本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制備方法、電子裝置。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路性能的提高主要是通過(guò)不斷縮小集成電路器件的尺寸以提高它的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。目前，由于高器件密度、高性能和低成本的需求，半導(dǎo)體工業(yè)已經(jīng)進(jìn)步到納米技術(shù)工藝節(jié)點(diǎn)，半導(dǎo)體器件的制備受到各種物理極限的限制。

隨著CMOS器件尺寸的不斷縮小，來(lái)自制造和設(shè)計(jì)方面的挑戰(zhàn)促使了三維設(shè)計(jì)如鰭片場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FinFET)的發(fā)展。相對(duì)于現(xiàn)有的平面晶體管，F(xiàn)inFET是用于20nm及以下工藝節(jié)點(diǎn)的先進(jìn)半導(dǎo)體器件，其可以有效控制器件按比例縮小所導(dǎo)致的難以克服的短溝道效應(yīng)，還可以有效提高在襯底上形成的晶體管陣列的密度，同時(shí)，F(xiàn)inFET中的柵極環(huán)繞鰭片(鰭形溝道)設(shè)置，因此能從三個(gè)面來(lái)控制靜電，在靜電控制方面的性能也更突出。

現(xiàn)有技術(shù)中所述半導(dǎo)體器件的制備方法包括：首先提供襯底，在襯底上形成硬掩膜層；接著，圖案化所述硬掩膜層，形成用于蝕刻襯底以在其上形成鰭片的多個(gè)彼此隔離的掩膜；接著，蝕刻襯底以在其上形成多個(gè)鰭片；接著，沉積形成多個(gè)鰭片之間的隔離結(jié)構(gòu)；最后，蝕刻去除所述硬掩膜層。

隨著半導(dǎo)體器件尺寸的不斷縮小，在所述FinFET器件中鰭片底部的穿通成為FinFET器件的主要問(wèn)題，其目前可以通過(guò)高劑量的穿通停止離子注入來(lái)解決鰭片底部的穿通，但是高劑量的穿通停止離子注入后，由于無(wú)規(guī)則摻雜波動(dòng)和增加的雜質(zhì)散播，將會(huì)影響器件的遷移率。

為了提高半導(dǎo)體器件的性能和良率，需要對(duì)器件的制備方法作進(jìn)一步的改進(jìn)，以便消除上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式 部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

本發(fā)明為了克服目前存在問(wèn)題，提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：

步驟S1：提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有若干鰭片；

步驟S2：在所述鰭片底部的側(cè)壁上形成無(wú)定型硅的間隙壁，以覆蓋所述鰭片底部，形成臺(tái)階形鰭片。

可選地，在所述步驟S2中，所述無(wú)定型硅的間隙壁從所述鰭片的中間部位延伸至底部。

可選地，所述步驟S2包括：

步驟S21：在所述半導(dǎo)體襯底上和所述鰭片的表面上形成無(wú)定型硅層，以覆蓋所述鰭片；

步驟S22：蝕刻去除位于所述半導(dǎo)體襯底、所述鰭片頂部以及所述鰭片上部側(cè)壁上的所述無(wú)定型硅層，以在所述鰭片底部的側(cè)壁上形成所述間隙壁。

可選地，所述方法還進(jìn)一步包括：

步驟S3：在所述臺(tái)階形鰭片的表面形成襯墊氧化物層，以覆蓋所述臺(tái)階形鰭片的表面；

步驟S4：沉積隔離材料層并平坦化，以填充所述臺(tái)階形鰭片之間的間隙并覆蓋所述臺(tái)階形鰭片；

步驟S5：回蝕刻所述隔離材料層，以露出部分所述臺(tái)階形鰭片至目標(biāo)高度。

可選地，在所述步驟S3中，所述襯墊氧化物層通過(guò)原位水蒸氣氧化的方法形成。

可選地，在所述步驟S4中，所述隔離材料層選用氧化物。

可選地，所述氧化物通過(guò)流動(dòng)式化學(xué)氣相沉積法形成。

本發(fā)明還提供了一種如上述的方法制備得到的半導(dǎo)體器件。

本發(fā)明還提供了一種電子裝置，包括上述的半導(dǎo)體器件。

在本發(fā)明中為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種半導(dǎo)體器件及其制備方法，在所述方法中在形成鰭片之后，在所述鰭片的底部形成無(wú)定型硅的間隙壁，結(jié)合所述鰭片以形成臺(tái)階形鰭片，所述臺(tái)階形鰭片底部可以增加所述鰭片底部的尺寸，從而降低所述鰭片底部穿通的可能性，同時(shí)獲得更好的短溝道效應(yīng)，進(jìn)一步提高了器件的遷移率和可靠性。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的裝置及原理。在附圖中，

圖1a-1f為本發(fā)明中所述半導(dǎo)體器件的制備過(guò)程示意圖；

圖2為制備本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開(kāi)徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。

應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由稀⑴c之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。

空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀?。因此，示? 性術(shù)語(yǔ)“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語(yǔ)相應(yīng)地被解釋。

在此使用的術(shù)語(yǔ)的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語(yǔ)“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。

實(shí)施例1

下面結(jié)合圖1a-1f以及圖2對(duì)本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件以及制備方法做進(jìn)一步的說(shuō)明。

執(zhí)行步驟101，提供半導(dǎo)體襯底101。

具體地，如圖1a所示，在該步驟中所述半導(dǎo)體襯底可以是以下所提到的材料中的至少一種：硅、絕緣體上硅(SOI)、絕緣體上層疊硅(SSOI)、絕緣體上層疊鍺化硅(S-SiGeOI)、絕緣體上鍺化硅(SiGeOI)以及絕緣體上鍺(GeOI)等。

接著在所述半導(dǎo)體襯底上形成墊氧化物層(Pad oxide)，其中所述墊氧化物層(Pad oxide)的形成方法可以通過(guò)沉積的方法形成，例如化學(xué)氣相沉積、原子層沉積等方法，還可以通過(guò)熱氧化所述半導(dǎo)體襯底的表面形成，在此不再贅述。

進(jìn)一步，在該步驟中還可以進(jìn)一步包含執(zhí)行離子注入的步驟，以在所述半導(dǎo)體襯底中形成阱，其中注入的離子種類以及注入方法可以為本領(lǐng)域中常用的方法，在此不一一贅述。

接著執(zhí)行步驟202，在半導(dǎo)體襯底上形成多個(gè)鰭片102。

具體地，如圖1a所示，所述鰭片的寬度全部相同，或者鰭片分為具有不同寬度的多個(gè)鰭片組。

具體的形成方法包括：在半導(dǎo)體襯底上形成硬掩膜層(圖中未示出)，形成所述硬掩膜層可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟習(xí)的各種適宜的工藝，例如化學(xué)氣相沉積工藝，所述硬掩膜層可以為自下而上層疊的氧化物層和氮化硅層；圖案化所述硬掩膜層，形成用于蝕刻半導(dǎo)體襯底以在其上形成鰭片的多個(gè)彼 此隔離的掩膜，在一個(gè)實(shí)施例中，采用自對(duì)準(zhǔn)雙圖案(SADP)工藝實(shí)施所述圖案化過(guò)程；蝕刻半導(dǎo)體襯底以在其上形成鰭片。

執(zhí)行步驟203，在所述半導(dǎo)體襯底上和所述鰭片的表面形成無(wú)定型硅層103，以覆蓋所述鰭片。

具體地，如圖1b所示，在該步驟中沉積一無(wú)定型硅的薄層，以覆蓋所述半導(dǎo)體襯底和所述鰭片的表面，其中，所述無(wú)定型硅層103的厚度并不局限于某一數(shù)值范圍。

其中，無(wú)定型硅材料層(amorphous-Si)可以通過(guò)低溫沉積的方法形成。

執(zhí)行步驟204，蝕刻去除所述半導(dǎo)體襯底、所述鰭片頂部以及所述鰭片側(cè)壁上部的所述無(wú)定型硅層，以在所述鰭片底部的側(cè)壁上形成所述間隙壁1031。

具體地，如圖1c所示，在該步驟中可以選用干法蝕刻或者濕法蝕刻所述無(wú)定型硅層。

可選地，所述間隙壁1031從所述鰭片的中間部位延伸至所述鰭片的底部，結(jié)合所述鰭片以形成上窄下寬的臺(tái)階形鰭片，如圖1c所示。

在本發(fā)明中該步驟雖然和間隙壁的形成方法是一樣的，但是其作用和現(xiàn)有技術(shù)中的間隙壁的作用并非相同，在本發(fā)明中，所述臺(tái)階形鰭片底部的所述無(wú)定型硅可以作為所述襯墊氧化物層和隔離材料層填充時(shí)的阻擋層，可以增加所述鰭片底部的尺寸，從而降低所述鰭片底部穿通的可能性，同時(shí)獲得更好的短溝道效應(yīng)。

執(zhí)行步驟205，在所述臺(tái)階形鰭片的表面形成襯墊氧化物層104，以覆蓋所述臺(tái)階形鰭片的表面。

具體地，如圖1d所示，在該步驟中所述襯墊氧化物層通過(guò)原位水蒸氣氧化的方法(ISSG)形成。

其中，所述襯墊氧化物層104的厚度并不局限于某一數(shù)值范圍。

執(zhí)行步驟206，沉積隔離材料層105，以覆蓋所述鰭片。

具體地，如圖1e所示，沉積隔離材料層105，以完全填充鰭片之間的間隙。在一個(gè)實(shí)施例中，采用具有可流動(dòng)性的化學(xué)氣相沉積工藝實(shí)施所述沉積。隔離材料層的材料可以選擇氧化物，例如HARP。

執(zhí)行步驟207，回蝕刻所述隔離材料層105，至所述鰭片的目標(biāo)高度。

具體地，如圖1f所示，回蝕刻所述隔離材料層，以露出部分所述鰭片，進(jìn)而形成具有特定高度的鰭片。作為示例，實(shí)施高溫退火，以使隔離材料層 致密化，所述高溫退火的溫度可以為700℃-1000℃；執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨，直至露出所述硬掩膜層的頂部；去除所述硬掩膜層中的氮化硅層，在一個(gè)實(shí)施例中，采用濕法蝕刻去除氮化硅層，所述濕法蝕刻的腐蝕液為稀釋的氫氟酸；去除所述硬掩膜層中的氧化物層和部分隔離材料層，以露出鰭片的部分，進(jìn)而形成具有特定高度的鰭片。

至此，完成了本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制備過(guò)程的介紹。在上述步驟之后，還可以包括其他相關(guān)步驟，此處不再贅述。并且，除了上述步驟之外，本實(shí)施例的制備方法還可以在上述各個(gè)步驟之中或不同的步驟之間包括其他步驟，這些步驟均可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中的各種工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，此處不再贅述。

在本發(fā)明中為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種半導(dǎo)體器件及其制備方法，在所述方法中在形成鰭片之后，在所述鰭片的底部形成無(wú)定型硅的間隙壁，以形成臺(tái)階形鰭片，所述臺(tái)階形鰭片底部可以增加所述鰭片底部的尺寸，從而降低所述鰭片底部穿通的可能性，同時(shí)獲得更好的短溝道效應(yīng)，進(jìn)一步提高了器件的遷移率和可靠性。

圖2為本發(fā)明一具體地實(shí)施方式中所述半導(dǎo)體器件制備流程圖，具體地包括：

步驟S1：提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有若干鰭片；

步驟S2：在所述鰭片底部的側(cè)壁上形成無(wú)定型硅的間隙壁，以覆蓋所述鰭片底部，形成臺(tái)階形鰭片；

步驟S3：在所述臺(tái)階形鰭片的表面形成襯墊氧化物層，以覆蓋所述臺(tái)階形鰭片的表面；

步驟S4：沉積隔離材料層并平坦化，以填充所述臺(tái)階形鰭片之間的間隙并覆蓋所述臺(tái)階形鰭片；

步驟S5：回蝕刻所述隔離材料層，以露出部分所述臺(tái)階形鰭片至目標(biāo)高度。

實(shí)施例2

本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件選用實(shí)施例1所述的方法制備。在半導(dǎo)體器件的所述鰭片的底部形成無(wú)定型硅的間隙壁，所述臺(tái)階形鰭片底部的所述無(wú)定型硅可以作為所述襯墊氧化物層和隔離材料層填充時(shí)的阻擋層，以增加所述鰭片底部的尺寸，從而降低所述鰭片底部穿通的可 能性，同時(shí)獲得更好的短溝道效應(yīng)，進(jìn)一步提高了器件的遷移率和可靠性。

實(shí)施例3

本發(fā)明還提供了一種電子裝置，包括實(shí)施例2所述的半導(dǎo)體器件。其中，半導(dǎo)體器件為實(shí)施例2所述的半導(dǎo)體器件，或根據(jù)實(shí)施例1所述的制備方法得到的半導(dǎo)體器件。

本實(shí)施例的電子裝置，可以是手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、游戲機(jī)、電視機(jī)、VCD、DVD、導(dǎo)航儀、照相機(jī)、攝像機(jī)、錄音筆、MP3、MP4、PSP等任何電子產(chǎn)品或設(shè)備，也可為任何包括所述半導(dǎo)體器件的中間產(chǎn)品。本發(fā)明實(shí)施例的電子裝置，由于使用了上述的半導(dǎo)體器件，因而具有更好的性能。

本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書(shū)及其等效范圍所界定。