[发明专利]一种半导体器件及其制备方法和电子装置

说明书

本发明提供了一种半导体器件及其制备方法和电子装置。所述方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成鳍片，其中所述鳍片的底部关键尺寸大于所述鳍片的顶部关键尺寸，所述鳍片的底部和所述鳍片的顶部呈台阶形结构。其中所述半导体器件中的鳍片顶部和底部具有不同的尺寸，其中所述鳍片的底部关键尺寸大于所述鳍片的顶部的关键尺寸，通过所述设置可以很好的解决了目前工艺中自加热效应(self‑heating effect)，进一步提高了所述半导体器件的性能和良率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体器件及其制备方法和电子装置。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，集成电路性能的提高主要是通过不断缩小集成电路器件的尺寸以提高它的速度来实现的。目前，由于在追求高器件密度、高性能和低成本中半导体工业已经进步到纳米技术工艺节点，半导体器件的制备受到各种物理极限的限制。

随着CMOS器件尺寸的不断缩小，来自制造和设计方面的挑战促使了三维设计如鳍片场效应晶体管(FinFET)的发展。相对于现有的平面晶体管，FinFET是用于20nm及以下工艺节点的先进半导体器件，其可以有效控制器件按比例缩小所导致的难以克服的短沟道效应，还可以有效提高在衬底上形成的晶体管阵列的密度，同时，FinFET中的栅极环绕鳍片(鳍形沟道)设置，因此能从三个面来控制静电，在静电控制方面的性能也更突出。

为了提高FinFET器件的性能，在FinFET器件通常形成SiGe沟道，但是随着FinFET器件中鳍片宽度的越来越小，自加热效应(self-heating effect)变得越来越严重，尤其是对于SiGe沟道的FinFET器件。所述自加热效应(self-heating effect)不仅降低器件的性能，甚至会影响器件的可靠性。

因此，为了提高半导体器件的性能和良率，需要对器件的制备方法作进一步的改进，以便消除上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明提供一种半导体器件的制备方法，所述方法包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成鳍片，其中所述鳍片的底部关键尺寸大于所述鳍片的顶部关键尺寸，所述鳍片的底部和所述鳍片的顶部呈台阶形结构。

可选地，所述半导体衬底的材料包括第一半导体材料，所述鳍片的材料包括与所述第一半导体材料不同的第二半导体材料。

可选地，所述鳍片的材料包括SiGe。

可选地，形成所述鳍片的方法包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有虚拟鳍片以及位于所述虚拟鳍片之间的隔离材料层；

回蚀刻所述虚拟鳍片，以形成开口；

蚀刻所述开口底部露出的所述隔离材料层的底部，以形成底部关键尺寸扩大的开口；

使用鳍片材料填充所述开口，以形成底部关键尺寸大于顶部关键尺寸的所述鳍片。

可选地，所述隔离材料层包括依次层叠的第一隔离材料层和第二隔离材料层，以及位于所述第二隔离材料层上部与所述虚拟鳍片之间的间隙壁。

可选地，形成所述虚拟鳍片的方法包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成掩膜层；

蚀刻所述掩膜层和所述半导体衬底，以形成所述虚拟鳍片；