[发明专利]鳍式场效应晶体管的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造领域，特别是涉及一种鳍式场效应晶体管的制作方法。

背景技术

自半导体集成电路发展以来，其性能一直稳步提高。性能的提高主要是通过不断缩小集成电路中半导体元件的尺寸来实现的。其中，CMOS晶体管是一种至关重要的半导体元件。随着半导体技术的发展，CMOS晶体管的特征尺寸已经缩小到45纳米节点。但在45纳米节点以下，传统的平面CMOS技术很难进一步发展，新的技术必须适时产生。在所提出的各种技术中，多栅晶体管技术被认为是最有希望在亚45纳米节点后能得到应用的技术。与传统单栅晶体管相比，多栅晶体管具有更强的短沟道抑制能力、更好的亚阈特性、更高的驱动能力以及能带来更大的电路密度。

目前，鳍式场效应晶体管（FinFET）因其自对准结构可由常规的平面CMOS工艺来实现，从而成为最有希望得到广泛应用的多栅晶体管。鳍式场效应晶体管的栅极既可由多晶硅也可由金属等栅极材料形成，其在结构上可分为双栅鳍式场效应晶体管和三栅鳍式场效应晶体管。于2004年1月22日公开、公开号为US7250645B1的美国专利公开了一种鳍式场效应晶体管的制作方法，其包括：

如图1所示，提供绝缘体上硅衬底100，其由下至上依次包括硅基板115、埋入氧化层110及顶层硅105。

结合图1及图2所示，在绝缘体上硅衬底100上形成矩形光刻胶层（未图示），该矩形光刻胶层将部分绝缘体上硅衬底100覆盖住，以该矩形光刻胶层为掩模对顶层硅105进行刻蚀直至露出埋入氧化层110，形成倒T型鳍的初始结构205，然后去除所述矩形光刻胶层。

如图3所示，在埋入氧化层110及倒T型鳍的初始结构205上形成介电层，对所述介电层进行平坦化处理直至露出倒T型鳍的初始结构205，平坦化处理之后介电层305的上表面与倒T型鳍的初始结构205的上表面齐平。

结合图3及图4所示，在倒T型鳍的初始结构205及介电层305上形成光刻胶层，对该光刻胶层进行曝光、显影，以在倒T型鳍的初始结构205上形成矩形光刻胶层400，矩形光刻胶层400将部分倒T型鳍的初始结构205覆盖住。以矩形光刻胶层400为掩模对位于矩形光刻胶层400两侧的倒T型鳍的初始结构205进行刻蚀，矩形光刻胶层400两侧的倒T型鳍的初始结构205的被刻蚀深度为d₁，形成倒T型鳍405。

如图5所示，去除图4所示的矩形光刻胶层400及介电层305，由图中可知，倒T型鳍405由上部及下部两部分构成，其中，所述下部呈“一”字型，所述上部呈“|”型。这种具有倒T型鳍的鳍式场效应晶体管具有更佳的电流驱动（current drivability）及短沟道控制（short channel control）能力。

继续参照图4所示，在以矩形光刻胶层400为掩模对倒T型鳍的初始结构205进行刻蚀以形成倒T型鳍405时，需使矩形光刻胶层400位于倒T型鳍的初始结构205的正中央位置，以使刻蚀之后倒T型鳍405的上部位于倒T型鳍405的下部的正中央位置，即使得宽度w₁等于宽度w₂。但是，在实际制作工艺中很难实现矩形光刻胶层400位于倒T型鳍的初始结构205的正中央位置，致使倒T型鳍405的上部并非位于倒T型鳍405的下部的正中央位置，影响了鳍式场效应晶体管的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种鳍式场效应晶体管的制作方法，以使倒T型鳍上部位于倒T型鳍下部的正中央位置，从而提高鳍式场效应晶体管的性能。

为达到上述目的，本发明提供了一种鳍式场效应晶体管的制作方法，其包括：

提供绝缘体上硅衬底，其包括硅基板、位于所述硅基板上方的埋入氧化层及位于所述埋入氧化层上方的顶层硅；

在所述绝缘体上硅衬底上形成硬掩模层图形；

在所述硬掩模层图形的两侧形成第一侧墙；

以所述第一侧墙及硬掩模层图形为掩模对所述顶层硅进行刻蚀直至露出所述埋入氧化层，以形成倒T型鳍下部，所述倒T型鳍下部与所述第一侧墙及硬掩模层图形形成堆叠结构；

去除所述硬掩模层图形，在所述硬掩模层图形所在位置形成开口；

在所述开口内形成倒T型鳍上部，所述倒T型鳍下部与倒T型鳍上部构成倒T型鳍；

去除所述第一侧墙之后，形成鳍式场效应晶体管的栅极、源极及漏极。

可选地，在形成所述倒T型鳍下部之后并在去除所述硬掩模层图形之前，还包括在所述堆叠结构两侧形成第二侧墙的步骤。