專利名稱：具有凹形溝道的半導(dǎo)體器件的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，且更具體而言，涉及一種具有凹形溝道的半導(dǎo)體器件的形成方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路半導(dǎo)體器件中的集成度提高和設(shè)計(jì)規(guī)則迅速減少，確保晶體管的穩(wěn)定工作的困難度增加。例如，晶體管柵極寬度和溝道長度迅速減小。這些導(dǎo)致了短溝道效應(yīng)，并且可能產(chǎn)生在晶體管的源極和漏極之間的穿通(punch through)。穿通是器件故障通常的原因之一。為了克服短溝道效應(yīng)，已經(jīng)開發(fā)了確保足夠的溝道長度而不增加設(shè)計(jì)規(guī)則的各種方法。具體而言，已經(jīng)提出了一種制造具有球狀物形(bulb type)凹形溝道的半導(dǎo)體器件的方法，其使用兩階段蝕刻工藝來增加與柵極的線寬相比的溝道的長度。
圖1和2是示出制造具有凹形溝道的半導(dǎo)體器件的常規(guī)方法的剖面圖。
參考圖1，首先在半導(dǎo)體襯底100中形成用于凹形溝道的球狀物形溝槽104，在半導(dǎo)體襯底100中有源區(qū)由隔離結(jié)構(gòu)102界定。為了提供具有適當(dāng)?shù)拈撝惦妷旱膯卧w管，在整個(gè)半導(dǎo)體襯底100表面上進(jìn)行溝道離子注入。由此形成了圍繞用于凹形溝道的球狀物形溝槽104的雜質(zhì)區(qū)域106。
參考圖2，然后在用于凹形溝道的球狀物形溝槽104上形成柵極疊層118，且通過將雜質(zhì)注入到半導(dǎo)體襯底100中來形成源極/漏極區(qū)120。柵極疊層118由柵極絕緣膜圖案110、導(dǎo)電膜圖案112、金屬膜圖案114和硬掩模膜圖案116構(gòu)成。
區(qū)域A顯示了雜質(zhì)區(qū)106和源極/漏極區(qū)120重疊的區(qū)域。重疊的區(qū)域?qū)е铝穗s質(zhì)濃度的局部增加，這導(dǎo)致了電場(chǎng)的增加。由此，改變了閾值電壓且降低了半導(dǎo)體器件的刷新特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及一種具有凹形溝道的半導(dǎo)體器件的形成方法，其減小了在源極/漏極區(qū)和雜質(zhì)區(qū)相重疊的區(qū)域中的電場(chǎng)強(qiáng)度，由此改善了半導(dǎo)體器件的刷新特性。
另一實(shí)施例提供了一種具有凹形溝道的半導(dǎo)體器件的形成方法，其防止了蝕刻期間對(duì)于溝槽的上部分的損傷。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，具有凹形溝道的半導(dǎo)體器件的形成方法包括在半導(dǎo)體襯底上形成暴露用于形成溝槽的第一區(qū)的硬掩模膜圖案；使用硬掩模膜圖案作為掩模通過第一蝕刻工藝來形成第一溝槽且去除硬掩模圖案；在包括第一溝槽的半導(dǎo)體襯底上形成阻擋膜；在阻擋膜上形成用于暴露第一溝槽的離子注入掩模膜；使用離子注入掩模膜和阻擋膜，在半導(dǎo)體襯底中第一溝槽下形成離子注入?yún)^(qū)。所述方法還包括，使用離子注入掩模膜和阻擋膜作為掩模，通過第二蝕刻工藝形成球狀物形第二溝槽，使得形成了用于凹形溝道的球狀物形溝槽，且去除了離子注入掩模膜和阻擋膜。
本方法還可以包括在形成硬掩模膜圖案之前形成了緩沖膜圖案。硬掩模膜圖案由多晶硅膜制成，緩沖膜圖案可以由氧化膜制成，離子注入掩模膜可以包括光致抗蝕劑膜，且阻擋膜可以包括高熱氧化膜。
離子注入?yún)^(qū)通過局部溝道注入工藝形成，該工藝用于將雜質(zhì)注入到用于凹形溝道的球狀物形溝槽下的半導(dǎo)體襯底的部分中。
另外，優(yōu)選地，離子注入?yún)^(qū)通過局部溝道注入工藝形成，該工藝用于以5-7°的傾斜角和0°和180°的角度的旋轉(zhuǎn)方向?qū)㈦s質(zhì)注入到半導(dǎo)體襯底中。
優(yōu)選地，離子注入?yún)^(qū)形成于距第一溝槽的底部的400-1000的深度的位置。在本實(shí)施例中，離子注入?yún)^(qū)的上區(qū)被設(shè)置為在第一溝槽的最低端下400-1000，而且離子注入?yún)^(qū)的下區(qū)延伸得更低。
球狀物形第二溝槽可以形成以具有距第一溝槽的底部的400-1000的深度。
第二蝕刻工藝可以使用各向同性蝕刻方法。
根據(jù)本發(fā)明得另一方面，一種用于形成半導(dǎo)體器件中的凹形溝道的溝槽的方法包括形成用于暴露第一區(qū)的硬掩模膜圖案，用于形成半導(dǎo)體襯底上的溝槽；使用硬掩模膜圖案作為掩模通過第一蝕刻工藝來形成第一溝槽；使用硬掩模膜圖案在半導(dǎo)體襯底中在第一溝槽下形成離子注入?yún)^(qū)，且去除硬掩模膜圖案；在半導(dǎo)體襯底的整個(gè)表面上形成阻擋膜；使用阻擋膜作為掩模通過第二蝕刻工藝形成球狀物形第二溝槽，從而形成了用于凹形溝道的球狀物形溝槽；且去除阻擋膜。
所述方法還可以包括在形成硬掩模膜圖案之前形成緩沖膜。硬掩模膜圖案可以由非晶碳膜制成，且具有2000-3000的厚度。
緩沖膜圖案可以由氧化膜制成。
優(yōu)選地，第一溝槽具有400-1000的深度。
離子注入?yún)^(qū)通過局部溝道注入工藝形成，該工藝用于將雜質(zhì)垂直地注入半導(dǎo)體襯底的用于凹形溝道的在球狀物形溝槽下的部分中。
另外，優(yōu)選地，離子注入?yún)^(qū)形成于距第一溝槽的底部的400-1000的深度的位置。
局部溝道注入工藝可以通過以20-30keV的能量和2.0-5.0E13離子/cm2的劑量將雜質(zhì)注入到半導(dǎo)體襯底中來進(jìn)行。
緩沖膜可以具有30-100的厚度。
球狀物形第二溝槽可以形成以具有距第一溝槽的底部400-1000的深度。
第二蝕刻工藝可以使用各向同性蝕刻方法。


圖1和2是示出制造具有凹形溝道的半導(dǎo)體器件的常規(guī)方法的剖面圖；圖3到9是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件中凹形溝道的溝槽的方法；以及圖10到16是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件中凹形溝道的溝槽的方法。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明不限于這里闡述的實(shí)施例，且在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，各種改進(jìn)、添加和替換是可能的。為了更容易地示出各種層和區(qū)，附圖中的元件可能沒有按照比例繪制。說明書通篇具有相同或相似功能的元件由相同的附圖標(biāo)號(hào)來表示，即使它們出現(xiàn)在不同的圖中。
參考圖3，在半導(dǎo)體襯底200上形成了用于暴露半導(dǎo)體襯底200的器件隔離區(qū)的緩沖膜202以及襯墊氮化膜(未顯示)。進(jìn)行半導(dǎo)體襯底200的暴露區(qū)域的蝕刻工藝，由此在半導(dǎo)體襯底200中形成具有指定深度的溝槽(未顯示)。其后，在半導(dǎo)體襯底200的整個(gè)表面上形成絕緣膜，從而溝槽用絕緣材料填充，然后在半導(dǎo)體襯底200上進(jìn)行平面化工藝。從半導(dǎo)體襯底200去除襯墊氮化膜圖案，由此形成具有溝槽的隔離結(jié)構(gòu)204，該溝槽用于界定半導(dǎo)體襯底200的隔離區(qū)。隔離結(jié)構(gòu)204在其他應(yīng)用中還被稱為淺溝槽隔離(STI)。緩沖膜202可以包括氧化膜。
參考圖4，在半導(dǎo)體襯底200上形成了硬掩模膜206。在硬掩模膜206上沉積了光致抗蝕劑膜，然后將其構(gòu)圖，由此形成暴露硬掩模膜206的指定區(qū)域的光致抗蝕劑膜圖案208。這里，硬掩模膜206是具有800-1200的多晶硅膜。
參考圖5，使用光致抗蝕劑圖案208作為掩模蝕刻硬掩模膜206和緩沖膜202，由此形成暴露半導(dǎo)體襯底200的第一區(qū)的硬掩模膜圖案210和緩沖膜圖案212。這里，第一區(qū)(在圖中未顯示)指的是其中將形成用于凹形溝道的球狀物形溝槽的區(qū)域。使用硬掩模膜圖案210作為掩模進(jìn)行第一蝕刻工藝，由此在半導(dǎo)體襯底200中形成第一溝槽214。設(shè)置于硬掩模膜圖案210下的緩沖膜圖案212可以被認(rèn)為是掩模的一部分。在第一蝕刻工藝之后，從半導(dǎo)體襯底200去除硬掩模膜圖案210。這里，第一溝槽214對(duì)應(yīng)于用于凹形溝道的球狀物形溝槽的頸部且具有400-1000的深度。
參考圖6，在包括第一溝槽214的半導(dǎo)體襯底200的整個(gè)表面上形成阻擋膜216。阻擋膜216用于防止半導(dǎo)體襯底200在隨后形成用于凹形溝道的球狀物形溝槽的第二蝕刻工藝期間被過度蝕刻。在本實(shí)施例中，阻擋膜216包括高溫氧化膜(HTO)且具有30-100的厚度。
參考圖7，在緩沖膜216上沉積了光致抗蝕劑膜且將其構(gòu)圖，由此形成暴露第一溝槽214的光致抗蝕劑材料的離子注入掩模膜218。離子注入掩模膜218可以在其他實(shí)施例中為不同的材料。
使用離子注入掩模膜218和阻擋膜216作為掩模，進(jìn)行局部溝道離子注入(LCI)工藝來將雜質(zhì)注入到半導(dǎo)體襯底200中在第一溝槽214下，由此形成離子注入?yún)^(qū)220。在LCI工藝中，雜質(zhì)以5°-7°的傾斜角被注入到半導(dǎo)體襯底中且以0°和180°的角度旋轉(zhuǎn)，從而將雜質(zhì)注入到半導(dǎo)體襯底200中在第一溝槽214下。優(yōu)選地，離子注入?yún)^(qū)220形成于距第一溝槽214的底部的400-1000的深度的位置。離子注入?yún)^(qū)220形成于距第一溝槽214的底部的400-1000的深度的位置，從而隨后將形成的溝道區(qū)的寬度和深度不會(huì)彼此相同。
參考圖8，使用離子注入掩模膜218和阻擋膜216作為掩模，進(jìn)行第二蝕刻工藝，由此在第一溝槽214的下部之下形成球狀物形第二溝槽222。由此形成用于凹形溝道的球狀物形溝槽224，每個(gè)均包括第一溝槽214和第二溝槽222。第一溝槽214和第二溝槽222可以被稱為成球狀物形溝槽的“頸”和“頭”。
其后，進(jìn)行清洗工藝，從半導(dǎo)體襯底200去除保留在球狀物形溝槽224上的離子注入掩模膜218和緩沖膜216。然后，在半導(dǎo)體襯底200上形成了具有40-60的厚度的屏蔽(screen)氧化膜(未顯示)。使用該屏蔽氧化膜作為離子注入掩模進(jìn)行了常規(guī)的阱離子注入和溝道離子注入，然后從半導(dǎo)體襯底200去除屏蔽氧化膜。
這里，第二溝槽222具有距第一溝槽214的底部的400-1000的深度。優(yōu)選地，第二蝕刻工藝使用了各向同性蝕刻方法，其中所有的方向以相同的速度被蝕刻以在蝕刻之后形成曲面。當(dāng)進(jìn)行各向同性蝕刻時(shí)，緩沖膜216防止了球狀物溝槽224的側(cè)表面的過度蝕刻。
在常規(guī)的方法中，僅使用緩沖膜216作為蝕刻掩模進(jìn)行第二蝕刻工藝，因此由于蝕刻選擇性在球狀物溝槽224的上邊緣215出產(chǎn)生了對(duì)于硅(Si)的損傷。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，使用緩沖膜216和光致抗蝕劑材料的離子注入掩模膜218作為蝕刻掩模，進(jìn)行了第二蝕刻工藝，由此防止在球狀物溝槽224的上邊緣(或上角)215出產(chǎn)生了對(duì)于硅(Si)的損傷。
在本發(fā)明的該實(shí)施例中，在形成第一溝槽214之后，通過溝道離子注入工藝(即LCI工藝)在第一溝槽214的低端之下形成了離子注入?yún)^(qū)220。其后，第二溝槽222形成以界定用于凹形溝道的球狀物溝槽224，其包括第一溝槽214和第二溝槽222。因此，離子注入?yún)^(qū)220位于球狀物溝槽224的低端或下面。相應(yīng)地，離子注入?yún)^(qū)大部分形成于將形成溝道的區(qū)域，由此減小了離子注入?yún)^(qū)220和之后形成的源極/漏極區(qū)之間的重疊的可能性，其有助于在重疊區(qū)域減小電場(chǎng)強(qiáng)度并改善刷新特性。
參考圖9，在球狀物溝槽224上形成柵極疊層234，且通過將雜質(zhì)注入到半導(dǎo)體襯底200中形成了源極/漏極區(qū)236。這里，每個(gè)柵極疊層234均包括具有30-50的厚度的柵極絕緣膜圖案226、由摻雜的多晶硅膜制成的具有400-700的厚度的導(dǎo)電膜圖案228、由硅化鎢膜制成的具有1000-1500的厚度的金屬膜圖案228、和具有2000-2500的厚度的硬掩模膜圖案232。
根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，形成第一溝槽214，從而離子注入?yún)^(qū)220位于球狀物溝槽224的低端或下面，且使用由光致抗蝕劑膜制成的離子注入掩模膜218和阻擋膜216作為掩模膜進(jìn)行LCI工藝。源極/漏極區(qū)236和離子注入?yún)^(qū)220之間的重疊區(qū)域在本實(shí)施例中被減小，由此防止在重疊的區(qū)域處的電場(chǎng)的增加且改善了刷新特性。另外，通過使用由光致抗蝕劑膜制成的離子注入掩模膜218(用于離子注入工藝中)和阻擋膜216作為蝕刻掩模而減小了對(duì)于球狀物形溝槽的上角的損傷。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例在半導(dǎo)體襯底300上形成緩沖膜304和硬掩模膜306。襯底300的有源區(qū)通過隔離結(jié)構(gòu)302來界定。這里，隔離結(jié)構(gòu)302的形成與之前的實(shí)施例的隔離結(jié)構(gòu)204的形成相似，由此將省略其詳細(xì)描述。緩沖膜304通過常規(guī)的熱工藝由氧化膜制成，且硬掩模膜306由非晶碳膜制成且具有2000-3000的厚度。因?yàn)榉蔷寄ぞ哂懈哂诠?Si)的蝕刻選擇性，所以硬掩模膜306在隨后用于形成第一溝槽的蝕刻工藝期間幾乎不被去除。由此，在隨后的離子注入工藝中，比如LCI工藝期間，硬掩模膜306被用作離子注入掩模膜。
參考圖11，在硬掩模膜306上沉積光致抗蝕劑膜且將其構(gòu)圖，由此形成暴露了硬掩模膜306的指定區(qū)域的光致抗蝕劑圖案308。然后，使用暴露緩沖膜304的光致抗蝕劑圖案308，形成了硬掩模膜圖案310。接下來，從半導(dǎo)體襯底300去除了光致抗蝕劑圖案308。
參考圖12，使用硬掩模膜圖案310作為掩模，形成了緩沖膜圖案312，暴露半導(dǎo)體襯底300的第一區(qū)(未顯示)。這里，第一區(qū)被指將形成用于凹形溝道的球狀物形溝槽的區(qū)域。使用硬掩模膜圖案310和緩沖膜圖案312進(jìn)行第一蝕刻工藝，由此在半導(dǎo)體襯底300中形成了第一溝槽314。這里，第一溝槽314對(duì)應(yīng)于用于凹形溝道的球狀物形溝槽的頸部，且通過干法蝕刻形成以具有400-1000的深度。在由非晶碳膜制成的硬掩模膜圖案310被用作蝕刻掩模的情形，在第一蝕刻工藝期間，硬掩模膜圖案310幾乎不被去除，由此在隨后的離子注入工藝中，比如LCI工藝期間，被用作離子注入掩模膜。
參考圖13，使用硬掩模膜圖案310和緩沖膜圖案312作為離子注入掩模，在第一溝槽314下進(jìn)行用于將雜質(zhì)注入到半導(dǎo)體襯底300中的LCI工藝，由此形成離子注入?yún)^(qū)316。在LCI工藝中，以20-30keV的能量和2.0-5.0E13離子/cm2的劑量將雜質(zhì)注入到半導(dǎo)體襯底300中。優(yōu)選地，LCI工藝如此進(jìn)行，使得離子注入?yún)^(qū)316位于比第二溝槽更深的深度，第二溝槽將在后面形成。然后，從半導(dǎo)體襯底300去除硬掩模膜圖案310。
參考圖14，在包括緩沖膜圖案312的半導(dǎo)體襯底300的整個(gè)表面上形成具有30-100的厚度的緩沖膜318。緩沖膜318由氧化膜制成，用于防止在隨后的第二蝕刻工藝期間球狀物形第二溝槽的側(cè)表面被過度蝕刻，由此防止半導(dǎo)體襯底300被損傷。
參考圖15，使用緩沖膜圖案312和緩沖膜318作為掩模來進(jìn)行第二蝕刻工藝，由此在第一溝槽314的低端形成了球狀物形第二溝槽320。由此，形成用于凹形溝道的球狀物形溝槽322(由第一溝槽314和第二溝槽320構(gòu)成)。優(yōu)選地，第二蝕刻工藝使用各向同性蝕刻方法，其中所有的方向以相同的速度蝕刻以在蝕刻之后形成曲面。第二溝槽320具有距第一溝槽314的底部的400-1000的深度。當(dāng)進(jìn)行各向異性蝕刻時(shí)，阻擋膜318防止了球狀物形第二溝槽320的側(cè)表面的過度蝕刻。其后，進(jìn)行清洗工藝，從半導(dǎo)體襯底300去除保留在用于凹形溝道的球狀物形溝槽上的阻擋膜318。
在本發(fā)明的該實(shí)施例中，在形成第一溝槽314之后，通過溝道離子注入工藝(即，LCI工藝)在第一溝槽314下形成了離子注入?yún)^(qū)316。其后，形成了第二溝槽320。由此，形成了包括第一溝槽314和第二溝槽320的用于凹形溝道的球狀物形溝槽322。因此，離子注入?yún)^(qū)316位于用于凹形溝道的球狀物形溝槽322的低端。由此，僅在用于形成溝道的區(qū)域選擇性地進(jìn)行了離子注入，由此減小了離子注入?yún)^(qū)316和源極/漏極區(qū)(隨后形成)之間的重疊區(qū)域，減小了重疊區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度且改善了刷新性能。
參考圖16，在用于凹形溝道的球狀物形溝槽322上形成了柵極疊層332，且通過將雜質(zhì)注入到半導(dǎo)體襯底300中，在半導(dǎo)體襯底300中形成了源極/漏極區(qū)334。這里，每個(gè)柵極疊層332均包括柵極絕緣膜圖案324、導(dǎo)電膜圖案326、金屬膜圖案328和硬掩模膜圖案330。
根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，LCI工藝如此進(jìn)行從而離子注入?yún)^(qū)316僅形成于球狀物形溝槽322的低端，由此最小化了離子注入?yún)^(qū)316和源極/漏極區(qū)334之間的重疊區(qū)域，因此減小了在重疊區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度且改善了刷新性能。
另外，在非晶碳膜被用作形成溝槽的蝕刻掩模的情形，在蝕刻期間非晶碳膜幾乎不被去除，由此在LCI工藝期間被用作離子注入掩模膜。
另外，具有包括阻擋膜318和光致抗蝕劑圖案308的雙層結(jié)構(gòu)的硬掩模膜306被用作離子注入掩模膜，防止在用于形成凹形溝道的球狀物形溝槽的蝕刻工藝期間對(duì)于半導(dǎo)體襯底300的損傷。
從上述描述顯見，本發(fā)明提供了一種用于形成半導(dǎo)體器件中的凹形溝道的溝槽的方法，其中僅在半導(dǎo)體襯底在用于溝道的溝槽的下端之下的部分中進(jìn)行了LCI工藝，由此改善了刷新性能。
另外，具有阻擋膜和光致抗蝕劑膜圖案的雙層結(jié)構(gòu)的硬掩模膜被用作離子注入掩模膜，防止了在用于形成凹形溝道的球狀物形溝槽的蝕刻工藝期間對(duì)于半導(dǎo)體襯底的損傷。
雖然已經(jīng)為了說明性的目的披露了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到各種改進(jìn)、添加和替換是可能的，而不背離在權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種具有凹形溝道的半導(dǎo)體器件的形成方法，包括在半導(dǎo)體襯底上形成暴露用于形成溝槽的第一區(qū)的硬掩模膜圖案；使用所述硬掩模膜圖案作為掩模通過第一蝕刻工藝來形成第一溝槽且去除所述硬掩模圖案；在包括所述第一溝槽的半導(dǎo)體襯底上形成阻擋膜；在所述阻擋膜上方形成離子注入掩模膜；使用所述離子注入掩模膜和所述阻擋膜，在所述半導(dǎo)體襯底中分第一溝槽下形成離子注入?yún)^(qū)；使用所述離子注入掩模膜和所述阻擋膜作為掩模，通過進(jìn)行第二蝕刻工藝形成了所述第一溝槽下的第二溝槽，使得形成了用于凹形溝道的球狀物形溝槽，且每個(gè)球狀物包括所述第一溝槽和所述第二溝槽；以及去除所述離子注入掩模膜和所述阻擋膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在形成所述硬掩模膜圖案之前形成緩沖膜圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述硬掩模膜圖案包括多晶硅膜圖案。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述硬掩模膜圖案具有800-1200的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述緩沖膜圖案包括氧化膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述離子注入掩模膜包括光致抗蝕劑膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一溝槽具有400-1000的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述阻擋膜包括高熱氧化膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述阻擋膜具有30-100的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述離子注入?yún)^(qū)通過局部溝道注入工藝形成，所述局部溝道注入工藝用于將雜質(zhì)注入到用于凹形溝道的球狀物形溝槽下的所述半導(dǎo)體襯底的部分中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述離子注入?yún)^(qū)通過局部溝道注入工藝形成，所述局部溝道注入工藝用于以5-7°的傾斜角和0°和180°的角度的旋轉(zhuǎn)方向?qū)㈦s質(zhì)注入到所述半導(dǎo)體襯底中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述離子注入?yún)^(qū)形成于距所述第一溝槽的低端的400-1000的深度的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二溝槽形成以具有距所述第一溝槽的低端400-1000的深度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二蝕刻工藝使用各向同性蝕刻方法。
15.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括使用設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上方的硬掩模膜圖案，進(jìn)行第一蝕刻工藝來形成溝槽的上部；使用所述硬掩模膜圖案，在所述半導(dǎo)體襯底中在所述溝槽的上部的給定深度形成離子注入?yún)^(qū)；去除所述硬掩模膜圖案；在所述半導(dǎo)體襯底上方形成阻擋膜；使用所述阻擋膜作為掩模，通過進(jìn)行第二蝕刻工藝來形成所述溝槽的下部；且去除所述阻擋膜，其中包括所述上部和下部的溝槽界定了所述半導(dǎo)體器件的凹形溝道。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括在形成所述硬掩模膜圖案之前形成緩沖膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述硬掩模膜圖案包括非晶碳膜，其中所述溝槽的上部界定了所述溝槽的頸部，且所述溝槽的下部界定了所述溝槽的球形部。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述非晶碳膜具有2000-3000的厚度。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述緩沖膜圖案包括氧化膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述溝槽的上部具有400-1000的深度。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述離子注入?yún)^(qū)通過局部溝道注入工藝形成，所述局部溝道注入工藝用于將雜質(zhì)垂直地注入半導(dǎo)體襯底中所述溝槽下的部分中。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述離子注入?yún)^(qū)形成于距所述溝槽的上部的底部400-1000的深度的位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述局部溝道注入工藝通過以20-30keV的能量和2.0-5.0E13離子/cm2的劑量將雜質(zhì)注入到所述半導(dǎo)體襯底中來進(jìn)行。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述緩沖膜具有30-100的厚度。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述溝槽的上部從所述溝槽的下部垂直延伸400-1000。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第二蝕刻工藝使用各向同性蝕刻方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有凹形溝道的半導(dǎo)體器件的形成方法，其包括在半導(dǎo)體襯底上形成用于暴露用于形成溝槽的第一區(qū)的硬掩模膜圖案；使用硬掩模膜圖案作為掩模通過第一蝕刻工藝來形成第一溝槽且去除硬掩模圖案；在包括第一溝槽的半導(dǎo)體襯底上形成阻擋膜；在阻擋膜上形成用于暴露第一溝槽的離子注入掩模膜；使用離子注入掩模膜和阻擋膜，在半導(dǎo)體襯底中第一溝槽下形成離子注入?yún)^(qū)。所述方法還包括使用離子注入掩模膜和阻擋膜作為掩模通過第二蝕刻工藝形成球狀物形第二溝槽，使得形成了用于凹形溝道的球狀物形溝槽，每個(gè)溝槽具有第一溝槽和第二溝槽，且去除了離子注入掩模膜和阻擋膜。
文檔編號(hào)H01L21/822GK1992181SQ20061013557
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者李振烈, 河敏豪, 車宣龍 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司