[发明专利]半导体器件制作方法、半导体器件及电子装置

说明书

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制作方法、半导体器件及电子装置。

背景技术

随着半导体技术的发展，集成电路尤其是超大规模集成电路中的主要器件金属-氧化物-半导体场效应晶体管(简称MOSFET)的几何尺寸一直在不断缩小，半导体器件的特征尺寸已经缩小到纳米级别。使用二氧化硅(SiO2)层作为栅极介质的工艺已经达到其物理电气特性的极限，在65nm工艺的晶体管中的二氧化硅层已经缩小到5个氧原子的厚度。作为阻隔栅极和下层的绝缘体，二氧化硅层已经不能再进一步缩小了，否则产生的漏电流会让晶体管无法正常工作。为此，现有技术已提出了各种解决方案，比如采用金属栅和高介电常数(K)栅介质替代传统的重掺杂多晶硅栅和SiO2(或SiON)栅介质。或者采用鳍式场效应晶体管(finFET)，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，尤其适用于22nm及以下技术节点。

此外，锗作为一种熟知的半导体材料，其电子迁移率和空穴迁移率均优于硅，因此锗在集成电路制造中是非常优秀的材料。随着高k介质材料的使用，在16/14nm技术节点的finFET中锗已经引起人们的关注，如何更好地利用锗来制作finFET是一个急需解决的问题。

因此，有必要提出一种新的制作方法，以解决上述存在的问题。

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。

为了克服目前存在的问题，本发明一方面提供一种半导体器件的制作方法，其包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上至少形成有第一硅鳍结构和第二硅鳍结构；在所述第一硅鳍结构和第二硅鳍结构两侧形成硅锗层；向所述第二硅鳍结构两侧的硅锗层注入锗以提高该硅锗层的锗浓度；执行SiGe浓缩工艺以使所述第一硅鳍结构和第二硅鳍结构转变为第一硅锗鳍结构和第二硅锗鳍结构，其中，所述第二硅锗鳍结构的锗浓度大于所述第一硅锗鳍结构的锗浓度。

优选地，所述第一硅鳍结构和第二硅鳍结构两侧的的硅锗层通过选择性外延法形成。

优选地，通过氧化所述第一硅鳍结构和第二硅鳍结构两侧的硅锗层来执行所述SiGe浓缩工艺。

优选地，还包括下述步骤:去除所述第一硅锗鳍结构和第二硅锗鳍结构两侧被氧化的硅锗层。

优选地，所述半导体衬底上还形成有第三硅鳍结构。

优选地，还包括下述步骤：在所述第一硅鳍结构、第二硅鳍结构和第三硅鳍结构两侧形成间隙壁；去除所述第一硅鳍结构和第二硅鳍结构两侧的间隙壁。

优选地，所述间隙壁为氮化物。

优选地，还包括下述步骤：在执行所述SiGe浓缩工艺后，去除所述第三硅鳍结构两侧的间隙壁。

优选地，还包括下述步骤:在所述半导体衬底上形成图案化的光刻胶层，以至少遮挡所述第一硅鳍结构；在向所述第二硅鳍结构两侧的硅锗层注入锗以提高该硅锗层的锗浓度后，去除所述图案化的光刻胶层。

优选地，所述半导体衬底为绝缘体上硅。

本发明提出的半导体器件的制作方法，可以在半导体衬底上形成不同锗浓度的硅锗鳍结构，使得鳍结构中电子和空穴迁移能力增强，提高了半导体器件的性能。

本发明另一方面提供一种半导体器件，其包括：半导体衬底，在所述半导体衬底上至少形成有第一硅锗鳍结构和第二硅锗鳍结构，其 中，所述第二硅锗鳍结构的锗浓度大于所述第一硅锗鳍结构的锗浓度。

优选地，所述半导体衬底为绝缘体上硅。

优选地，所述第一硅锗鳍结构和第二硅锗鳍结构通过本发明上述的制作方法形成。

本发明提出的半导体器件在半导体衬底上形成有不同锗浓度的硅锗鳍结构，使得鳍结构中电子和空穴迁移能力增强，提高了半导体器件的性能。

本发明再一方面提供一种电子装置，其包括本发明提供的上述半导体器件。

本发明提出的电子装置，由于具有上述半导体器件，因而具有类似的优点。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1根据本发明一实施方式的制作方法的步骤流程图；

图2A～图2I示出了本发明一实施方式的制作方法依次实施各步骤所获得器件的剖面示意图；