[發明專利]鰭式場效應晶體管的制作方法

有效

• 申請號: 201210552970.3
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103871884A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 鄧浩
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明屬于半導體制造領域，特別是涉及一種鰭式場效應晶體管的制作方法。

背景技術

自半導體集成電路發展以來，其性能一直穩步提高。性能的提高主要是通過不斷縮小集成電路中半導體元件的尺寸來實現的。其中，CMOS晶體管是一種至關重要的半導體元件。隨著半導體技術的發展，CMOS晶體管的特征尺寸已經縮小到45納米節點。但在45納米節點以下，傳統的平面CMOS技術很難進一步發展，新的技術必須適時產生。在所提出的各種技術中，多柵晶體管技術被認為是最有希望在亞45納米節點后能得到應用的技術。與傳統單柵晶體管相比，多柵晶體管具有更強的短溝道抑制能力、更好的亞閾特性、更高的驅動能力以及能帶來更大的電路密度。

目前，鰭式場效應晶體管（FinFET）因其自對準結構可由常規的平面CMOS工藝來實現，從而成為最有希望得到廣泛應用的多柵晶體管。鰭式場效應晶體管的柵極既可由多晶硅也可由金屬等柵極材料形成，其在結構上可分為雙柵鰭式場效應晶體管和三柵鰭式場效應晶體管。于2004年1月22日公開、公開號為US7250645B1的美國專利公開了一種鰭式場效應晶體管的制作方法，其包括：

如圖1所示，提供絕緣體上硅襯底100，其由下至上依次包括硅基板115、埋入氧化層110及頂層硅105。

結合圖1及圖2所示，在絕緣體上硅襯底100上形成矩形光刻膠層（未圖示），該矩形光刻膠層將部分絕緣體上硅襯底100覆蓋住，以該矩形光刻膠層為掩模對頂層硅105進行刻蝕直至露出埋入氧化層110，形成鰭的初始結構205，然后去除所述矩形光刻膠層。

如圖3所示，在埋入氧化層110及鰭的初始結構205上形成介電層，對所述介電層進行平坦化處理直至露出鰭的初始結構205，平坦化處理之后介電層305的上表面與鰭的初始結構205的上表面齊平。

結合圖3及圖4所示，在鰭的初始結構205及介電層305上形成光刻膠層，對該光刻膠層進行曝光、顯影，以在鰭的初始結構205上形成矩形光刻膠層400，矩形光刻膠層400將部分鰭的初始結構205覆蓋住。以矩形光刻膠層400為掩模對位于矩形光刻膠層400兩側的鰭的初始結構205進行刻蝕，矩形光刻膠層400兩側的鰭的初始結構205的被刻蝕深度為d₁，形成倒T型鰭405。

如圖5所示，去除圖4所示的矩形光刻膠層400及介電層305，由圖中可知，倒T型鰭405由上部及下部兩部分構成，其中，所述下部呈“一”字型，所述上部呈“|”型。這種具有倒T型鰭的鰭式場效應晶體管具有更佳的電流驅動（current?drivability）及短溝道控制（short?channel?control）能力。

繼續參照圖4所示，在以矩形光刻膠層400為掩模對鰭的初始結構205進行刻蝕以形成倒T型鰭405時，需使矩形光刻膠層400位于鰭的初始結構205的正中央位置，以使刻蝕之后倒T型鰭405上部位于倒T型鰭405下部的正中央位置，即使得寬度w₁等于寬度w₂。但是，在實際制作工藝中很難實現矩形光刻膠層400位于鰭的初始結構205的正中央位置，致使倒T型鰭405上部并非位于倒T型鰭405下部的正中央位置，影響了鰭式場效應晶體管的性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種鰭式場效應晶體管的制作方法，以使倒T型鰭上部位于倒T型鰭下部的正中央位置，從而提高鰭式場效應晶體管的性能。

為達到上述目的，本發明提供了一種鰭式場效應晶體管的制作方法，其包括：

提供絕緣體上硅襯底，其包括硅基板、位于所述硅基板上方的埋入氧化層及位于所述埋入氧化層上方的頂層硅；

在所述絕緣體上硅襯底上形成硬掩模層圖形；

在所述硬掩模層圖形的兩側形成側墻；

以所述側墻及硬掩模層圖形為掩模對所述頂層硅進行刻蝕直至露出所述埋入氧化層，以形成倒T型鰭的初始結構；

去除所述硬掩模層圖形兩側的側墻之后，以所述硬掩模層圖形為掩模對未被所述硬掩模層圖形覆蓋住的倒T型鰭的初始結構進行刻蝕，以形成倒T型鰭，未被所述硬掩模層圖形覆蓋住的倒T型鰭的初始結構的被刻蝕深度等于倒T型鰭上部的高度，所述倒T型鰭上部的高度小于所述倒T型鰭的初始結構的高度；

形成所述倒T型鰭之后，形成鰭式場效應晶體管的柵極、源極及漏極。