[发明专利]一种半浮栅器件的制造方法及器件

摘要

本发明揭示了一种半浮栅器件的制造方法及器件，在U形凹槽形成后，保留原先的硬掩膜层，先通过淀积第一层多晶硅并回刻来保护栅介质层，再去掉硬掩膜层，然后淀积第二层多晶硅，在对多晶硅进行刻蚀后，剩余的第二层多晶硅和第一层多晶硅形成器件的浮栅。同时，在源漏接触区形成之后再把控制栅牺牲层去除，淀积金属栅极，使半浮栅器件可以集成金属栅极和高介电常数材料栅介质。本发明通过自对准工艺来制造半浮栅器件，工艺过程简单且稳定，可控性强，降低了生产成本。

主权项

一种半浮栅器件的制造方法，包括一浮栅开口区域形成方法， 其特征在于：所述浮栅开口区域形成方法包括以下步骤：在所形成的 U 形凹槽的表面生长第三层绝缘薄膜；覆盖所形成的结构，淀积具有第一种掺杂类型的第一层多晶硅， 所述第一层多晶硅填满所述 U 形凹槽；对所形成的第一层多晶硅进行回刻，刻蚀后剩余的第一层多晶硅的顶部位于第二层绝缘薄膜的上表面之下且位于具有第二种掺杂类型的掺杂阱的底部之上；刻蚀掉所形成的第二层绝缘薄膜和第一层绝缘薄膜以及暴露出的第三层绝缘薄膜；覆盖所形成的结构，淀积具有第一种掺杂类型的第二层多晶硅， 此时第二层多晶硅与所形成的源区和漏区接触；在第二层多晶硅之上淀积一层光刻胶，通过光刻工艺形成图形后， 位于U形凹槽上方的光刻胶在漏区的一侧覆盖了部分漏区，在源区的一侧未覆盖源区且暴露出位于U形凹槽内靠近源区一侧的部分第二层多晶硅；以光刻胶为掩膜刻蚀具有第一种掺杂类型的多晶硅，在露出半导体衬底后，继续对半导体衬底进行刻蚀，所刻蚀的深度高于所述具有第二种掺杂类型的掺杂阱的底部并不高于所述第三层绝缘薄膜的顶部，此时，刻蚀后剩余的具有第一种掺杂类型的第二层多晶硅和第一层多晶硅共同形成器件的浮栅，且浮栅在靠近源区的一侧形成一个缺口并通过第三层绝缘薄膜与源区隔离，而浮栅在靠近漏区的一侧与未被刻蚀的半导体衬底部分接触，并与漏区形成 pn 结接触；在所形成结构的表面形成第四层绝缘薄膜，所述第四层绝缘薄膜与第三层绝缘薄膜的顶部之间自动形成一个开口，即为所述浮栅与漏区之间的浮栅开口区域；其中，在所述浮栅开口区域形成方法之前包括以下步骤：提供一个已形成浅槽隔离结构的具有第一种掺杂类型的半导体衬底；在所述半导体衬底内形成具有第二种掺杂类型的掺杂阱；在所述半导体衬底表面生长第一层绝缘薄膜；在所述第一层绝缘薄膜之上生长第二层绝缘薄膜；通过光刻工艺定义出器件的沟道区的位置；以光刻胶为掩膜刻蚀第二层绝缘薄膜和第一层绝缘薄膜，停止在半导体衬底表面，以所述第二层绝缘薄膜和第一层绝缘薄膜为掩膜继续刻蚀半导体衬底，在所述半导体衬底内形成U形凹槽，所形成的U形凹槽的底部低于所述具有第二种掺杂类型的掺杂阱的底部，将具有第二种掺杂类型的掺杂阱分隔开，分别作为器件的源区和漏区，且所述U形凹槽底部的第一种掺杂类型半导体衬底将所述源区和漏区连接，成为器件的沟道区。