中的杂质离子向浅沟槽隔离结构中扩散；

位于在第一沟槽和第三沟槽暴露的第二鳍部203的侧壁表面的第二掺杂区206，所述第二掺杂区206用于防止在n型阱区中形成的源漏区中的杂质离子沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散以及向浅沟槽隔离结构中扩散；

填充第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽的浅沟槽隔离结构207。

所述第一掺杂区205为碳掺杂区(205)，第二掺杂区206为氟掺杂区(206)。

在一实施例中所述碳掺杂区205的深度为2nm～12nm，碳掺杂区中碳离子的浓度为5e18～5e19atom/cm³；所述氟掺杂区206的深度为2nm～12nm，氟掺杂区中氟离子的浓度为5e18～1e20atom/cm³。

需要说明的是，本实施例中关于鳍式场效应晶体管其他限定和描述请参考前述实施例中鳍式场效应晶体管形成过程部分的相关限定和描述。

图7～图9为本发明另一实施例鳍式场效应晶体管的过程的结构示意图。

本实施例中与前述实施例中的区别在于第一掺杂区(碳掺杂区)和第二掺杂区(氟掺杂区)的形成过程不同，本实施例中在形成第一掺杂区(碳掺杂区)和第二掺杂区(氟掺杂区)之前进行的工艺以及形成第一掺杂区(碳掺杂区)和第二掺杂区(氟掺杂区)之后进行的工艺的具体限定和描述请参考前述实施例中的相关部分的具体限定和描述，本实施例中不再赘述。图7为在前述的图2的基础上进行。

参考图7，在第一鳍部202的侧壁表面形成第一掺杂区(碳掺杂区)301，所述第一掺杂区(碳掺杂区)301的形成过程为：在所述在第一沟槽211和第二沟槽212暴露的第一鳍部的侧壁表面上形成含有碳离子的第一半导体外延层301，所述第一半导体外延层301作为碳掺杂区或第一掺杂区。

所述第一半导体外延层301的形成工艺为(自掺杂)选择性外延工艺，第一半导体外延层301的材料为硅或碳化硅。由于第一鳍部202和第二鳍部203结构特殊，离子注入工艺形成第一掺杂区(碳掺杂区)时工艺较难控制，采用(自掺杂)选择性外延工艺可以较容易的形成的第一半导体外延层301，并且该方法形成的第一半导体外延层301可以保持较好的厚度均匀性，以及杂质离子浓度的分布均匀性，从而使得第一半导体外延层301(第一掺杂区或碳掺杂区)防止第一鳍部202的p型阱区中杂质离子(特别是硼离子或氟化硼离子)向后续第一鳍部202和第二鳍部203之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散的效果更佳。

在形成第一半导体外延层301之前，将第一鳍部202侧壁之外的其他区域(第二鳍部203和部分半导体衬底200)覆盖掩膜层，所述掩膜层仅暴露出第一鳍部202的侧壁，然后在第一鳍部202的侧壁采用选择性外延工艺形成第一半导体外延层301，选择性外延工艺时在第一半导体外延层中自掺杂碳离子。

本实施例中，所述第一半导体外延层301的材料为硅或碳化硅，所述第一半导体外延层301可以作为第一鳍部的一部分。

在一具体的实施例中，第一半导体外延层301的材料为硅时，(自掺杂)选择性外延工艺为：温度是650-800摄氏度，压力是6-10torr，硅源气体为sih4或sicl2h4，硅源气体的流量是40-150sccm，选择性气体是hcl，选择性气体的流量是50-200sccm，杂质源气体为ch4，ch4的流量为50-200sccm，沉积腔室低频射频功率为1瓦至100瓦，沉积腔室高频射频功率为500瓦至2000瓦，以使得形成的第一半导体外延层301可以保持较好的厚度均匀性，以及杂质离子浓度的分布均匀性。

参考图8，在第二鳍部203的侧壁表面形成第二掺杂区(氟掺杂区)302，所述第二掺杂区(氟掺杂区)302的形成过程为：在所述在第一沟槽211和第三沟槽213暴露的第二鳍部202的侧壁表面上形成含有氟离子的第二半导体外延层302，所述第二半导体外延层302作为氟掺杂区或第二掺杂区。

所述第二半导体外延层302的形成工艺为(自掺杂)选择性外延工艺，第二半导体外延层302的材料为硅或锗化硅。由于第一鳍部202和第二鳍部203结构特殊，离子注入工艺形成第二掺杂区(氟掺杂区)时工艺较难控制，采用(自掺杂)选择性外延工艺可以较容易的形成的第二半导体外延层302，并且该方法形成的第二半导体外延层302可以保持较好的厚度均匀性，以及杂质离子浓度的分布均匀性，从而使得第二半导体外延层302(第二掺杂区或氟掺杂区)防止p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)沿着第二鳍部的侧壁向沟道区扩散，防止短沟道效应的产生，以及有效的防止后续在第二鳍部203中形成的p型的源漏区中的杂质离子(比如硼离子)向第二鳍部和第一鳍部之间形成的浅沟槽隔离结构中扩散的效果更佳。

在形成第二半导体外延层302之前，将第二鳍部203侧壁之外的其他区域(第一鳍部202、第一半导体外延层301和部分半导体衬底200)覆盖掩膜层，所述掩膜层仅暴露出第二鳍部203的侧壁，然后在第二鳍部203的侧壁采用选择性外延工艺形成第二半导体外延层302，选择性外延工艺时第二半导体外延层302中自掺杂氟离子。

本实施例中，所述第二半导体外延层302的材料为硅或锗化硅，所述第二半导体外延层302，可以作为第二鳍部的一部分。

在以具体的实施例中，第二半导体外延层302的材料为硅时，(自掺杂)选择性外延工艺为：温度是650-800摄氏度，压力是6-10torr，硅源气体为sih4或sicl2h4，硅源气体的流量是40-150sccm，选择性气体是hcl，选择性气体的流量是50-200sccm，杂质源气体为hf，hf的流量为50-150sccm，沉积腔室低频射频功率为1瓦至100瓦，沉积腔室高频射频功率为500瓦至2000瓦，以使得形成的第二半导体外延层302可以保持较好的厚度均匀性，以及杂质离子浓度的分布均匀性。

参考图9，形成覆盖所述第一半导体外延层(第一掺杂区或碳掺杂区)301、第二半导体外延层(第二掺杂区或氟掺杂区)302以及填充第一沟道、第二沟道和第三沟槽的浅沟槽隔离结构207。

图10～12为本发明又一实施例中鳍式场效应晶体管的形成过程的剖面结构示意图。

本实施例中与前述实施例中的区别在于第一掺杂区(碳掺杂区)和第二掺杂区(氟掺杂区)的形成过程不同，本实施例中在形成第一掺杂区(碳掺杂区)和第二掺杂区(氟掺杂区)之前进行的工艺和第一掺杂区(碳掺杂区)和第二掺杂区(氟掺杂区)之后进行的工艺的具体限定和描述请参考前述实施例中的相关部分的具体限定和描述，本实施例中不再赘述。图10为在前述的图2的基础上进行。

参考图10和图11，在第一鳍部202的侧壁表面形成第一掺杂区(碳掺杂区)403，所述第一掺杂区(碳掺杂区)403的形成过程为：在所述在第一沟槽211和第二沟槽212暴露的第一鳍部202的侧壁表面上形成含有碳离子的第一中间层401，通过激活工艺使得第一中间层401中的碳离子扩散到第一鳍部202的侧壁表面，在第一鳍部202的侧壁表面形成第一掺杂区(碳掺杂区)403；在第二鳍部203的侧壁表面形成第二掺杂区(氟掺杂区)404，所述第二掺杂区(氟掺杂区)404的形成过程为：在所述在第一沟槽211和第三沟槽213暴露的第二鳍部203的侧壁表面上形成含有氟离子的第二中间层402，通过激活工艺使得第二中间层402中的氟离子扩散到第二鳍部203的侧壁表面，在第二鳍部203的侧壁表面形成第二掺杂区(氟掺杂区)404。

所述第一中间层401的材料为掺杂碳离子的氧化硅或氮化硅，第二中间层402的材料为掺杂氟离子的氧化硅或氮化硅。所述第一中间层401和第二中间层402的形成工艺为自掺杂沉积工艺，在形成第一中间层401之前，在第一鳍部202的侧壁外的其他区域覆盖掩膜层，所述掩膜层仅暴露出第一鳍部202的侧壁表面；然后在第一鳍部202的侧壁表面形成含有碳离子的第一中间层401；形成第一中间层401后去除掩膜层；同样的，在形成第二中间层402之前，将第二鳍部203侧壁外的其他区域覆盖掩膜层，所述掩膜层仅暴露出第二鳍部203的侧壁表面；然后在第二鳍部203的侧壁表面形成含有碳离子的第二中间层402；形成第二中间层402去除掩膜层。

使得第一中间层401中的碳离子扩散到第一鳍部202的侧壁表面的激活工艺和使得第二中间层402中的氟离子扩散到第二鳍部203的侧壁表面的激活工艺可以同时进行，在一实施例中，所述激活工艺为退火工艺。

进行激活工艺后，可以去除所述第一中间层401和第二中间层402，以可以不去除所述第一中间层401和第二中间层402，将第一中间层401和第二中间层402作为后续形成的浅沟槽隔离结构的一部分。

参考图12，进行激活工艺后，形成覆盖所述第一中间层401和第二中间层402的表面且填充满第一沟道、第二沟道、第三沟槽的浅沟槽隔离结构207。

本实施例中，不去除第一中间层401和第二中间层402，第一中间层401和第二中间层402作为浅沟槽隔离结构207的一部分。

在其他实施例中，去除第一中间层401和第二中间层402后，形成的浅沟槽隔离结构覆盖第一掺杂区(碳掺杂区)403和第二掺杂区(氟掺杂区)404的表面且填充满第一沟道、第二沟道和第三沟槽。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。