[发明专利]栅极结构及其制备方法、晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种栅极结构的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底上依次形成第一材料层和第二材料层，所述第二材料层中开设有第一窗口，所述第一材料层的介电常数低于氮化硅的介电常数，其中所述第一材料层的形成方法包括：旋涂第一有机材料层，并烘烤固化所述第一有机材料层以形成所述第一材料层；

在所述第一窗口的侧壁上形成掩模侧墙，并由所述掩模侧墙限定出第二窗口；

去除所述第一材料层中暴露于所述第二窗口的部分，以在所述第一材料层中形成第三窗口；

去除所述掩模侧墙，以释放所述第一窗口，并至少由所述第一窗口和所述第三窗口构成栅极沟槽；以及，

在所述栅极沟槽中形成栅极结构，包括：形成光阻层，所述光阻层中形成有暴露出所述栅极沟槽的溅镀窗口；溅镀栅极材料层，所述栅极材料层覆盖所述光阻层的顶表面，并填充所述栅极沟槽；剥离所述光阻层，以相应的去除所述光阻层上的栅极材料，并保留填充于所述栅极沟槽内的栅极材料以构成所述栅极结构；

其中，所述第一材料层被保留，以使所述第一材料层环绕在栅极结构的栅脚的外周，并在所述栅极结构的栅帽的下方支撑所述栅极结构。

2.如权利要求1所述的栅极结构的制备方法，其特征在于，所述衬底的表面上还形成有覆盖层，所述第一材料层和所述第二材料层依次形成在所述覆盖层上；

其中，在所述第一材料层中形成第三窗口之后，还包括：刻蚀所述覆盖层中暴露于所述第三窗口的部分，以使所述栅极沟槽的底部延伸至衬底表面。

3.如权利要求2所述的栅极结构的制备方法，其特征在于，利用湿法刻蚀工艺刻蚀所述覆盖层。

4.如权利要求2所述的栅极结构的制备方法，其特征在于，刻蚀所述覆盖层中暴露于所述第三窗口的部分，并且还横向刻蚀所述覆盖层中位于所述第一材料层正下方的部分，以在所述第一材料层靠近所述第三窗口的正下方形成空隙。

5.如权利要求4所述的栅极结构的制备方法，其特征在于，所述空隙的侧边界和所述第一窗口的侧边界对齐；或者，所述空隙的侧边界超出所述第一窗口的侧边界。

6.如权利要求4所述的栅极结构的制备方法，其特征在于，还包括：在所述空隙中填充第三材料层，所述第三材料层的介电常数低于氮化硅的介电常数。

7.如权利要求6所述的栅极结构的制备方法，其特征在于，在所述空隙中填充所述第三材料层的方法包括：

旋涂光敏性的有机材料层，所述光敏性的有机材料层填充所述空隙和所述栅极沟槽，并覆盖所述第二材料层的顶表面；

无掩模下执行曝光工艺，以使所述光敏性的有机材料层中覆盖于第二材料层顶表面的部分和填充于栅极沟槽的部分被曝光；

执行显影工艺，以去除所述光敏性的有机材料层中被曝光的部分，并保留所述光敏性的有机材料层填充在空隙中的部分以构成所述第三材料层。

8.如权利要求1所述的栅极结构的制备方法，其特征在于，所述第二材料层的形成方法包括：

旋涂光敏性的第二有机材料层，并依次执行曝光工艺和显影工艺，以在所述第二有机材料层中形成所述第一窗口；以及，

烘烤固化所述第二有机材料层，以形成所述第二材料层。

9.如权利要求1所述的栅极结构的制备方法，其特征在于，所述第一材料层的介电常数小于3。

10.如权利要求1所述的栅极结构的制备方法，其特征在于，所述第一材料层和/或所述第二材料层为有机材料层。

11.如权利要求10所述的栅极结构的制备方法，其特征在于，所述第一材料层的材料包括聚对苯撑苯并二噁唑纤维、聚酰亚胺和苯并环丁烯中的一种或多种；和/或，所述第二材料层的材料包括聚对苯撑苯并二噁唑纤维、聚酰亚胺和苯并环丁烯中的一种或多种。