[發明專利]深度耗盡溝道場效應晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201210243573.8
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN103545210A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 劉金華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

1.一種深度耗盡溝道場效應晶體管的制備方法，包括：

提供襯底，并對所述襯底進行離子注入以形成Vt設定區；

在所述Vt設定區上沉積犧牲層，并對所述犧牲層進行刻蝕以形成溝槽，所述溝槽的槽底位于Vt設定區的表面；

在所述溝槽的側壁形成偏移側墻；

對所述溝槽槽底的Vt設定區進行部分刻蝕，以使經過部分刻蝕之后的溝槽下部和槽底處于所述Vt設定區中；

對處于所述Vt設定區中的溝槽下部和槽底進行外延生長，以形成位于所述Vt設定區中的凹形非摻雜區；

在所述非摻雜區表面形成柵介質層，并在整個溝槽中沉積柵材料層并將所述溝槽填滿以形成柵極；

去除位于所述柵極兩側的犧牲層；

對位于所述柵極兩側的襯底進行第一次離子注入，以形成輕摻雜漏區，所述輕摻雜漏區位于所述柵極兩側的襯底中，且與所述非摻雜區的頂部外側相接；

在所述柵極兩側的偏移側墻外側形成主側墻；

對位于所述柵極兩側的襯底進行第二次離子注入，以形成位于所述柵極兩側襯底中的源/漏區。

2.根據權利要求1所述的深度耗盡溝道場效應晶體管的制備方法，其特征在于，在形成輕摻雜漏區之后，形成主側墻之前，還包括：

對柵極兩側的襯底進行袋狀注入，以形成位于所述輕摻雜漏區與非摻雜區相接處下側，并位于輕摻雜漏區和非摻雜區之間的袋狀注入區。

3.根據權利要求1所述的深度耗盡溝道場效應晶體管的制備方法，其特征在于，在所述溝槽的側壁形成偏移側墻包括：

在包括溝槽的整個器件表面沉積偏移側墻材料層；

采用干法蝕刻方法，去除位于犧牲層表面和位于Vt設定區表面的偏移側墻材料層。

4.根據權利要求1所述的深度耗盡溝道場效應晶體管的制備方法，其特征在于，在整個溝槽中沉積柵材料層并將所述溝槽填滿以形成柵極包括：

在包括溝槽的整個器件表面沉積柵材料層，并將所述溝槽填滿；

進行化學機械研磨以使器件表面平整。

5.根據權利要求1所述的深度耗盡溝道場效應晶體管的制備方法，其特征在于，在所述多晶硅柵極兩側的偏移側墻外側形成主側墻包括：

在整個器件表面沉積主側墻材料層；

采用干法蝕刻方法，去除位于襯底表面和位于柵極頂部的主側墻材料層。

6.根據權利要求1至5任一項所述的深度耗盡溝道場效應晶體管的制備方法，其特征在于：所述襯底為硅襯底，所述犧牲層材料為氧化硅，所述偏移側墻材料為氮化硅，所述非摻雜區材料為硅，所述柵介質層材料為氧化硅，所述柵極材料為多晶硅，所述主側墻為氮化硅和氧化硅的堆疊結構。

7.一種深度耗盡溝道場效應晶體管，其特征在于，包括：

襯底；

位于所述襯底中的Vt設定區；

位于所述Vt設定區中的凹形非摻雜區；

形成于所述非摻雜區上的柵介質層；

形成于所述柵介質層上并延伸出襯底表面的柵極；

位于所述柵極兩側的偏移側墻；

位于所述柵極兩側偏移側墻外側的主側墻；

位于所述柵極兩側襯底中，且與所述非摻雜區的頂部外側相接的源/漏區。

8.根據權利要求7所述的深度耗盡溝道場效應晶體管，其特征在于，還包括：

位于所述源/漏區與非摻雜區相接處下側，并位于所述源/漏區和非摻雜區之間的袋狀注入區。

9.根據權利要求7或8所述的深度耗盡溝道場效應晶體管，其特征在于：所述襯底為硅襯底，所述偏移側墻材料為氮化硅，所述非摻雜區材料為硅，所述柵介質層材料為氧化硅，所述柵極材料為多晶硅，所述主側墻為氮化硅和氧化硅的堆疊結構。