本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制造方法。

背景技術(shù)：

對(duì)于鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FinFET，也稱(chēng)為鰭型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，一方面，由于離子注入工藝很難在鰭的垂直方向上分布均勻，使得鰭的上下部分存在差異。另一方面，鰭的有效溝道底部漏電較高。這就需要優(yōu)化柵極結(jié)構(gòu)來(lái)提升器件性能。

已經(jīng)有人提出雙柵極(dual gate，double gate)結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)控制柵來(lái)有效改變驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O的閾值電壓，提高器件性能。

但是，目前還沒(méi)有提出一種較好的能夠有效降低鰭有效溝道底部的漏電的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及相應(yīng)的雙柵極鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管制造方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠有效降低鰭有效溝道底部的漏電的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制造方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，包括：

第一步驟：利用硬質(zhì)掩膜在襯底上形成鰭結(jié)構(gòu)，并且在襯底上沉積氧化硅層并且研磨氧化硅層直到露出硬質(zhì)掩膜；

第二步驟：繼續(xù)研磨氧化硅層直到露出鰭結(jié)構(gòu)的一部分側(cè)壁；

第三步驟：在暴露的鰭結(jié)構(gòu)的側(cè)壁部分上形成第一柵極介電層；

第四步驟：在襯底上沉積第一柵極材料層；

第五步驟：在襯底上沉積犧牲氧化硅層，并且研磨犧牲氧化硅層直到露出第一柵極材料層；

第六步驟：對(duì)第一柵極材料層進(jìn)行回蝕以去除超出犧牲氧化硅層底部的第一柵極材料層部分；

第七步驟：去除犧牲氧化硅層；

第八步驟：在暴露的鰭結(jié)構(gòu)的側(cè)壁部分上以及第一柵極材料層表面形成第二柵極介電層；

第九步驟：在襯底上沉積第二柵極材料層；

第十步驟：對(duì)第一柵極材料層和第二柵極材料層進(jìn)行圖案化以得到第一柵極和第二柵極。

優(yōu)選地，在第六步驟中，在對(duì)第一柵極材料層進(jìn)行回蝕以去除超出犧牲氧化硅層底部的第一柵極材料層部分之后，去除鰭結(jié)構(gòu)頂部的硬質(zhì)掩膜。

優(yōu)選地，第一柵極材料層的材料和第二柵極材料層的材料相同。

優(yōu)選地，第一柵極材料層的材料和第二柵極材料層的材料是多晶硅或者多晶硅與金屬的組合。

優(yōu)選地，第一柵極材料層的厚度小于鰭結(jié)構(gòu)的高度的1/3。

優(yōu)選地，第一柵極材料層僅僅形成在鰭結(jié)構(gòu)的一側(cè)。

優(yōu)選地，第一柵極介電層的材料和第二柵極介電層的材料相同。

優(yōu)選地，第一柵極介電層的材料和第二柵極介電層的材料是氮氧化硅或者氮氧化硅與高介電常數(shù)材料的組合。

優(yōu)選地，第一柵極介電層的材料和第二柵極介電層的材料相同，而且第一柵極介電層的厚度和第二柵極介電層的厚度不同。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種采用上述具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法制成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

本發(fā)明在鰭上下部分各形成一個(gè)柵極，兩個(gè)柵極可以分別施加不同的電壓，甚至是作為控制柵，可以降低有效溝道的漏電。在本發(fā)明中，上下排列的雙柵極可以對(duì)鰭施加不同電壓以滿足器件要求；進(jìn)一步，下柵極可以作為控制柵來(lái)調(diào)節(jié)上柵極的工作電壓以及降低鰭有效溝道底部的漏電。

附圖說(shuō)明

結(jié)合附圖，并通過(guò)參考下面的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地對(duì)本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中：

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的第一步驟。

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的第二步驟。

圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的第三步驟。

圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的第四步驟。

圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的第五步驟。

圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的第六步驟。

圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的第七步驟。

圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的第八步驟。

圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的第九步驟。

圖10示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的第十步驟。

需要說(shuō)明的是，附圖用于說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類(lèi)似的元件標(biāo)有相同或者類(lèi)似的標(biāo)號(hào)。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖1至圖10示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的各個(gè)步驟。

如圖1至圖10所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法包括：

第一步驟：利用硬質(zhì)掩膜300在襯底100上形成鰭結(jié)構(gòu)101，并且在襯底100上沉積氧化硅層200并且研磨氧化硅層200直到露出硬質(zhì)掩膜300；

其中，鰭結(jié)構(gòu)頂部的硬質(zhì)掩膜作為保護(hù)層。鰭結(jié)構(gòu)的材料可以選用氮化硅，但不限于氮化硅。

其中，襯底100一般是硅襯底。

第二步驟：繼續(xù)研磨氧化硅層200直到露出鰭結(jié)構(gòu)101的一部分側(cè)壁；

第三步驟：在暴露的鰭結(jié)構(gòu)101的側(cè)壁部分上形成第一柵極介電層10；

第四步驟：在襯底100上沉積第一柵極材料層20；

第五步驟：在襯底100上沉積犧牲氧化硅層400，并且研磨犧牲氧化硅層400直到露出第一柵極材料層20；

第六步驟：對(duì)第一柵極材料層20進(jìn)行回蝕以去除超出犧牲氧化硅層400底部的第一柵極材料層部分；

第七步驟：去除犧牲氧化硅層400；

第八步驟：在暴露的鰭結(jié)構(gòu)101的側(cè)壁部分上以及第一柵極材料層20表面形成第二柵極介電層30；

第九步驟：在襯底100上沉積第二柵極材料層40；

第十步驟：對(duì)第一柵極材料層20和第二柵極材料層40進(jìn)行圖案化以得到第一柵極21和第二柵極41。

優(yōu)選地，第一柵極材料層20的材料和第二柵極材料層40的材料相同。當(dāng)然，第一柵極材料層20的材料和第二柵極材料層40的材料也可以不同。

例如，第一柵極材料層20的材料和第二柵極材料層40的材料是多晶硅或者多晶硅與金屬的組合。

優(yōu)選地，第一柵極材料層20的厚度小于鰭結(jié)構(gòu)101的高度的1/3。而且，優(yōu)選地，第一柵極材料層20僅僅形成在鰭結(jié)構(gòu)101的一側(cè)。

實(shí)際上，第一柵極材料層20的厚度和第二柵極材料層40的厚度的比例可以任意調(diào)節(jié)。而且，第一柵極21和第二柵極41上施加的電壓可以相同或者不同，根據(jù)應(yīng)用確定。

優(yōu)選地，第一柵極介電層10的材料和第二柵極介電層30的材料相同。當(dāng)然，第一柵極介電層10的材料和第二柵極介電層30的材料也可以不同。例如，第一柵極介電層10的材料和第二柵極介電層30的材料是氮氧化硅或者氮氧化硅與高介電常數(shù)材料的組合。

而且，優(yōu)選地，在第一柵極介電層10的材料和第二柵極介電層30的材料相同時(shí)，第一柵極介電層10的厚度和第二柵極介電層30的厚度不同，以便于調(diào)節(jié)閾值電壓。

在替換實(shí)施例中，在第六步驟中，在對(duì)第一柵極材料層20進(jìn)行回蝕以去除超出犧牲氧化硅層400底部的第一柵極材料層部分之后，去除鰭結(jié)構(gòu)頂部的硬質(zhì)掩膜300。

相應(yīng)地，在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，還提供了一種采用上述具有雙柵極的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法制成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

本發(fā)明在鰭上下部分各形成一個(gè)柵極，兩個(gè)柵極可以分別施加不同的電壓，甚至是作為控制柵，可以降低有效溝道的漏電。

在本發(fā)明中，上下排列的雙柵極可以對(duì)鰭施加不同電壓以滿足器件要求；進(jìn)一步，下柵極可以作為控制柵來(lái)調(diào)節(jié)上柵極的工作電壓以及降低鰭有效溝道底部的漏電。

此外，需要說(shuō)明的是，除非特別說(shuō)明或者指出，否則說(shuō)明書(shū)中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個(gè)組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。

可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。