[發明專利]具有雙金屬控制柵的半浮柵晶體管的制造方法

在審

• 申請號: 202110862323.1
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113643981A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 楊志剛;冷江華;劉珩;關天鵬
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/788
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種具有雙金屬控制柵的半浮柵晶體管的制造方法，其特征在于，半浮柵晶體管的柵極結構的形成工藝包括如下步驟：

步驟一、在半導體襯底上形成半浮柵結構，所述半浮柵結構包括浮柵介質層、浮柵窗口和浮柵導電材料層，在所述浮柵窗口內所述浮柵導電材料層和所述半導體襯底表面接觸；

步驟二、形成由第二柵介質層和第二多晶硅層疊加而成的偽柵極結構；所述偽柵極結構覆蓋后續需要形成的第一金屬控制柵、控制柵間介質層和第二金屬控制柵的形成區域并呈一個整體結構；

步驟三、將所述偽柵極結構替換為由第三柵介質層和第三金屬柵疊加形成的金屬柵塊；

步驟四、采用刻蝕工藝將所述控制柵間介質層的形成區域的所述第三金屬柵和所述第三柵介質層去除并使所述金屬柵塊分割成所述第一金屬控制柵和所述第二金屬控制柵，所述第一金屬控制柵將所述半浮柵結構的頂部表面全部覆蓋，所述第二金屬控制柵覆蓋再所述半導體襯底表面上；

步驟五、在所述控制柵間介質層的形成區域形成所述控制柵間介質層。

2.如權利要求1所述的具有雙金屬控制柵的半浮柵晶體管的制造方法，其特征在于：步驟一中，所述半浮柵結構具有溝槽柵結構，形成工藝包括如下分步驟：

步驟11、在所述半導體襯底上形成第一柵極溝槽；

步驟12、形成所述浮柵介質層，所述浮柵介質層覆蓋在所述第一柵極溝槽的內側表面并延伸到所述第一柵極溝槽外的所述半導體襯底表面；

步驟13、在所述第一柵極溝槽外的所述半導體襯底的選定區域表面形成所述浮柵窗口，所述浮柵窗口內的所述浮柵介質層被去除；

步驟14、形成所述浮柵導電材料層將所述第一柵極溝槽完全填充并延伸到所述第一柵極溝槽外；

步驟15、進行刻蝕將所述半浮柵結構的形成區域外的所述浮柵導電材料層和所述浮柵介質層都去除以形成所述半浮柵結構。

3.如權利要求2所述的具有雙金屬控制柵的半浮柵晶體管的制造方法，其特征在于：所述半導體襯底包括硅襯底。

4.如權利要求2所述的具有雙金屬控制柵的半浮柵晶體管的制造方法，其特征在于：在形成所述第一柵極溝槽之前還包括如下步驟：

在所述半導體襯底上形成第二導電類型的第一阱區；

在所述第一阱區上形成第一導電類型的第二阱區；

所述第一柵極溝槽形成后，所述第一柵極溝槽會穿過所述第二阱區并將所述第二阱區分割成輕摻雜源區和輕摻雜漏區；

所述第一柵極溝槽的底部位于所述第一阱區中且被所述第一柵極溝槽覆蓋所述第一阱區表面用于形成導電溝道；

所述浮柵窗口位于所述輕摻雜漏區表面上。

5.如權利要求4所述的具有雙金屬控制柵的半浮柵晶體管的制造方法，其特征在于：同一所述半導體襯底上同時集成有多個半浮柵晶體管，相鄰兩個所述半浮柵晶體管共用同一個所述輕摻雜源區并作為一個半浮柵晶體管對。

6.如權利要求5所述的具有雙金屬控制柵的半浮柵晶體管的制造方法，其特征在于：步驟二中的所述偽柵極結構通過完成所述第二柵介質層和所述第二多晶硅層的生長工藝之后再對所述第二多晶硅層和所述第二柵介質層進行刻蝕形成。