[发明专利]埋藏沟道晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种埋藏沟道晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底内形成阱区；

在所述阱区内形成反型掺杂区，所述反型掺杂区中掺杂的杂质离子的类型与阱区中掺杂的杂质离子的类型相反，且反型掺杂区的深度小于阱区的深度；

在所述阱区内形成防穿通区，所述防穿通区中掺杂的杂质离子的类型与阱区中掺杂的杂质离子的类型相同，且所述防穿通区中掺杂的杂质离子的类型与反型掺杂区中掺杂的杂质离子的类型相反；所述防穿通区深度大于后续步骤中形成的源区和漏区的深度，且与源区和漏区不接触；

在所述反型掺杂区的上方的半导体衬底表面上形成栅极结构，所述栅极结构包括栅介质层、位于栅介质层上的栅电极以及位于栅介质层和栅电极的两侧侧壁的侧墙，所述栅电极的中掺杂有杂质离子，所述栅电极中掺杂的杂质离子的类型与阱区中掺杂的杂质离子的类型相同；

在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成源区和漏区，所述源区和漏区中掺杂的杂质离子的类型与阱区中的杂质离子类型相反，源区和漏区的深度小于阱区的深度且大于反型掺杂区的深度；

所述源区和漏区包括位于侧墙的表面以及侧墙两侧的半导体衬底表面掺杂有杂质离子的源漏区材料层和位于侧墙两侧的半导体衬底内的与源漏区材料层接触的掺杂区，所述源漏区材料层为后续形成与源漏区电连接的金属插塞提供接触空间，并且为晶体管的导通提供载流子，因而减小源区和漏区在半导体衬底上占据的横向尺寸。

2.如权利要求1所述的埋藏沟道晶体管的形成方法，其特征在于，当形成的晶体管为N型的晶体管时，所述阱区中掺杂的杂质离子中的杂质离子类型为P型，反型掺杂区中掺杂的杂质离子的类型为N型，栅电极中掺杂的杂质离子的类型为P型，源区和漏区中掺杂的杂质离子的类型为N型。

3.如权利要求1所述的埋藏沟道晶体管的形成方法，其特征在于，当形成的晶体管为P型的晶体管时，所述阱区中掺杂的杂质离子中的杂质离子类型为N型，反型掺杂区中掺杂的杂质离子的类型为P型，栅电极中掺杂的杂质离子的类型为N型，源区和漏区中掺杂的杂质离子的类型为P型。

4.如权利要求2或3所述的埋藏沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述杂质离子类型为N型时，所述杂质离子为磷离子、砷离子或锑离子中的一种或几种；所述杂质离子类型为P型时，所述杂质离子为硼离子、镓离子或铟离子中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的埋藏沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述反型掺杂区的形成工艺为离子注入。

6.如权利要求1所述的埋藏沟道晶体管的形成方法，其特征在于，晶体管工作时，所述反型掺杂区与阱区之间形成的PN结作为埋藏沟道。

7.如权利要求1所述的埋藏沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述反型掺杂区的宽度大于栅电极的宽度。

8.如权利要求1所述的埋藏沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层和栅电极的形成过程为：在所述半导体衬底表面上形成栅介质材料层；在所述栅介质材料层表面形成栅电极材料层，所述栅电极材料层中掺杂有掺杂离子；在所述栅电极材料层表面形成图形化的硬掩膜层；以所述图形化的硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述栅电极材料层和栅介质材料层，在半导体衬底表面上形成栅介质层和栅电极。

9.如权利要求8所述的埋藏沟道晶体管的形成方法，其特征在于，通过离子注入工艺在栅电极材料层中掺杂杂质离子，或者通过原位自掺杂工艺在栅电极材料层中掺杂杂质离子。

10.如权利要求8所述的埋藏沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述源区和漏区的形成过程为：以硬掩膜层和栅极结构为掩膜，对栅极结构两侧的半导体衬底进行离子注入，在栅极结构两侧的半导体衬底内形成源区和漏区。