凹入式栅极金属氧化物半导体晶体管装置及其制作方法

摘要

本发明提供一种利用TTO多晶硅间隙壁制作自对准栅极沟槽的方法。首先提供半导体基底，其上形成有焊垫氧化物层和焊垫氮化物层。多个沟槽电容器嵌入该半导体基底的存储器阵列区域。各个沟槽电容器具有从半导体基底主表面凸出的沟槽顶部氧化物(TTO)。多晶硅间隙壁形成于该凸出TTO的两个对立侧上，且该多晶硅间隙壁在氧化之后作为蚀刻硬掩模，用于在紧靠沟槽电容器的位置蚀刻形成凹入式栅极沟槽。

主权项

一种凹入式栅极金属氧化物半导体晶体管装置的制作方法，包含：提供半导体基底，其中所述半导体基底具有主表面、阵列区域和周边电路区域，所述半导体基底在主表面上具有焊垫氧化物层；在所述半导体基底中形成多个沟槽电容器，其中各个所述沟槽电容器都被从所述主表面凸出的沟槽顶层所覆盖；在所述沟槽顶层的侧壁上形成间隙壁掩模单元；使用所述间隙壁掩模单元为蚀刻硬掩模，干法蚀刻所述半导体基底，由此形成自对准沟槽；在所述自对准沟槽的内表面上形成薄介电层；形成掺杂的源极/漏极区域；在所述自对准沟槽的侧壁和底部上形成介电衬垫层；执行干法蚀刻以蚀刻穿过位于所述自对准沟槽底部的所述介电衬垫层且随后蚀刻到所述半导体基底内，由此形成将所述掺杂的源极/漏极区域分裂为源扩散区域和漏扩散区域的栅极沟槽；在所述栅极沟槽的内表面上形成栅极氧化物层；以及在所述栅极氧化物层上形成栅极材料层。