[发明专利]一种鳍式场效应晶体管及其制造方法

说明书

本发明提供一种鳍式场效应晶体管及其制作方法，所述方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底的第一区域上形成第一隔离层；在所述半导体衬底的第二区域上形成第二隔离层，所述第二隔离层的密度低于所述第一隔离层的密度；刻蚀所述第一隔离层及所述第二隔离层，形成定义鳍片的第一沟槽和第二沟槽，所述第二沟槽的宽度大于所述第一沟槽的宽度；填充所述第一沟槽和第二沟槽，以形成第一鳍片和第二鳍片。根据本发明提出的鳍式场效应晶体管的制造方法，能够得到不同宽度与有效高度的鳍片。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，具体而言涉及一种鳍式场效应晶体管及其制造方法。

背景技术

半导体器件尺寸的不断缩小是推动集成电路制造技术改进的主要因素。由于调整栅氧化物层的厚度和源/漏极的结深度的限制，很难将常规的平面MOSFET器件缩小至32nm以下的工艺，因此，已经开发出多栅极场效应晶体管。

典型的多栅极场效应晶体管为鳍式场效应晶体管(FinFET)，它使得器件的尺寸更小，性能更高。鳍式场效应晶体管包括垂直于衬底的鳍片，导电沟道形成在该鳍片中，且鳍片之上及两侧包围有栅极。与传统的平面结构相比，鳍式场效应晶体管实现全耗尽的工作模式，栅电极从垂直鳍结构的三边控制导电沟道，因而鳍式场效应晶体管具有更好的沟道控制能力和更好的亚阈值斜率，可以提供更小的泄露电流、更小的栅极延迟以及更大的电流驱动能力。

尽管鳍式场效应晶体管相对于平面结构场效应晶体管来说提供了改进的性能，但是也带来了一些设计挑战。具体来说，常规MOSFET对于器件宽度基本上无限制，而鳍式场效应晶体管鳍片的宽度和高度一般是固定的，因此，对于给定的晶体管长度，鳍式场效应晶体管的饱和电流是固定的。然而，在高性能集成电路中，经常需要具有不同驱动能力的晶体管，例如SRAM(静态随机存取存储器)单元。SRAM一般由6个MOS构成，需要具有不同的驱动电流，以便实现SRAM单元的最佳性能。然而对于鳍式场效应晶体管，只能采用改变并联的鳍片数量的方法来达到目的。

因此，有必要提出一种鳍式场效应晶体管的制造方法，能够得到不同宽度与有效高度的鳍片。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种新型的鳍式场效应晶体管的制作方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底的第一区域上形成第一隔离层；

在所述半导体衬底的第二区域上形成第二隔离层，所述第二隔离层的密度低于所述第一隔离层；

刻蚀所述第一隔离层及所述第二隔离层，形成定义鳍片的第一沟槽和第二沟槽，所述第二沟槽的宽度大于所述第一沟槽；

填充所述第一沟槽和第二沟槽，以形成第一鳍片和第二鳍片。

示例性地，还包括回刻蚀所述第一隔离层及所述第二隔离层，使所述第一鳍片和第二鳍片暴露预定的有效高度的步骤，所述第二鳍片的有效高度大于所述第一鳍片的有效高度。

示例性地，所述第二隔离层的刻蚀速率及抛光速率大于所述第一隔离层的刻蚀速率及抛光速率。

示例性地，所述刻蚀步骤包括通过使用掩膜干法刻蚀形成定义鳍片的第一沟槽和第二沟槽，以及通过湿法刻蚀所述第一沟槽和第二沟槽使所述第二沟槽的宽度大于所述第一沟槽的宽度。

示例性地，所述第一鳍片和第二鳍片的形成方法为外延生长法。

示例性地，形成所述第二隔离层之后，还包括执行平坦化工艺，使所述第一隔离层与所述第二隔离层形成阶梯式高度的步骤。

示例性地，所述平坦化工艺为化学机械抛光法。

示例性地，所述刻蚀步骤采用的掩膜为掩膜叠层。

示例性地，所述掩膜叠层包括旋涂碳层及介质抗反射层。