进入超深亚微米领域后,传统的CMOS技术面临器件物理、工艺技术、加工设备等各方面的挑战.为了克服这些挑战,进一步实现集成电路的等比例缩小,人们致力于两方面的研究:一方面积极研发全新的信息处理技术,以便在CMOS技术的能力范围之外继续实现摩尔定律;另一方面积极研究新结构、新材料,以便充分挖掘CMOS技术的潜力,实现CMOS技术的进一步等比例缩小.本文在充分调研上述两方面成果的基础上,采用一种新的器件结构,确定了凹槽双栅自对准器件作为研究课题,主要完成了以下工作:1.在充分调研的基础上,分析、研究了凹槽双栅自对准器件结构,明确了影响该器件结构的主要结构参数,确定了研究方向;2.利用TSUREM4、MEDICI4.0计算机模拟软件对凹槽双栅自对准器件进行了工艺、器件模拟.优化了器件的工艺、结构参数,并验证了对该结构的分析;3.完成了关键工艺研究,包括:1)利用电子束直写技术成功地制备出了100nm的精细线条图形,研究了设计图形和曝光剂量对最终线宽的影响.在此基础上利用灰化技术得到了线宽50nm的精细线条图形;2)对氮化硅刻蚀条件进行了优化,研究了刻蚀参量,尤其是主刻气体当中各气体比例变化对刻蚀效果的影响,在此基础上成功制备出了线宽50nm,陡直性良好的五层介质假栅结构;3)利用旋涂稀释光刻胶后三次回刻的方法实现了硅膜的平坦化,取得了良好的效果4.优化了各种工艺参数及工艺相容性研究,尤其是对负结深的优化.研究表明负结深对器件的阈值电压、亚阈值特性、饱和驱动电流等电学特性有非常显著的影响.5.制备成功了栅长0.1μm的凹槽平面双栅自对准CMOS器件,有抬高的源、漏区,在体硅材料上实现了准SOI结构,器件实现了自隔离.器件沟道区的硅膜厚度为35nm.