本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，特別涉及一種半導(dǎo)體器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、soi（絕緣體上硅）工藝是一種平面工藝技術(shù)，依賴于兩項主要技術(shù)創(chuàng)新:?首先，在襯底上面制作一個絕緣層，又稱埋氧層；其次用一個硅膜制作晶體管溝道，因為溝道非常薄，無需對通道進行摻雜工序。從結(jié)構(gòu)上看，soi晶體管的靜電特性優(yōu)于傳統(tǒng)體硅技術(shù)，包括：soi晶體管的埋氧層可以降低源極和漏極之間的寄生電容，還能有效地抑制電子從源極流向漏極，從而大幅降低導(dǎo)致性能下降的漏電流；此外，soi晶體管還具有許多其他方面的獨特優(yōu)點，包括具有背面偏置能力、極好的晶體管匹配特性、可使用接近閾值的低電源電壓、對輻射具有超低的敏感性以及具有非常高的晶體管本征工作速度等。

2、?soi工藝優(yōu)勢在于柵極對溝道的更好控制，從而減少短溝道效應(yīng)，最終無需摻雜來彌補vth值（閾值電壓）的下降，或者至少可以將摻雜濃度降至較低水平，這可以提高載流子的遷移率，因為載流子和雜質(zhì)之間的散射（由于摻雜）被阻止了，它還能減少隨著雜質(zhì)數(shù)量的增加而出現(xiàn)的隨機摻雜波動引起的vth?波動。

3、但是，隨著市場對半導(dǎo)體器件的要求越來越高以及半導(dǎo)體器件尺寸的縮減，需要進一步提升柵極對溝道的控制能力，以減少漏電問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件及其制備方法，以提升柵極對溝道的控制能力。

2、為了實現(xiàn)上述目的以及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括以下步驟：

3、提供一soi襯底，所述soi襯底從下至上依次包括基底層、埋氧層以及半導(dǎo)體層；

4、去除至少第一方向上部分soi襯底，露出所述埋氧層的上表面以及半導(dǎo)體層的兩個第二方向的側(cè)面，所述第二方向與所述第一方向垂直，所述第一方向為有源區(qū)的寬度方向；

5、形成柵極于所述半導(dǎo)體層的上表面以及露出的側(cè)面上。

6、可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的制備方法中，所述soi襯底還包括位于所述半導(dǎo)體層上的犧牲氧化層，所述形成柵極于所述半導(dǎo)體層的上表面以及露出的側(cè)面上的步驟之前，所述制備方法還包括：去除所述犧牲氧化層，露出所述半導(dǎo)體層的上表面。

7、可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的制備方法中，所述去除至少第一方向上部分soi襯底的步驟包括：

8、形成光刻膠層于所述soi襯底上；

9、執(zhí)行光刻工藝，以形成圖案化的光刻膠層，所述圖案化的光刻膠層露出至少第一方向上部分所述soi襯底；

10、執(zhí)行刻蝕工藝，利用所述圖案化的光刻膠層為掩膜去除部分soi襯底，露出所述埋氧層的上表面以及半導(dǎo)體層的兩個第二方向的側(cè)面。

11、可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的制備方法中，所述形成柵極于所述半導(dǎo)體層的上表面以及露出的側(cè)面上的步驟之前，所述制備方法還包括：形成柵極氧化層于所述半導(dǎo)體層的上表面以及露出的側(cè)面上。

12、可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的制備方法中，所述soi襯底還包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的區(qū)域為所述有源區(qū)，所述柵極還沿著所述第一方向延伸至所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上。

13、可選的，在所述的半導(dǎo)體器件的制備方法中，所述形成柵極于所述半導(dǎo)體層的上表面以及露出的側(cè)面上的步驟之后，所述制備方法還包括：形成源極和漏極于所述柵極兩側(cè)的有源區(qū)中。

14、為了實現(xiàn)上述目的以及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件，從下至上依次包括：soi襯底和柵極，所述soi襯底從下至上依次包括：基底層、埋氧層以及半導(dǎo)體層，其中，第一方向上部分soi襯底被去除露出所述埋氧層的上表面以及半導(dǎo)體層的兩個第二方向的側(cè)面，所述柵極位于所述半導(dǎo)體層的上表面以及兩個第二方向的側(cè)面上，所述第二方向與所述第一方向垂直，所述第一方向為有源區(qū)的寬度方向。

15、可選的，在所述的半導(dǎo)體器件中，所述柵極的材料包括純的多晶硅或者摻雜的多晶硅，且摻雜的多晶硅中摻雜的元素包括硼或者磷；和/或，所述半導(dǎo)體層的材料包括硅。

16、可選的，在所述的半導(dǎo)體器件中，所述soi襯底還包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的區(qū)域為所述有源區(qū)，所述柵極還沿著第一方向延伸至所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上。

17、可選的，在所述的半導(dǎo)體器件中，所述半導(dǎo)體器件還包括柵極氧化層，且所述柵極氧化層位于所述柵極與所述半導(dǎo)體層之間。

18、可選的，在所述的半導(dǎo)體器件中，至少部分所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的上表面與所述埋氧層的上表面齊平。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下意想不到的有益效果：

20、本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件及其制備方法中，通過光刻和刻蝕工藝去除至少第一方向上部分soi襯底，露出半導(dǎo)體層的兩個第二方向的側(cè)面，柵極將半導(dǎo)體層的上表面和第二方向的側(cè)面包裹，可以增加?xùn)艠O對溝道的控制面積，進而可以增大柵極對溝道的控制能力，減少漏電流，提升器件性能。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，所述soi襯底還包括位于所述半導(dǎo)體層上的犧牲氧化層，所述形成柵極于所述半導(dǎo)體層的上表面以及露出的側(cè)面上的步驟之前，所述制備方法還包括：去除所述犧牲氧化層，露出所述半導(dǎo)體層的上表面。

3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，所述去除至少第一方向上部分soi襯底的步驟包括：

4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，所述形成柵極于所述半導(dǎo)體層的上表面以及露出的側(cè)面上的步驟之前，所述制備方法還包括：形成柵極氧化層于所述半導(dǎo)體層的上表面以及露出的側(cè)面上。

5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，所述soi襯底還包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的區(qū)域為所述有源區(qū)，所述柵極還沿著所述第一方向延伸至所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上。

6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，所述形成柵極于所述半導(dǎo)體層的上表面以及露出的側(cè)面上的步驟之后，所述制備方法還包括：形成源極和漏極于所述柵極兩側(cè)的有源區(qū)中。

7.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，從下至上依次包括：soi襯底和柵極，所述soi襯底從下至上依次包括：基底層、埋氧層以及半導(dǎo)體層，其中，第一方向上部分soi襯底被去除露出所述埋氧層的上表面以及半導(dǎo)體層的兩個第二方向的側(cè)面，所述柵極位于所述半導(dǎo)體層的上表面以及兩個第二方向的側(cè)面上，所述第二方向與所述第一方向垂直，所述第一方向為有源區(qū)的寬度方向。

8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述柵極的材料包括純的多晶硅或者摻雜的多晶硅，且摻雜的多晶硅中摻雜的元素包括硼或者磷；和/或，所述半導(dǎo)體層的材料包括硅。

9.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述soi襯底還包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包圍的區(qū)域為所述有源區(qū)，所述柵極還沿著第一方向延伸至所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上。

10.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件還包括柵極氧化層，且所述柵極氧化層位于所述柵極與所述半導(dǎo)體層之間。

11.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，至少部分所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的上表面與所述埋氧層的上表面齊平。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件及其制備方法，通過去除至少第一方向上部分SOI襯底，露出半導(dǎo)體層的兩個第二方向的側(cè)面，并形成柵極于半導(dǎo)體層的上表面以及側(cè)面上，可以增加?xùn)艠O對溝道的控制面積，進而可以增大柵極對溝道的控制能力，減少漏電流，提升器件性能。

技術(shù)研發(fā)人員：田國軍,張偉光,高志強,王同信,鄭重
受保護的技術(shù)使用者：武漢新芯集成電路股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9