[发明专利]鳍式场效应管及其形成方法

权利要求书

1.一种鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部；

在所述鳍部上形成横跨鳍部表面和侧壁的牺牲栅极；

在所述半导体衬底表面形成介质层，所述介质层表面与牺牲栅极的表面平齐；

去除所述牺牲栅极形成第一凹槽；

在所述第一凹槽填充满金属，形成金属栅极；

去除部分厚度的所述金属栅极，形成第二凹槽，在所述第二凹槽中填充满隔离层，所述隔离层中具有空气隙。

2.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，第二凹槽的深度大于第二凹槽的宽度。

3.如权利要求2所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的深度小于等于60纳米，宽度小于等于30纳米。

4.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述隔离层的材料为SiN、SiON或SiOCN。

5.如权利要求4所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述填充第二沟槽的工艺为等离子体增强化学气相沉积工艺。

6.如权利要求5所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述等离子体增强化学气相沉积工艺的沉积腔的压力为0.3~0.5托。

7.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述金属栅极的材料为钨。

8.如权利要求7所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，去除部分厚度的金属栅极的工艺为湿法刻蚀工艺，所述湿法刻蚀工艺采用的溶液为乙二醇和氢氟酸的混合溶液。

9.如权利要求8所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，乙二醇和氢氟酸的混合溶液中乙二醇的质量百分比浓度为94%~97%，氢氟酸的质量百分比浓度为4%~6%。

10.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，在第一凹槽中填充满金属之前，在第一凹槽的侧壁和底部形成高K栅介质层。

11.如权利要求10所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述高K栅介质层的材料为氧化铪、氧化硅铪、氮氧化硅铪、氧化铪钽、氧化铪钛、氧化铪锆中的一种或几种。

12.如权利要求11所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，去除部分厚度的所述金属栅极后，再去除第一凹槽侧壁的部分高度的所述高K栅介质层，所述高K栅介质层被去除的高度与金属栅极被去除的厚度相等。

13.如权利要求12所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，刻蚀所述高K栅介质层采用的工艺为湿法刻蚀工艺，湿法刻蚀工艺采用的溶液为稀释的乙二酸溶液。

14.如权利要求13所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述乙二酸溶液的质量百分比浓度为30%~60%。

15.一种鳍式场效应管，其特征在于，包括：

半导体衬底，位于所述半导体衬底上的鳍部；

横跨所述鳍部的表面和侧壁的金属栅极结构；

位于所述半导体衬底表面的介质层，所述介质层覆盖所述鳍部和金属栅极结构，所述介质层的表面高于金属栅极结构的顶部表面；

位于所述介质层中暴露所述金属栅极结构顶部表面的第二凹槽；

填充满所述第二凹槽的隔离层，所述隔离层中具有空气隙。

16.如权利要求15所述的鳍式场效应管，其特征在于，所述隔离层的材料为SiN、SiON或SiOCN。

17.如权利要求16所述的鳍式场效应管，其特征在于，第二凹槽的深度大于等于第二凹槽的宽度。

18.如权利要求17所述的鳍式场效应管，其特征在于，所述第二凹槽的深度小于等于60纳米，宽度小于等于30纳米。