一种U型结构的半浮栅器件及其制造方法

摘要

本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种U型结构的半浮栅器件及其制造方法。本发明在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定义出器件浮栅开口区域的位置，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，之后再去除掉硬掩膜层；同时，在源漏接触区形成之后把控制栅牺牲层去除，再淀积金属栅极，使得U型结构的半浮栅器件可以集成金属栅极和高介电常数材料栅介质。本发明采用自对准工艺，过程简单且稳定，可控性强，降低生产成本，而且可以精确控制浮栅的宽度，降低器件尺寸。

主权项

一种U型结构的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：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；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，然后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半导体衬底的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，使得位于U形凹槽顶部的第三层绝缘薄膜暴露出来；刻蚀掉暴露出的第三层绝缘薄膜，在U形凹槽的顶部将源区和漏区暴露出来；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，此时第二层多晶硅在U形凹槽的顶部与源区和漏区接触；去除掉位于第二层绝缘薄膜之上的第二层多晶硅，而仅保留位于U形凹槽内的第二层多晶硅；覆盖所形成的结构淀积一层光刻胶，通过光刻工艺形成图形后，位于U形凹槽上方的光刻胶在源区的一侧将位于U形凹槽内靠近源区一侧的部分第二层多晶硅暴露出来；以光刻胶为掩膜刻蚀具有第一种掺杂类型的多晶硅，所刻蚀的深度高于源区的底部且应暴露出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，浮栅在U形凹槽内且上面未超出U形凹槽的侧壁，并在靠近源区的一侧形成一个缺口，使得浮栅与源区被第三层绝缘薄膜隔离；刻蚀掉第二层绝缘薄膜和第一层绝缘薄膜；在所形成结构的表面淀积形成第四层绝缘薄膜，则在靠近漏区的一侧在U形凹槽的顶部在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，所述浮栅在U形凹槽的顶部通过所述浮栅开口区域与漏区接触形成pn结接触。