[發明專利]嵌壁式柵極結構及其制備方法

無效

• 申請號: 200610073181.6
• 申請日: 2006-04-10
• 公開（公告）號: CN101055891A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 王廷熏
• 申請（專利權）人: 茂德科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/78;H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司
• 代理人: 包紅健

1.一種嵌壁式柵極結構，其特征是包含:

半導體基板，具有溝槽，且該溝槽內之半導體基板呈多層階梯結構，其具有至少一個第一凹部與一個第二凹部；

柵氧化層，設置于該溝槽中；且該第一凹部具有第一表面，該第二凹部具有第二表面，且該第一表面上之柵氧化層厚度不同于該第二表面上之柵氧化層厚度；以及

導電層，設置于該柵氧化層上。

2.根據權利要求1所述之嵌壁式柵極結構，其特征是該柵氧化層覆蓋該溝槽之該多層階梯結構上。

3.根據權利要求1所述之嵌壁式柵極結構，其特征是該第一凹部之深度小于該第二凹部之深度，且該第一表面上之柵氧化層厚度大于該第二表面上之柵氧化層厚度。

4.根據權利要求1所述之嵌壁式柵極結構，其特征是還包含多個摻雜區，設置于該多層階梯結構下方之半導體基板中。

5.根據權利要求4所述之嵌壁式柵極結構，其特征是該多個摻雜區包含:

第一摻雜區，設置于該第一凹部下方之半導體基板中；以及

第二摻雜區，設置于該第二凹部下方之半導體基板中，其中該第二摻雜區之摻雜濃度不同于該第一摻雜區之摻雜濃度。

6.根據權利要求4所述之嵌壁式柵極結構，其特征是上述多個摻雜區之摻質種類不相同。

7.根據權利要求1所述之嵌壁式柵極結構，其特征是另包含載流子通道，設置于該溝槽下方之半導體基板中。

8.一種嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是包含下列步驟:

形成掩膜層于半導體基板上，該掩膜層具有開口；

形成溝槽于該開口下方之半導體基板中，其中該溝槽內之半導體基板呈多層階梯結構；

進行熱氧化工藝，形成柵氧化層于該溝槽內；且該多層階梯結構具有至少一個第一凹部與一個第二凹部，該第一凹部具有第一表面，該第二凹部具有第二表面，且該第一表面上之柵氧化層厚度不同于該第二表面上之柵氧化層厚度；以及

形成導電層，其至少填滿該溝槽。

9.根據權利要求8所述之嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是形成該溝槽于該開口下方之半導體基板中包含進行多次摻雜工藝，將摻質植入該多層階梯結構下方之半導體基板中。

10.根據權利要求9所述之嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是上述多次摻雜工藝之摻雜劑量不相同。

11.根據權利要求9所述之嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是上述多次摻雜工藝之摻質種類不相同。

12.根據權利要求9所述之嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是上述多次摻雜工藝之摻質選自氮離子、氮氣離子、氧化亞氮離子及氧化氮離子組成之群。

13.根據權利要求9所述之嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是上述多次摻雜工藝之摻質含硼摻質或含磷摻質。

14.根據權利要求8所述之嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是形成溝槽于該開口下方之半導體基板中包含；

形成該第一凹部于該開口下方之半導體基板中；

形成第一間隙壁于該第一凹部之內壁；以及

利用該第一間隙壁為蝕刻掩膜，蝕刻該半導體基板以形成該第二凹部。

15.根據權利要求12所述之嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是在形成該第一間隙壁之前，另包含進行摻雜工藝以將摻質植入該第一凹部下方之半導體基板中。

16.根據權利要求12所述之嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是另包含進行摻雜工藝以將摻質植入該第二凹部下方之半導體基板中。

17.根據權利要求12所述之嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是另包含下列步驟:

形成第二間隙壁于該第二凹部之內壁；以及

利用該第二間隙壁為蝕刻掩膜，蝕刻該半導體基板以形成第三凹部。

18.根據權利要求8所述之嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是該多層階梯結構之形成包含；

利用該掩膜層為蝕刻掩膜，蝕刻該半導體基板；

去除預定部分之掩膜層；以及

利用該掩膜層為蝕刻掩膜，蝕刻該半導體基板。

19.根據權利要求18所述之嵌壁式柵極結構之制備方法，其特征是該掩膜層是光刻膠層或介電層。