所述保护层可采用SiN或S1N材料制备，但本发明不限于这两种材料。此外，所述硬质掩膜层可采用与所述保护层相同的材料制备，例如SiN ;也可以采用与所述保护层不同的材料制备，例如无定形碳(Amorphouscarbon)，或者是采用其他适用材料。
[0036]如框04所示，步骤S04:对露出一侧的氧化物层进行部分回刻，然后去除剩余的硬质掩膜层，使鳍结构另一侧的氧化物层露出，接着对鳍结构两侧的氧化物层同时进行部分回刻，在鳍结构两侧形成具有高度差的氧化物层。
[0037]请继续参阅图3。接下来，采用刻蚀工艺进行第一次回刻(etchback)。即利用图形化的硬质掩膜层13对左侧氧化硅层121进行遮挡，先对图示右侧露出的氧化硅层122进行回刻，去除右侧部分氧化硅层，使回刻后的右侧氧化硅层122的高度低于左侧氧化硅层121，形成高度差Hl。
[0038]请参阅图4。接下来，将图3中左侧剩余的硬质掩膜层13去除，使鳍结构左侧的氧化硅层121露出。然后，采用刻蚀工艺进行第二次回刻，即对鳍结构两侧的氧化硅层121和122同时进行部分回刻。利用鳍结构两侧氧化硅层已形成的高度差H1，在同等的刻蚀量条件下，可使得经过第二次回刻后，在鳍结构两侧形成具有高度差H2(H2可视为约等于Hl)的左侧氧化硅层121和右侧氧化硅层122。此时，图示左侧氧化硅层121的高度高于右侧氧化硅层122，其高度差H2应不小于lnm。作为优选，鳍结构两侧的氧化硅层的高度差H2可不小于3nm。
[0039]位于鳍结构顶部的保护层，可作为回刻时的停止层，提供对鳍结构的保护。
[0040]如框05所示，步骤S05:在鳍结构表面形成栅极介电层，随后沉积栅极材料并图形化。
[0041]请参阅图5。接下来，可通过在鳍结构11露出的表面沉积栅极介电层材料，并图形化，形成栅极介电层(G0X)14。栅极介电层材料可选用与氧化物层相同的材料，例如氧化硅来制备。
[0042]请参阅图6。接下来，在已形成的器件表面沉积栅极材料，并图形化，形成横跨鳍结构ll的栅极结构15，此时的FinFET器件结构即为三端FinFET(3terminal FinFET，3T-FinFET)结构。从图6中可以看出，由于事先在鳍结构两侧形成了具有高度差Η2的氧化硅层，使得栅极材料沉积并图形化后形成的3T-FinFET栅极结构15在鳍结构11左右两侧也具有对应的高度差。
[0043]如框06所示，步骤S06:去除鳍结构顶部的栅极材料，在鳍结构两侧分别形成驱动栅和控制栅;其中，控制栅的高度大于驱动栅的高度。
[0044]请参阅图7。接下来，为形成本发明所需的四端FinFET(4terminal FinFET,4T-FinFET)，还需要进一步将鳍结构11顶部的栅极材料去除，以便在鳍结构两侧形成相互独立的双栅极结构。具体可采用现有常规工艺例如CMP，将Fin顶端位置的部分栅极材料去掉;或者通过增加一道光罩，将指定位置的Fin顶端的部分栅极材料刻蚀掉。本发明不限于此。
[0045]在将鳍结构顶部的栅极材料去除后，即可如图7所示，在鳍结构11两侧分别形成独立的驱动栅151和控制栅152，并且，所形成的双栅极结构中控制栅152的高度大于驱动栅151的高度，从而可利用其高度差H3，来进一步降低双栅极FinFET结构中有效沟道底部的漏电流。本发明对驱动栅和控制栅之间高度差的具体大小不作限定，可视设计需要而定。
[0046]采用本发明的上述方法，可以用于制备多晶S1N材料或高K金属栅极材料的多晶S1N栅极或高K金属栅极双栅极结构的FinFET。
[0047]综上所述，本发明通过利用两次回刻工艺，在鳍式场效应晶体管的鳍结构两侧形成具有高度差的氧化物层，使得后续在鳍结构两侧分别形成的驱动栅和控制栅双栅极结构也同样具有高度差，并通过使控制栅的高度大于驱动栅的高度，可以降低双栅极FinFET结构中有效沟道底部的漏电流。
[0048]以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种双栅极鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤SOl:提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上形成鳍结构； 步骤S02:沉积氧化物层，将鳍结构覆盖，然后平坦化至所述鳍结构露出； 步骤S03:沉积硬质掩膜层，将氧化物层和鳍结构覆盖，然后图形化，露出鳍结构其中一侧的氧化物层； 步骤S04:对露出一侧的氧化物层进行部分回刻，然后去除剩余的硬质掩膜层，使鳍结构另一侧的氧化物层露出，接着对鳍结构两侧的氧化物层同时进行部分回刻，在鳍结构两侧形成具有高度差的氧化物层； 步骤S05:在鳍结构表面形成栅极介电层，随后沉积栅极材料并图形化； 步骤S06:去除鳍结构顶部的栅极材料，在鳍结构两侧分别形成驱动栅和控制栅;其中，控制栅的高度大于驱动栅的高度。2.根据权利要求1所述的双栅极鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤S03中，先在所述鳍结构的顶部沉积一保护层作为回刻时的停止层，然后再沉积所述硬质掩膜层。3.根据权利要求2所述的双栅极鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述保护层材料包括SiN或S1N。4.根据权利要求2所述的双栅极鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述硬质掩膜层与所述保护层采用相同材料制备。5.根据权利要求1所述的双栅极鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述硬质掩膜层材料包括SiN。6.根据权利要求1所述的双栅极鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述鳍结构两侧氧化物层的高度差不小于lnm。7.根据权利要求6所述的双栅极鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述鳍结构两侧氧化物层的高度差不小于3nm。8.根据权利要求1所述的双栅极鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述栅极材料包括多晶S1N材料或高K金属栅极材料。9.根据权利要求1所述的双栅极鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述氧化物层材料包括氧化硅。10.根据权利要求1所述的双栅极鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述栅极介电层材料包括氧化硅。
【专利摘要】本发明公开了一种双栅极鳍式场效应晶体管的制备方法，包括在半导体衬底上形成鳍结构，沉积氧化物层并平坦化至鳍结构露出，沉积硬质掩膜层并图形化，对露出的鳍结构一侧的氧化物层进行回刻，去除剩余的硬质掩膜层，再次对鳍结构两侧的氧化物层同时进行回刻，在鳍结构两侧形成具有高度差的氧化物层，在鳍结构表面形成栅极介电层和栅极材料并图形化，去除鳍结构顶部的栅极材料，在鳍结构两侧形成控制栅高度大于驱动栅的双栅极结构，可以降低有效沟道底部的漏电流。
【IPC分类】H01L29/423, H01L21/28, H01L21/336
【公开号】CN105632936
【申请号】CN201610163777
【发明人】鲍宇
【申请人】上海华力微电子有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月22日