[发明专利]一种半导体器件及制备方法、电子装置

说明书

本发明涉及一种半导体器件及制备方法、电子装置。所述方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括核心区和输入输出区，其中，在所述核心区和所述输入输出区上均形成有若干鳍片和覆盖所述鳍片底部的隔离材料层，以使所述鳍片具有目标高度，在所述鳍片上还形成有环绕所述鳍片的栅极介电层和虚拟栅极；去除所述虚拟栅极，以露出所述栅极介电层；在所述栅极介电层上形成保护层，以覆盖所述栅极介电层，其中，所述保护层的蚀刻速率大于所述栅极介电层的蚀刻速率；去除位于所述核心区中的所述保护层和所述栅极介电层，以露出所述核心区中的所述鳍片。

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制备方法、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，由于高器件密度、高性能和低成本的需求，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。

在FinFET器件的金属栅极的制备工艺中，通常选用后栅工艺，即首先形成虚拟栅极然后替换为金属栅极，但是在金属栅极的制备过程首先去除虚拟栅极，同时需要去除虚拟栅极下方的虚拟栅极氧化物，但是在去除所述虚拟栅极氧化物的过程中会造成鳍片周围所述隔离氧化物的损失，特别是核心区域中所述隔离氧化物的损失更加严重，使得核心区域中器件的性能降低，甚至失效。

因此，有必要提出一种新的半导体器件及制备方法，以解决现有的技术问题。

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，本发明提供了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，所述半导体衬底包括核心区和输入输出区，其中，在所述核心区和所述输入输出区上均形成有若干鳍片和覆盖所述鳍片底部的隔离材料层，以使所述鳍片具有目标高度，在所述鳍片上还形成有环绕所述鳍片的栅极介电层和虚拟栅极；

去除所述虚拟栅极，以露出所述栅极介电层；

在所述栅极介电层上形成保护层，以覆盖所述栅极介电层，其中，所述保护层的蚀刻速率大于所述栅极介电层的蚀刻速率；

去除位于所述核心区中的所述保护层和所述栅极介电层，以露出所述核心区中的所述鳍片。

可选地，在露出所述核心区中的所述鳍片之后所述方法还进一步包括：

在所述核心区中露出的所述鳍片上形成界面层；

在所述保护层和所述界面层上形成金属栅极。

可选地，在形成所述界面层之后执行退火步骤，以使所述保护层和所述界面层致密化。

可选地，在形成所述界面层之前或者形成所述界面层之后所述方法还进一步包括图案化所述输入输出区中的所述栅极介电层和所述保护层的步骤，以去除所述隔离材料层上的所述栅极介电层和所述保护层。

可选地，在形成所述鳍片之后通过原位水蒸气氧化的方法形成所述栅极介电层。

可选地，通过原子层沉积氧化物的方法形成所述保护层。