一种抗总剂量辐射的FinFET器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗总剂量辐射的FinFET器件及其制备方法。所述器件在半导体衬底上通过刻蚀形成“哑铃”形Fin条结构，一方面，增强了栅对“哑铃”形Fin条较薄中部电势控制能力，能够有效减少辐照在STI区引起的陷阱电荷对Fin条电势的影响；另一方面，增大了Fin两侧STI区距离，降低辐照引起的器件关态泄漏电流退化。相比普通体硅FinFET，本发明专利技术的“哑铃”形Fin条结构还增强了器件常态栅控能力，具有更大的开态电流。

【技术实现步骤摘要】
一种抗总剂量辐射的FinFET器件及其制备方法
本专利技术涉及抗总剂量辐射的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件及其制备方法，属于超大规模集成电路制造

技术介绍
为了使集成电路正常工作在恶劣的空间辐射环境中，需对器件的抗辐射性能提出较高要求。半导体器件受到电子、X射线、γ射线等辐照后，会产生总剂量辐射效应，导致器件直流特性发生变化，如阈值电压漂移、关态泄漏电流增加等，引起集成电路功耗增加、性能降低甚至功能失效。随着集成电路技术的飞速发展，器件特征尺寸已缩小到纳米尺度。FinFET器件具有良好的栅控能力，能够克服传统平面体硅器件所面临的短沟道效应、迁移率退化等问题，因此成为纳米级超大规模集成电路制造中的主流器件。现有的研究表明，体硅FinFET器件受总剂量辐照后关态泄漏电流显著增加。总剂量辐射在浅槽隔离(STI)区中引入的氧化层陷阱电荷是导致器件关态泄漏电流增大的主因。特别是当Fin宽较小时，总剂量辐射引起的器件关态泄漏电流退化更加严重。
技术实现思路
为了提高FinFET器件的抗总剂量辐射能力，本专利技术提出一种新型的抗总剂量辐射的FinFET器件及其制备方法。本专利技术提出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：安霞，任哲玄，王家宁，黄如，张兴，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11