发明名称 T形闸极的结构及其制造方法
摘要 一种T形闸极的结构及其制造方法,提供一基材,作为半导体元件的基底,在基材上形成一绝缘层。然后,利用微影与蚀刻制程,在绝缘层之中形成T形凹槽。利用热氧化制程,对基材的表面进行热氧化制程,形成一牺牲氧化层。然后,利用湿蚀刻制程,去除在基材表面的牺牲氧化层,以修补基材表面的缺陷。接着,在基材表面形成一闸氧化层,然后沈积一复晶矽层回填至T形凹槽之中,并覆盖在绝缘层之上。在回填复晶矽层之后,利用化学机械研磨制程,对复晶矽层进行平坦化制程,去除在绝缘层之上的复晶矽层,在T形凹槽之中形成T形闸极结构。最后,利用蚀刻制程对绝缘层进行蚀刻制程,定义出闸极结构的绝缘侧壁,围绕在闸极结构与闸氧化层的两侧,作为绝缘保护之用。
申请公布号 TW439155 申请公布日期 2001.06.07
申请号 TW088101171 申请日期 1999.01.26
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 陈燕铭;刘伟仁;林士琦;刘国洲
分类号 H01L21/336 主分类号 H01L21/336
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种T形闸极结构的制造方法,至少包括:提供一基材;形成一绝缘层在该基材之上;蚀刻该绝缘层,在该绝缘层之中形成一T形凹槽,该凹槽露出该基材的表面,其中该T形凹槽的上方比起该T形凹槽的下方具有较宽的宽度;形成一牺牲氧化层在该T形凹槽之中该基材的表面;去除该牺牲氧化层;形成一闸氧化层在该T形凹槽之中该基材的表面;形成一导电层覆盖在该绝缘层的表面,并回填到该T形凹槽之中,覆盖在该基材的表面;对该导电层进行平坦化制程,使得该导电层具有一平坦的表面,其中在该T形凹槽之中的该导电层,形成一T形闸极结构;以及蚀刻该绝缘层,以定义闸极结构,在该T形闸极结构的两侧形成侧壁,作为绝缘保护之用。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该绝缘层的组成材料系选自二氧化矽材料、BPTEOS、BPSG、PSG、氮氧化矽与niTride系材料所组成群组的其中之一。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中蚀刻该绝缘层是利用离子束扫描制程,对该绝缘层进行扫射,在该绝缘层之中形成该T形凹槽,并调整离子束的能量大小,决定该T形凹槽的形状。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中蚀刻该绝缘层至少包含下列步骤:形成一光阻层在该绝缘层之上,该光阻层在不同的区域具有不同的厚度,以定义闸极区域,其中该光阻层在周围区域比起在中央区域具有较厚的厚度;蚀刻该绝缘层与该光阻层,利用该绝缘层与该光阻层的蚀刻选择率,在该绝缘层之中形成该T形凹槽;以及去除该光阻层。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中形成该牺牲氧化层是利用热氧化制程,氧化该基材的表面,在该凹槽之中该基材的表面形成该牺牲氧化层。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中去除该牺牲氧化层是利用BOE溶液或HF气体作为蚀刻剂的湿蚀刻制程。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该导电层的组成材料为复晶矽材料。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该导电层进行平坦化制程是利用化学机械研磨制程。9.一种T形闸极结构的制造方法,至少包含:提供一基材;形成一绝缘层在该基材之上;蚀刻该绝缘层,在该绝缘层之中形成一T形凹槽,该凹槽露出该基材的表面,其中该T形凹槽的上方比起该T形凹槽的下方具有较宽的宽度;形成一闸氧化层在该T形凹槽之中该基材的表面;形成一导电层覆盖在该绝缘层的表面,并回填到该T形凹槽之中,覆盖在该基材的表面;对该导电层进行平坦化制程,使得该导电层具有一平坦的表面,其中在该T形凹槽之中的该导电层,形成一T形闸极结构;以及蚀刻该绝缘层,以定义闸极结构,在该T形闸极结构的两侧形成侧壁,作为绝缘保护之用。10.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该绝缘层的组成材料系选自二氧化矽材料、BPTEOS、BPSG、PSG、氮氧化矽与niTride系材料所组成群组的其中之一。11.如申请专利范围第9项所述之方法,其中蚀刻该绝缘层是利用离子束扫描制程,对该绝缘层进行扫射,在该绝缘层之中形成该T形凹槽,并调整离子束的能量大小,决定该T形凹槽的形状。12.如申请专利范围第9项所述之方法,其中蚀刻该绝缘层至少包含下列步骤:形成一光阻层在该绝缘层之上,该光阻层在不同的区域具有不同的厚度,以定义闸极区域,其中该光阻层在周围区域比起在中央区域具有较厚的厚度;蚀刻该绝缘层与该光阻层,利用该绝缘层与该光阻层的蚀刻选择率,在该绝缘层之中形成该T形凹槽;以及去除该光阻层。13.如申请专利范围第9项所述之方法,其中形成该牺牲氧化层是利用热氧化制程,氧化该基材的表面,在该凹槽之中该基材的表面形成该牺牲氧化层。14.如申请专利范围第9项所述之方法,其中去除该牺牲氧化层是利用BOE溶液或HF气体作为蚀刻剂的湿蚀刻制程。15.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该导电层的组成材料为复晶矽材料。16.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该导电层进行平坦化制程是利用化学机械研磨制程。17.一种T形闸极结构,至少包含:一基材;一闸氧化层,覆盖在该基材的表面;一T形导电层,位于该闸氧化层之上,作为一闸极结构,其中该T形导电层的上部比起该T形导电层的下部,具有较宽的宽度;以及一绝缘侧壁,位于该基材之上,形成在该T形导电层的两侧,作为该闸极结构的绝缘保护。18.如申请专利范围第17项所述之闸极结构,其中该T形导电层的组成材料为复晶矽材料。19.如申请专利范围第17项所述之闸极结构,其中该绝缘侧壁的组成材料系选自二氧化矽材料、BPTEOS、BPSG、PSG、氮氧化矽与niTride系材料所组成群组的其中之一。图式简单说明:第一图系显示本发明之半导体基材的剖面示意图,在半导体基材之上覆盖一绝缘层;第二图系显示在本发明之半导体基材的剖面示意图,对绝缘层进行微影及蚀刻制程,在绝缘层之中形成一凹槽,随后利用氧化制程在凹槽之中的基材之上,形成一牺牲氧化层;第三图系显示在本发明之半导体基材的剖面示意图,去除在凹槽之中的基材之上的牺牲氧化层,露出基材的表面;第四图系显示在本发明之半导体基材的剖面示意图,在半导体基材的表面形成闸氧化层,且回填一导电层至凹槽之中,并覆盖在绝缘层之上;第五图系显示在本发明之半导体基材的剖面示意图,对导电层进行平坦化制程,去除在绝缘层上的导电层,形成一个T形闸极结构;第六图系显示在本发明之半导体基材的剖面示意图,蚀刻绝缘层,作为T形闸极结构的绝缘保护;以及第七图系显示在本发明之半导体基材的剖面示意图,在形成T形凹槽之前,在绝缘层的表面定义阶梯形光阻层,在周围区域的厚度大于在中央区域的厚度。
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