发明名称 沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法
摘要 一种沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法。此方法系在具有磊晶层的基底上形成井区与沟渠之后,先在沟渠侧壁周缘的井区中形成源极区,再于沟渠中与部分的磊晶层上形成闸极介电层、复晶矽闸极层与顶盖层。其后将氮气阳离子植入于磊晶层之表面,使磊晶层之氧化速率减缓,接着,再进行热氧化制程,以使复晶矽闸极层之侧壁氧化而形成氧化间隙壁。最后,在基底上形成介电层,并进行自动对准接触窗开口制程,以在介电层中形成裸露出源极之接触窗开口,然后,再于接触窗开口与介电层之表面形成金属层,以电性连接源极区。
申请公布号 TW445648 申请公布日期 2001.07.11
申请号 TW089102171 申请日期 2000.02.10
申请人 立生半导体股份有限公司 发明人 倪慎如
分类号 H01L29/772 主分类号 H01L29/772
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,包括:提供一基底,该基底上具有一磊晶层,且于该磊晶层中形成一井区;于该基底具有该井区之该磊晶层中形成一沟渠;于该沟渠侧壁周缘之部分的该井区中形成一源极区;于该基底上形成一闸极介电层;于该沟渠之中与部分该磊晶层上之该闸极介电层上形成一导体闸极层与一顶盖层;进行一第一离子植入步骤,以将一物种植入于该磊晶层之表面,使该磊晶层之氧化速率减缓;进行一热氧化制程,以使该导体闸极层之侧壁氧化而形成一氧化间隙壁;于该基底上形成一介电层;进行一自动对准接触窗开口制程,以在该介电层中形成裸露出该源极之一接触窗开口;以及于该接触窗开口与该介电层之表面形成一金属层,以电性连接该源极区。2.如申请专利范围第1项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该第一离子植入步骤所植入之该物种包括氮气阳离子。3.如申请专利范围第2项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该第一离子植入步骤所植入之该物种的剂量为每平方公分1E15至3E16个氮气阳离子。4.如申请专利范围第2项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该第一离子植入步骤之能量为25KeV至150KeV。5.如申请专利范围第1项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该氧化间隙壁之厚度为2000埃至5000埃。6.如申请专利范围第1项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该顶盖层之材质与该介电层具有不同的蚀刻速率。7.如申请专利范围第6项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该顶盖层之材质包括氮化矽;该介电层之材质包括硼磷矽玻璃。8.如申请专利范围第7项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,更包括于该顶盖层与该闸极导体层之间形成一缓冲层。9.如申请专利范围第8项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该缓冲层之材质包括氧化矽。10.如申请专利范围第1项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中于该基底之该磊晶层形成该井区,并于该具有该井区之该磊晶层中形成该沟渠之步骤包括:于该磊晶层进行一第二离子植入步骤与一热驱入制程,以在该磊晶层中形成该井区;于该磊晶层上形成具有一开口区之一罩幕层;以及以该罩幕层为硬罩幕,去除该开口区所裸露之部分该具有该井区的该磊晶层,以在该磊晶层及该井区中形成该沟渠。11.如申请专利范围第1项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中于该基底之该磊晶层形成该井区,并于该具有该井区之该磊晶层中形成该沟渠之步骤包括:于该基底上形成一牺牲氧化层;于该牺牲氧化层上形成一图案化光阻层;以该图案化光阻层为罩幕,进行一第二离子植入步骤与一热驱入制程,以在该磊晶层中形成该井区;去除该图案化光阻层;于该牺牲氧化层上形成一罩幕层,该罩幕层具有一开口区;以该罩幕层为硬罩幕,去除该罩幕层之该开口区所裸露之该牺牲氧化层与该磊晶层,以在该磊晶层中形成该沟渠;以及去除该罩幕层与该牺牲氧化层。12.一种沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,包括:提供一基底,该基底上具有一磊晶层;进行一第一离子植入步骤与一热驱入制程,以在该磊晶层中形成一井区;于该磊晶层上形成具有一开口区之一罩幕层;以该罩幕层为硬罩幕,去除该开口区所裸露之部分该具有该井区之该磊晶层,以在该磊晶层及该井区中形成一沟渠;于该沟渠侧壁周缘之部分该井区中形成一源极区;在该基底上形成一闸极介电层;于该沟渠之中与该磊晶层上形成、并定义一复晶矽闸极层与一顶盖层;进行一第二离子植入步骤,以将氮气阳离子植入于该磊晶层之表面,使该磊晶层之氧化速率减缓;进行一热氧化制程,以在该复晶矽闸极层之侧壁形成一氧化间隙壁;于该基底上形成一介电层;进行一自动对准接触窗开口制程,以在该介电层中形成裸露出该源极之一接触窗开口;以及于该接触窗开口与该介电层之表面形成一金属层,以电性连接该源极区。13.如申请专利范围第12项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该第二离子植入步骤所植入之该氮气阳离子的剂量为每平方公分1E15至3E16个。14.如申请专利范围第12项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该第二离子植入步骤之能量为25KeV至150KeV。15.如申请专利范围第12项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该氧化间隙壁之厚度为2000埃至5000埃。16.如申请专利范围第12项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该顶盖层之材质与该介电层具有不同的蚀刻速率。17.如申请专利范围第16项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该顶盖层之材质包括氮化矽;该介电层之材质包括硼磷矽玻璃。18.如申请专利范围第17项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中更包括于该顶盖层与该复晶矽闸极层之间形成一缓冲层。19.如申请专利范围第18项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该缓冲层之材质包括氧化矽。20.一种沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,包括:提供一基底,该基底上具有一磊晶层;于该基底上形成一牺牲氧化层;于该牺牲氧化层上形成一图案化光阻层;以该图案化光阻层为罩幕,进行一第一离子植入步骤与一热驱入制程,以在该磊晶层中形成一井区;去除该图案化光阻层;于该牺牲氧化层上形成一罩幕层,该罩幕层具有一开口区;以该罩幕层为硬罩幕,去除该罩幕层之该开口区所裸露之该牺牲氧化层与该磊晶层,以在该磊晶层中形成一沟渠;去除该罩幕层与该牺牲氧化层;于该沟渠侧壁周缘之部分该井区中形成一源极区;在该基底上形成一闸极介电层;于该沟渠之中与部分该磊晶层上形成、并定义一复晶矽闸极层与一顶盖层;进行一第二离子植入步骤,以将氮气阳离子植入于该磊晶层之表面,使该磊晶层之氧化速率减缓;进行一热氧化制程,以在该复晶矽闸极层之侧壁形成一氧化间隙壁;于该基底上形成一介电层;进行一自动对准接触窗开口制程,以在该介电层中形成裸露出该源极之一接触窗开口;以及于该接触窗开口与该介电层之表面形成一金属层,以电性连接该源极区。21.如申请专利范围第20项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该第二离子植入步骤所植入之该氮气阳离子的剂量为每平方公分1E15至3E16个。22.如申请专利范围第20项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该第二离子植入步骤之能量为25KeV至150KeV。23.如申请专利范围第20项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该氧化间隙壁之厚度为2000埃至5000埃。24.如申请专利范围第20项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该顶盖层之材质与该介电层具有不同的蚀刻速率。25.如申请专利范围第24项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该顶盖层之材质包括氮化矽;该介电层之材质包括硼磷矽玻璃。26.如申请专利范围第25项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该顶盖层与该复晶矽闸极层之间更包括一缓冲层。27.如申请专利范围第26项所述之沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造方法,其中该缓冲层之材质包括氧化矽。图式简单说明:第一图A至第一图C系绘示习知沟渠式闸极功率金氧半场效电晶体之制造流程的剖面示意图。第二图A至第二图I系绘示依据本发明之较佳实施例,一种沟渠式功率金氧半场效电晶体之制造流程的剖面示意图。第三图A至第三图B系绘示依据本发明较佳实施例之另一种沟渠式功率金氧半场效电晶体之部分制造流程的剖面示意图。
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