[發明專利]制造半導體器件的方法

無效

• 申請號: 200810001897.4
• 申請日: 2008-01-17
• 公開（公告）號: CN101419905A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 梁洪善;趙興在;崔源峻
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/82
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉繼富;顧晉偉

相關申請的交叉引用

本申請要求2007年10月24日提交的韓國專利申請10-2007-0107357 的優先權，通過引用將其全部內容并入本文。

技術領域

本發明涉及制造半導體器件的方法，更具體涉及制造包括燈泡型凹陷 溝道的半導體器件的方法。

背景技術

已經提出一種增加凹陷溝道長度的方法以獲得相對于常規凹陷溝道 而言改善的數據保持時間和電流特性。該方法包括蝕刻凹陷溝道底部以形 成燈泡型凹陷溝道。包括這種燈泡型凹陷溝道的半導體器件稱為燈泡型凹 陷溝道陣列晶體管(bulb?type?recess?channel?array?transistor，BRCAT)。

圖1A和1B為說明制造包括燈泡型凹陷溝道的半導體器件的方法的橫 截面圖。

參照圖1A，在襯底11中形成燈泡型凹陷圖案12。燈泡型凹陷圖案12 包括第一凹陷12A和第二凹陷12B。第二凹陷12B具有圓形形狀并且第二 凹陷12B的寬度比第一凹陷12A的寬度大。

在燈泡型凹陷圖案12上形成絕緣層13。然后在絕緣層13上形成非晶 硅層14并填充由燈泡型凹陷圖案12所提供的間隔。雖然沒有顯示，但非 晶硅層14摻雜有雜質。

參照圖1B，對非晶硅層14實施熱處理過程。因此，非晶硅層14轉變 為多晶硅層14A。

根據常規方法，通過以下過程形成多晶硅層14A：形成非晶硅層14， 在非晶硅層14內摻雜雜質，和實施用于活化雜質的熱處理過程，以將非晶 硅層14轉變為多晶硅層14A。該熱處理過程被稱為注入后退火(post implantation?anneal，PIA)過程。

然而，在形成非晶硅層14時難以避免在第二凹陷12B內產生縫15。 縫15可在后續熱處理過程中生長和移動。即對具有微小縫例如微空隙的非 晶硅層14，縫15在非晶硅層14轉變為多晶硅層14A時由于體積和壓力的 變化可生長并移動。

縫15可移動并在絕緣層13上產生空隙。因此，形成絕緣層13和多晶 硅層14A不接觸的區域。該區域由附圖標記15A表示。這種區域的產生可 導致減小的有效溝道表面積，引起降低的電流。而且，可導致寫入恢復時 間(tWR)失效。

已提出使用多步驟過程的另一種制造方法，以減少縫的生長和移動。 圖1C圖示說明利用多步驟過程形成多晶硅層的常規方法。

根據所述多步驟過程，在襯底11′中形成燈泡型凹陷區域12′。燈泡型 凹陷區域12′包括第一凹陷12A′和第二凹陷12B′。在燈泡型凹陷區域12′ 和襯底11′上形成絕緣層13′。形成第一非晶硅層14A′。實施第一熱處理過 程和清洗過程。在所得結構上形成第二非晶硅層14B。

當實施多步驟過程時，通過第一熱處理過程將第一非晶硅層14A′轉變 為多晶硅層。因此，在第二非晶硅層14B形成之后實施的后續高溫熱處理 過程中，第一非晶硅層14A′不可能改變。結果，在形成第二非晶硅層14B 時可控制縫16的移動。

雖然多步驟過程可防止縫移動，但是該過程復雜。由此，制造時間增 加，導致成本增加。因此，可能需要簡化的過程。

另外，常規方法利用通過對非晶硅層實施熱處理過程獲得的多晶硅層 作為柵電極。因此，在多晶硅層上可發生嚴重的側壁損傷，或在柵極蝕刻 過程中柵極的蝕刻外形會變得不規則。

發明內容

本發明的實施方案提供一種利用簡單方法制造包括燈泡型凹陷溝道 的半導體器件的方法，該方法可降低在用作柵電極的多晶硅層中的縫移 動。

本發明的實施方案還提供一種制造具有均勻柵極蝕刻外形分布(etch profile?distribution)的半導體器件的方法。

根據本發明的一個方面，制造半導體器件的方法包括：在包括用于形 成多平面(multi-plane)溝道的圖案的襯底上形成絕緣層，在絕緣層上形 成柱狀多晶硅層并填充圖案，和實施熱處理過程。