[發(fā)明專利]于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中形成遮蔽柵極的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310337332.4
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN104347376B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賴世麒
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣茂矽電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司72003
• 代理人: 于寶慶,劉春生

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，尤其涉及一種形成多晶硅間氧化物以于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中形成遮蔽柵極的方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體工業(yè)中，最為常見的主流產(chǎn)品應(yīng)非金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)莫屬。其中，又以溝渠式金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Trench MOSFET)具有較佳的特性，而逐漸取代傳統(tǒng)的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。

于各式各樣的溝渠式金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中，由于遮蔽柵極溝渠式金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的遮蔽電極能有效降低柵極-漏極電容和改善晶體管的擊穿電壓，遂成為當(dāng)今業(yè)界的研發(fā)重點(diǎn)。

請參閱圖1A至圖1C，其為于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管形成遮蔽柵極的傳統(tǒng)方法的流程結(jié)構(gòu)示意圖。首先，于半導(dǎo)體基板1進(jìn)行硬質(zhì)掩模層(Hard Mask)11的沉積，并于半導(dǎo)體基板1及硬質(zhì)掩模層11進(jìn)行溝渠圖形布建；然后，對硬質(zhì)掩模層11進(jìn)行蝕刻；接著，進(jìn)行溝渠的光刻工藝（即黃光工藝），以形成溝渠12；最后則對溝渠12進(jìn)行蝕刻，例如干蝕刻，而形成如圖1A所示的結(jié)構(gòu)。

隨后，在硬質(zhì)掩模層11被移除后，于溝渠12處進(jìn)行底層?xùn)艠O氧化物121的成長，并進(jìn)行遮蔽柵極多晶硅122的沉積，再對遮蔽柵極多晶硅進(jìn)行回蝕(Etch back)，以形成如圖1B所示的結(jié)構(gòu)。跟著，在圖1B所示的結(jié)構(gòu)完成后，進(jìn)行高密度等離子體(High Density Plasma,HDP)氧化物沉積步驟，并以化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)法進(jìn)行表面拋光，以形成多晶硅間氧化物(Inter-Poly Oxide,IPO)123；最后，則進(jìn)行柵極氧化物124的沉積步驟以及柵極多晶硅125的沉積步驟，以形成如圖1C所示的結(jié)構(gòu)。

至此，以傳統(tǒng)方法形成的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的遮蔽柵極結(jié)構(gòu)已制造完成，然因傳統(tǒng)方法所用形成多晶硅間氧化物123的化學(xué)機(jī)械拋光法所需的制造成本相當(dāng)高昂，使得整個場效應(yīng)晶體管的總成本居高不下，實(shí)有進(jìn)一步改進(jìn)的必要。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的主要目的是提供一種于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中形成遮蔽柵極的方法，以解決現(xiàn)有場效應(yīng)晶體管的制造成本高昂且居高不下的缺點(diǎn)。

本公開的另一目的是提供一種于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中形成遮蔽柵極的方法，通過使用回蝕工藝形成多晶硅間氧化物區(qū)以取代傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光工藝，可使制造遮蔽柵極結(jié)構(gòu)的制造成本降低，進(jìn)而達(dá)到降低場效應(yīng)晶體管總成本的功效。同時，遮蔽柵極結(jié)構(gòu)可有效降低場效應(yīng)晶體管的柵極電荷，以達(dá)到提升場效應(yīng)晶體管整體表現(xiàn)的功效。

為達(dá)上述目的，本公開的一較廣實(shí)施方式提供一種于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中形成遮蔽柵極的方法，包括步驟：(a)提供具有至少一溝渠的半導(dǎo)體基板；(b)于該半導(dǎo)體基板的該溝渠內(nèi)形成底層?xùn)艠O氧化物區(qū)及遮蔽柵極多晶硅區(qū)；(c)以高溫等離子體沉積、多晶硅回蝕及氧化物回蝕于該遮蔽柵極多晶硅區(qū)上形成多晶硅間氧化物區(qū)；以及(d)于該多晶硅間氧化物區(qū)上形成柵極氧化物區(qū)及柵極多晶硅區(qū)。

附圖說明

圖1A至圖1C是于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管形成遮蔽柵極的傳統(tǒng)方法的流程結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2A至圖2D是本公開優(yōu)選實(shí)施例的于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管形成遮蔽柵極的方法的流程結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

1：半導(dǎo)體基板

11：硬質(zhì)掩模層

12：溝渠

121：底層?xùn)艠O氧化物

122：遮蔽柵極多晶硅

123：多晶硅間氧化物

124：柵極氧化物

125：柵極多晶硅

2：半導(dǎo)體基板

21：溝渠

22：底層?xùn)艠O氧化物區(qū)

23：遮蔽柵極多晶硅區(qū)

24：多晶硅間氧化物區(qū)

25：柵極氧化物區(qū)

26：柵極多晶硅區(qū)

27：氧化物層

具體實(shí)施方式

體現(xiàn)本公開特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本公開能夠在不同的實(shí)施方式上具有各種的變化，其皆不脫離本公開的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非架構(gòu)于限制本公開。