[發明專利]一種半浮柵器件的制造方法及器件

有效

• 申請號: 201310401785.9
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN104425388B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 劉偉;劉磊
• 申請（專利權）人: 蘇州東微半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L27/11521;H01L29/423;H01L29/78;H01L27/07
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 陸明耀,陳忠輝

1.一種半浮柵器件的制造方法，包括一浮柵開口區域形成方法，其特征在于：所述浮柵開口區域形成方法包括以下步驟：

在所形成的U形凹槽的表面生長第三層絕緣薄膜；

覆蓋所形成的結構，淀積具有第一種摻雜類型的第一層多晶硅，所述第一層多晶硅填滿所述U形凹槽；

對所形成的第一層多晶硅進行回刻，刻蝕后剩余的第一層多晶硅的頂部位于第二層絕緣薄膜的上表面之下且位于具有第二種摻雜類型的摻雜阱的底部之上；

刻蝕掉所形成的第二層絕緣薄膜和第一層絕緣薄膜以及暴露出的第三層絕緣薄膜；

覆蓋所形成的結構，淀積具有第一種摻雜類型的第二層多晶硅，此時第二層多晶硅與所形成的源區和漏區接觸；

在第二層多晶硅之上淀積一層光刻膠，通過光刻工藝形成圖形后，位于U形凹槽上方的光刻膠在漏區的一側覆蓋了部分漏區，在源區的一側未覆蓋源區且暴露出位于U形凹槽內靠近源區一側的部分第二層多晶硅；

以光刻膠為掩膜刻蝕具有第一種摻雜類型的多晶硅，在露出半導體襯底后，繼續對半導體襯底進行刻蝕，所刻蝕的深度高于所述具有第二種摻雜類型的摻雜阱的底部并不高于所述第三層絕緣薄膜的頂部，此時，刻蝕后剩余的具有第一種摻雜類型的第二層多晶硅和第一層多晶硅共同形成器件的浮柵，且浮柵在靠近源區的一側形成一個缺口并通過第三層絕緣薄膜與源區隔離，而浮柵在靠近漏區的一側與未被刻蝕的半導體襯底部分接觸，并與漏區形成pn結接觸；

在所形成結構的表面形成第四層絕緣薄膜，所述第四層絕緣薄膜與第三層絕緣薄膜的頂部之間自動形成一個開口，即為所述浮柵與漏區之間的浮柵開口區域。

2.根據權利要求1所述的一種半浮柵器件的制造方法，其特征在于：在所述浮柵開口區域形成方法之前包括以下步驟：

提供一個已形成淺槽隔離結構的具有第一種摻雜類型的半導體襯底；

在所述半導體襯底內形成具有第二種摻雜類型的摻雜阱；

在所述半導體襯底表面生長第一層絕緣薄膜；

在所述第一層絕緣薄膜之上生長第二層絕緣薄膜；

通過光刻工藝定義出器件的溝道區的位置；

以光刻膠為掩膜刻蝕第二層絕緣薄膜和第一層絕緣薄膜，停止在半導體襯底表面，以所述第二層絕緣薄膜和第一層絕緣薄膜為掩膜繼續刻蝕半導體襯底，在所述半導體襯底內形成U形凹槽，所形成的U形凹槽的底部低于所述具有第二種摻雜類型的摻雜阱的底部，將具有第二種摻雜類型的摻雜阱分隔開，分別作為器件的源區和漏區，且所述U形凹槽底部的第一種摻雜類型半導體襯底將所述源區和漏區連接，成為器件的溝道區。

3.根據權利要求1所述的一種半浮柵器件的制造方法，其特征在于：在所述浮柵開口區域形成方法之后還包括以下步驟：

覆蓋所述第四層絕緣薄膜，淀積第三層多晶硅；

在所述第三層多晶硅之上淀積第五層絕緣薄膜；

通過光刻工藝和刻蝕工藝刻蝕所形成的第五層絕緣薄膜和第三層多晶硅，刻蝕后剩余的第三層多晶硅形成器件的多晶硅控制柵犧牲材料；

覆蓋所形成的結構，淀積形成第六層絕緣薄膜，并對所形成的第六層絕緣薄膜進行回刻以形成柵極側墻；

在所形成的柵極側墻的兩側進行源、漏刻蝕與外延工藝，以形成源漏接觸區；

覆蓋所形成的結構，淀積第一層層間介質材料，進行拋光直至露出多晶硅控制柵犧牲材料；

刻蝕掉暴露出的多晶硅控制柵犧牲材料；

覆蓋所述第四層絕緣薄膜，淀積第七層絕緣薄膜和金屬控制柵，進行拋光使金屬控制柵占據原來的多晶硅控制柵犧牲材料的位置；

淀積第二層層間介質材料，在所形成的第二層層間介質材料和第一層層間介質材料中形成接觸孔，并形成源電極、漏電極和柵電極。

4.根據權利要求3所述的一種半浮柵器件的制造方法，其特征在于：在刻蝕掉多晶硅控制柵犧牲材料后，先刻蝕掉第四層絕緣薄膜，再形成第七層絕緣薄膜和金屬控制柵。

5.根據權利要求3所述的一種半浮柵器件的制造方法，其特征在于：在刻蝕掉多晶硅控制柵犧牲材料后，不形成第七層絕緣薄膜，直接覆蓋第四層絕緣薄膜形成金屬控制柵。

6.根據權利要求3所述的一種半浮柵器件的制造方法，其特征在于：在形成柵極側墻后，在柵極側墻的兩側直接通過離子注入的方法在源區和漏區內形成高濃度的摻雜區以形成源漏接觸區。