[发明专利]一种抗总剂量辐射的FinFET器件及其制备方法

权利要求书

1.一种抗总剂量辐射的FinFET器件，包括半导体衬底，在半导体衬底上具有与衬底相连的“哑铃”形Fin条结构，所述Fin条垂直于沟道方向的剖面为“哑铃”形，即Fin条中部较窄，向上和向下宽度增大；Fin条顶部至中部较窄区域侧壁表面具有横跨Fin条的栅极结构，与栅极结构接触的Fin条部分构成沟道区；Fin条下部被STI区包裹；源、漏位于沟道区两端。

2.如权利要求1所述的FinFET器件，其特征在于，所述“哑铃”形Fin条的材料是Si、Ge、SiGe、III-V族半导体材料或它们的异质结构。

3.如权利要求1所述的FinFET器件，其特征在于，所述“哑铃”形Fin条顶部宽度为1～50nm，中部最窄部分的宽度不超过顶部宽度的70％，被STI包裹部分的底部宽度不小于顶部宽度。

4.如权利要求1所述的FinFET器件，其特征在于，“哑铃”形Fin条被STI区包裹部分侧面的倾斜角度小于85°。

5.权利要求1～4任一所述的FinFET器件的制备方法，包括以下步骤：

1)在半导体衬底上形成“哑铃”形Fin条；

2)在“哑铃”形Fin条下部形成浅槽隔离区；

3)在Fin条侧壁和顶部表面形成栅极结构，并在栅极结构的侧面形成侧墙；

4)光刻定义源漏区图形，掺杂并退火形成源漏。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)直接在半导体衬底上用刻蚀方法形成“哑铃”形Fin条，或者，在半导体衬底上先外延Fin条所需的半导体材料，然后再刻蚀该外延层得到“哑铃”形Fin条。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述半导体衬底为体硅衬底，在其上形成“哑铃”形Fin条的方法包括：

1-1)在半导体衬底上淀积硬掩膜，光刻定义Fin条图形；

1-2)干法刻蚀硬掩膜和一定深度的半导体衬底，形成“哑铃”形Fin条的上部结构；

1-3)淀积一层氮化硅，并进行干法刻蚀，形成氮化硅侧墙；

1-4)各向同性刻蚀衬底至一定深度，湿法腐蚀去掉硬掩膜和侧墙，形成“哑铃”形Fin条结构。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1-2)中干法刻蚀半导体衬底的深度为1～30nm。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1-4)中各向同性刻蚀对硬掩膜和衬底材料具有较好的刻蚀选择比，纵向刻蚀深度决定“哑铃”形Fin条中部和下部的总高度，横向刻蚀距离决定了“哑铃”形Fin条中部宽度。

10.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2)包括：

2-1)淀积浅槽隔离氧化物，并进行平坦化；

2-2)各向同性刻蚀浅槽隔离氧化物至一定深度，暴露出“哑铃”形Fin条上部和中部，较宽的下部Fin条被包围在氧化物中。