形成多鰭結構場發射晶體管的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造領域，更具體地說，本發明涉及一種形成多鰭結構場發射晶體管的方法。
【背景技術】
[0002]現在的多鰭(multiple fin)結構多為獨立的鰭連接到同一個源漏焊盤(S/Dpad)上。現有技術中，現有的專利申請對于U形溝道結構，都是采用兩次刻蝕分別形成鰭的兩個側面。
[0003]由此，根據現有技術的形成多鰭結構場發射晶體管的方法比較復雜，而且由于采用兩次刻蝕分別形成鰭的兩個側面，所以鰭的兩個側面的對稱性有時候并不理想。
[0004]所以，希望能夠提供一種能夠簡化鰭結構形成工藝并且使得鰭側壁的對稱性較好的形成多鰭結構場發射晶體管的方法。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠簡化鰭結構形成工藝并且使得鰭側壁的對稱性較好的形成多鰭結構場發射晶體管的方法。
[0006]為了實現上述技術目的，根據本發明，提供了一種形成多鰭結構場發射晶體管的方法，包括:依次形成絕緣體層、硅層和第一硬掩膜層；形成第一硬掩膜層的掩膜圖案；沉積第二硬掩膜層，并且對第二硬掩膜層進行刻蝕以便在掩膜圖案的側壁上形成掩膜側壁；利用掩膜圖案和掩膜側壁對硅層進行第一次刻蝕，從而在掩膜側壁外側形成硅層中的凹槽；去除掩膜圖案；利用掩膜側壁對硅層進行第二次刻蝕，從而完全去除凹槽下方的硅層，并且在與掩膜圖案相對應的位置形成鰭結構凹槽，從而獲取硅層經過第一次刻蝕和第二次刻蝕之后得到的U型結構。
[0007]優選地，所述形成多鰭結構場發射晶體管的方法還包括:去除掩膜側壁。
[0008]優選地，第一次刻蝕得到的凹槽的深度不小于10nm。
[0009]優選地，第一次刻蝕得到的凹槽的深度等于鰭的寬度。
[0010]優選地，第一硬掩膜層的材料是選自SiN、Si0N、Si02、TiN、BN、無定形碳的單層。
[0011]優選地，第一硬掩膜層的材料是由SiN、S1N, S12, TiN, BN、無定形碳中的兩種或多種形成的多層結構。
[0012]優選地，第二硬掩膜層的材料是選自SiN、Si0N、Si02、TiN、BN、無定形碳等的單層。
[0013]優選地，第二硬掩膜層的材料是由SiN、S1N, S12, TiN, BN、無定形碳中的兩種或多種形成的多層結構。
[0014]優選地，一個U型結構的U形溝道的只連接到一個源漏焊盤上。
[0015]優選地，多個U形溝道連接在同一個源漏焊盤上。
[0016]本發明通過對硬質掩膜結構的優化，在絕緣體上硅晶圓上刻蝕形成具有一定高度差的臺階結構，進而得到U形溝道的多鰭結構；其中鰭的兩個側面經過一次刻蝕形成，不僅簡化了鰭結構形成工藝，而且鰭側壁的對稱性較好。
【附圖說明】
[0017]結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中:
[0018]圖1至圖6示意性地示出了根據本發明優選實施例的形成多鰭結構場發射晶體管的方法的各個步驟。
[0019]圖7至圖9示意性地示出了根據本發明優選實施例的形成多鰭結構場發射晶體管的方法的改進方案。
[0020]需要說明的是，附圖用于說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。
[0022]圖1至圖6示意性地示出了根據本發明優選實施例的形成多鰭結構場發射晶體管的方法的各個步驟。
[0023]如圖1至圖6所示，根據本發明優選實施例的形成多鰭結構場發射晶體管的方法包括:
[0024]依次形成絕緣體層10、硅層20和第一硬掩膜層30，如圖1所示；
[0025]形成第一硬掩膜層30的掩膜圖案31，如圖2所示；
[0026]沉積第二硬掩膜層，并且對第二硬掩膜層進行刻蝕以便在掩膜圖案31的側壁上形成掩膜側壁40，如圖3所示；
[0027]利用掩膜圖案31和掩膜側壁40對硅層20進行第一次刻蝕，從而在掩膜側壁40外側形成硅層20中的凹槽50，如圖4所示；優選地，第一次刻蝕得到的凹槽50的深度不小于10nm，優選地，第一次刻蝕得到的凹槽50的深度應接近鰭的寬度。
[0028]去除掩膜圖案31，如圖5所示；
[0029]利用掩膜側壁40對硅層20進行第二次刻蝕，從而完全去除凹槽50下方的硅層，并且在與掩膜圖案31相對應的位置形成鰭結構凹槽60，從而獲取硅層20經過第一次刻蝕和第二次刻蝕之后得到的U型結構70，如圖6所示。
[0030]此后，可以去除掩膜側壁40。
[0031]優選地，第一硬掩膜層30的材料是選自SiN、Si0N、Si02、TiN、BN、無定形碳等的單層，或者第一硬掩膜層30的材料是由SiN、Si0N、Si02、TiN、BN、無定形碳中的兩種或多種形成的多層結構。
[0032]同樣優選地，第二硬掩膜層的材料是選自SiN、S1N, S12, TiN, BN、無定形碳等的單層，或者第二硬掩膜層的材料是由SiN、S1N, S12、TiN, BN、無定形碳中的兩種或多種形成的多層結構。
[0033]在本發明中，在絕緣體上硅晶圓上形成具有U形溝道的多鰭結構，其中鰭的兩個側面經過一次刻蝕形成，不僅簡化了鰭結構形成工藝，而且鰭側壁的對稱性較好。
[0034]進一步地，圖7至圖9示意性地示出了根據本發明優選實施例的形成多鰭結構場發射晶體管的方法的改進方案。
[0035]可以設計一個U型結構70的U形溝道的只連接到一個源漏焊盤上，同時設計使得多個U形溝道連接在同一個源漏焊盤上，如圖9的俯視圖所示。在此情況下，可以在如圖7所示的多個U型結構70上形成多晶硅柵極80，如圖8和圖9所示。
[0036]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關系或者順序關系等。
[0037]可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種形成多鰭結構場發射晶體管的方法，其特征在于包括: 依次形成絕緣體層、硅層和第一硬掩膜層； 形成第一硬掩膜層的掩膜圖案； 沉積第二硬掩膜層，并且對第二硬掩膜層進行刻蝕以便在掩膜圖案的側壁上形成掩膜側壁； 利用掩膜圖案和掩膜側壁對硅層進行第一次刻蝕，從而在掩膜側壁外側形成硅層中的凹槽； 去除掩膜圖案； 利用掩膜側壁對硅層進行第二次刻蝕，從而完全去除凹槽下方的硅層，并且在與掩膜圖案相對應的位置形成鰭結構凹槽，從而獲取硅層經過第一次刻蝕和第二次刻蝕之后得到的U型結構。
2.根據權利要求1所述的形成多鰭結構場發射晶體管的方法，其特征在于還包括:去除掩膜側壁。
3.根據權利要求1或2所述的形成多鰭結構場發射晶體管的方法，其特征在于，第一次刻蝕得到的凹槽的深度不小于10nm。
4.根據權利要求1或2所述的形成多鰭結構場發射晶體管的方法，其特征在于，第一次刻蝕得到的凹槽的深度等于鰭的寬度。
5.根據權利要求1或2所述的形成多鰭結構場發射晶體管的方法，其特征在于，第一硬掩膜層的材料是選自SiN、S1N, S12, TiN, BN、無定形碳的單層。
6.根據權利要求1或2所述的形成多鰭結構場發射晶體管的方法，其特征在于，第一硬掩膜層的材料是由SiN、S1N, S12、TiN, BN、無定形碳中的兩種或多種形成的多層結構。
7.根據權利要求1或2所述的形成多鰭結構場發射晶體管的方法，其特征在于，第二硬掩膜層的材料是選自SiN、S1N, S12、TiN, BN、無定形碳等的單層。
8.根據權利要求1或2所述的形成多鰭結構場發射晶體管的方法，其特征在于，第二硬掩膜層的材料是由SiN、S1N, S12、TiN, BN、無定形碳中的兩種或多種形成的多層結構。
9.根據權利要求1或2所述的形成多鰭結構場發射晶體管的方法，其特征在于，一個U型結構的U形溝道的只連接到一個源漏焊盤上。
10.根據權利要求1或2所述的形成多鰭結構場發射晶體管的方法，其特征在于，多個U形溝道連接在同一個源漏焊盤上。
【專利摘要】本發明提供了一種形成多鰭結構場發射晶體管的方法，包括：依次形成絕緣體層、硅層和第一硬掩膜層；形成第一硬掩膜層的掩膜圖案；沉積第二硬掩膜層，并且對第二硬掩膜層進行刻蝕以便在掩膜圖案的側壁上形成掩膜側壁；利用掩膜圖案和掩膜側壁對硅層進行第一次刻蝕，從而在掩膜側壁外側形成硅層中的凹槽；去除掩膜圖案；利用掩膜側壁對硅層進行第二次刻蝕，從而完全去除凹槽下方的硅層，并且在與掩膜圖案相對應的位置形成鰭結構凹槽，從而獲取硅層經過第一次刻蝕和第二次刻蝕之后得到的U型結構。
【IPC分類】H01L21-336
【公開號】CN104701184
【申請號】CN201510125943
【發明人】鮑宇
【申請人】上海華力微電子有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月20日