專(zhuān)利名稱(chēng)：具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，并且更具體涉及通過(guò)采用鑲嵌工藝和鞍鰭晶體管(saddle fin transistor)結(jié)構(gòu)而能夠防止接觸缺陷和克服工藝容限限制的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)，由于半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)規(guī)則急劇減小為40nm以下技術(shù)，其中可形成器件的有源區(qū)的面積也減小。因此，存在各種工藝容限限制。特別地，柵極線(xiàn)的異常形狀即柵極線(xiàn)傾斜或柵極線(xiàn)粗糙成為嚴(yán)重的問(wèn)題。而且，在著陸塞接觸工藝中，由于柵極線(xiàn)的異常形狀和空間限制的影響，存在大量接觸缺陷。 隨著近來(lái)開(kāi)發(fā)的鞍鰭晶體管的使用，改善了單元晶體管的斷流容限性能(off-current margin property)并因此可在一定程度上克服器件性能局限。鞍鰭晶體管可確保凹陷柵極結(jié)構(gòu)中穩(wěn)定的刷新性能，并同時(shí)通過(guò)在鰭晶體管結(jié)構(gòu)中形成凹陷柵極的底部表面以增大溝道寬度來(lái)增強(qiáng)單元驅(qū)動(dòng)電流性能。在鞍鰭晶體管中，蝕刻在半導(dǎo)體襯底中形成的隔離層以突出有源區(qū)，使得有源區(qū)的兩側(cè)表面和上表面暴露。然后形成柵極來(lái)覆蓋有源區(qū)的暴露部分。因此，在有源區(qū)的暴露的三個(gè)表面中形成溝道，并且因此可增強(qiáng)通過(guò)溝道的驅(qū)動(dòng)電流性能。 然而，直線(xiàn)型凹陷結(jié)構(gòu)的圖案化以及柵極線(xiàn)傾斜和柵極線(xiàn)粗糙度的增加引起自對(duì)準(zhǔn)接觸(SAC)工藝中接觸缺陷的增加。而且，由于待形成器件的區(qū)域的減小和這種接觸缺陷，實(shí)際上不可能確保SAC工藝的容限。因此，需要能夠克服接觸缺陷和工藝容限限制的新工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本文中公開(kāi)了能夠克服由于設(shè)計(jì)規(guī)則減小所導(dǎo)致的SAC缺陷和工藝容限限制的半導(dǎo)體器件及其制造方法，所述半導(dǎo)體器件包括不使用SAC工藝形成的著陸塞接觸(landing plug contact)。 在一個(gè)實(shí)施方案中，半導(dǎo)體器件包括在半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)中具有選定深度的溝槽；包圍有源區(qū)并具有在有源區(qū)中形成鞍型鰭結(jié)構(gòu)的凹陷隔離區(qū)的隔離層；在溝槽和凹陷隔離區(qū)中掩埋的單元晶體管的鞍鰭柵極；在鞍鰭柵極上的絕緣層，該絕緣層暴露出半導(dǎo)體襯底部分區(qū)域；和在由絕緣層所暴露的區(qū)域中的接觸塞。
0009] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，半導(dǎo)體器件包括具有單元區(qū)域和周邊電路區(qū)域的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底的表面下方的單元區(qū)域中設(shè)置的鞍鰭柵極；在半導(dǎo)體襯底的周邊電路區(qū)域上設(shè)置的堆疊型柵極；覆蓋鞍鰭柵極的絕緣層，該絕緣層暴露單元區(qū)域中的接觸區(qū)；和在由單元區(qū)域中的絕緣層所暴露的區(qū)域中的接觸塞。 鞍鰭柵極包括在單元區(qū)域的有源區(qū)中具有一定深度的溝槽的內(nèi)壁；沿著形成鞍鰭結(jié)構(gòu)的凹陷隔離區(qū)的表面的柵極絕緣層；和在溝槽和凹陷隔離區(qū)中的柵極金屬層。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，制造半導(dǎo)體器件的方法包括在半導(dǎo)體襯底的單元區(qū)域上形成暴露隔離區(qū)的墊氮化物層；在半導(dǎo)體襯底的隔離區(qū)中形成溝槽；在溝槽內(nèi)形成隔離層；蝕刻半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)至選定深度以形成凹陷有源區(qū)；蝕刻隔離層至選定深度以形成凹陷隔離區(qū)；在凹陷有源區(qū)和凹陷隔離區(qū)中沉積柵極金屬層以形成單元晶體管的柵極；在柵極上部上形成絕緣層；移除墊氮化物層以暴露待形成接觸塞的半導(dǎo)體襯底的區(qū)域；和在半導(dǎo)體襯底的區(qū)域中沉積導(dǎo)電層以形成接觸塞。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，制造半導(dǎo)體器件的方法包括在單元區(qū)域和周邊電路區(qū)域上形成暴露隔離區(qū)的墊氮化物層；在半導(dǎo)體襯底的隔離區(qū)中形成溝槽隔離層；使待形成溝道的有源區(qū)的一部分凹陷至選定深度；使溝槽隔離層的一部分凹陷以形成鞍鰭形狀的凹陷有源區(qū)；形成掩埋在凹陷有源區(qū)中半導(dǎo)體襯底的表面下方的鞍鰭柵極；在鞍鰭柵極的上部上方形成絕緣層來(lái)隔離鞍鰭柵極；移除墊氮化物層來(lái)暴露單元區(qū)域中的半導(dǎo)體襯底上待形成接觸塞的區(qū)域和半導(dǎo)體襯底的周邊電路區(qū)域；在半導(dǎo)體襯底的周邊電路區(qū)域上形成柵極絕緣層；在單元區(qū)域上形成導(dǎo)電層；在半導(dǎo)體襯底的周邊電路區(qū)域上形成導(dǎo)電層；和蝕刻導(dǎo)電層以在單元區(qū)域中形成接觸塞和在周邊電路區(qū)域中形成堆疊型柵極。


圖1 14B說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方案形成具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件的方法的平面圖和截面圖。 公開(kāi)的方法可以有不同形式的實(shí)施方案，而在附圖中說(shuō)明了本發(fā)明的具體實(shí)施方案(將在下文描述)，應(yīng)理解所述公開(kāi)為說(shuō)明性的，不意欲限制本發(fā)明到文中描述和舉例說(shuō)明的具體實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式
本文中公開(kāi)了通過(guò)形成鞍鰭結(jié)構(gòu)單元晶體管的接觸塞和使用鑲嵌工藝的非SAC工藝而能夠防止接觸缺陷和確保工藝容限的方法。 圖1 14B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案形成具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件以及所得中間和最終結(jié)構(gòu)的方法的截面圖。圖1、3、4、5、7、9和11是平面圖，圖2A、4A、6A、8A、10A、12A和14A分別是沿著平面圖中的線(xiàn)A-A'截取的截面圖，圖2B、4B、6B、8B、10B、12B和14B分別是沿著平面圖中的線(xiàn)B-B'截取的截面圖。 首先將描述具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。圖14A和14B分別是沿著位線(xiàn)方向和字線(xiàn)方向的截面圖，說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件。
參考圖13、14A和14B，半導(dǎo)體器件包括具有單元區(qū)域和周邊電路區(qū)域的半導(dǎo)體襯底100。該器件還包括在單元區(qū)域的有源區(qū)300中形成為選定深度的溝槽310以及包圍有源區(qū)300并具有形成鞍鰭結(jié)構(gòu)的凹陷隔離區(qū)320的隔離層130。該器件包括在溝槽310和凹陷隔離區(qū)320中的單元晶體管的鞍鰭柵極。在半導(dǎo)體襯底的周邊區(qū)域中有堆疊型柵極。該器件還包括在鞍鰭柵極上的絕緣層180、暴露單元區(qū)域的接觸區(qū)的絕緣層180和形 成于絕緣層180之間的接觸塞210a。 在單元區(qū)域中設(shè)置的鞍鰭柵極包括在溝槽310的表面上形成的柵極絕緣層150、 在柵極絕緣層150上形成的多晶硅層160和在溝槽內(nèi)掩埋的柵極金屬層170。如果必要，可 省略多晶硅層160。 堆疊型柵極包括在半導(dǎo)體襯底的周邊電路區(qū)域上依次堆疊的柵極絕緣層200、 柵極導(dǎo)電層210b、金屬電極230和硬掩模240。 接觸塞210a和在周邊電路區(qū)域中形成的堆疊型柵極的柵極導(dǎo)電層210b可由相同 材料例如多晶硅層或者金屬層形成。此外，在絕緣層180的側(cè)面上可提供氮化物層間隔物 191。在所得結(jié)構(gòu)上可形成層間絕緣層250。 然后，將描述根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案制造具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件的方法。
參考圖1、2A和2B，在半導(dǎo)體襯底100例如硅(Si)襯底上依次地形成墊氧化物層 110和墊氮化物層120。墊氧化物層110用于通過(guò)吸引墊氮化物層120來(lái)減輕對(duì)半導(dǎo)體襯 底100施加的應(yīng)力，并優(yōu)選形成為50 ~ 150A的厚度。墊氮化物層120用作在形成隔離溝
槽330的后續(xù)蝕刻工藝中的硬掩模，并優(yōu)選形成為800 ~ 1500A的厚度。 然后，在墊氮化物層120上形成用于對(duì)隔離區(qū)進(jìn)行分界的光刻膠圖案(未顯示)， 然后使用光刻膠圖案作為掩模各向異性地蝕刻墊氮化物層120和墊氧化物層110，以暴露 半導(dǎo)體襯底的隔離區(qū)。移除光刻膠圖案，然后優(yōu)選各向異性地蝕刻半導(dǎo)體襯底的暴露區(qū)至
2000 ~ 3500A的厚度以形成用于形成隔離層的隔離溝槽330。 然后，在半導(dǎo)體襯底的整個(gè)表面上沉積絕緣層，例如高密度等離子體(HDP)氧化 物層或旋涂電介質(zhì)(S0D)，來(lái)掩埋隔離溝槽330。對(duì)沉積的絕緣層實(shí)施平坦化工藝?yán)缁匚g 或者化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，以在隔離溝槽330中形成隔離層130。絕緣層可沉積為兩層或更 多層的多層結(jié)構(gòu)。而且，可使用墊氮化物層120作為蝕刻停止層來(lái)實(shí)施對(duì)絕緣層的回蝕或 CMP工藝直至暴露墊氮化物層120。雖然未顯示，但是在沉積絕緣層之前，在隔離溝槽330 的內(nèi)壁上可形成內(nèi)壁氧化物層或者襯墊氮化物層。通過(guò)隔離層130對(duì)有源區(qū)進(jìn)行定界。
參考圖3、4A和4B，在圖1、2A、和2B中所示形成有隔離層130的半導(dǎo)體襯底的所
得物上，優(yōu)選形成例如厚度為1500 2500A的非晶碳層。蝕刻待形成單元晶體管溝道的
區(qū)域的非晶碳層以形成硬掩模140，其暴露出待形成單元晶體管溝道的區(qū)域。使用硬掩模 140作為掩模，蝕刻單元區(qū)域中的墊氮化物層120和墊氧化物層110，以暴露待形成溝道的 半導(dǎo)體襯底的區(qū)域，然后蝕刻半導(dǎo)體襯底的暴露部分至一定深度以形成溝道溝槽310。在單 元區(qū)域的待形成單元晶體管溝道310的區(qū)域中形成溝道溝槽。 隨后，使鄰近溝道溝槽310的隔離層130的部分進(jìn)行凹陷以形成凹陷隔離區(qū)320， 其形成鞍型鰭。換言之，與隔離溝槽330兩端接觸的隔離層130的部分被蝕刻至一定深度， 以形成如圖所示的鰭形。
隔離層130凹陷的深度優(yōu)選為1500 ~ 2000A以確保器件需要的表面電阻(Rs)。
而且，用于形成鞍鰭結(jié)構(gòu)的對(duì)半導(dǎo)體襯底100和隔離層130的蝕刻以及使用硬掩模140的 蝕刻可原位實(shí)施。 參考圖5、6A和6B，在溝道溝槽和鞍鰭的表面上形成柵極絕緣層150。任選移除硬
7掩模(圖4A中的140)。柵極絕緣層由厚度優(yōu)選為50 ~ 70l的氧化物層形成。在柵極絕 緣層150上形成具有優(yōu)選厚度為30 ~ 60A的多晶硅層160?？稍谡麄€(gè)結(jié)構(gòu)上形成多晶硅 層。然后，在多晶硅層160上沉積柵極金屬層170并且其優(yōu)選由厚度為300 ~ 500人的雜
化鎢(hybridt皿gsten) (W)或者硅化鎢(WSi)形成。如圖所示，在所得結(jié)構(gòu)上形成柵極金 屬層170以填充溝道溝槽310和凹陷隔離區(qū)320。如果必要，可省略多晶硅層160，柵極金 屬層170可直接在柵極絕緣層150上形成。 參考圖7、8A和8B，實(shí)施回蝕或者實(shí)施CMP后接著實(shí)施回蝕，以減小柵極金屬層 170至有源區(qū)300的表面340的高度。因此，柵極金屬層170保留僅在單元區(qū)域中的凹陷隔 離區(qū)320和溝道溝槽310中?；蛘?，可實(shí)施回蝕使得柵極金屬層170的上表面可低于有源 區(qū)300的表面340。 然后，為使得柵極金屬層170與其它導(dǎo)電層隔離，例如在所得物的整個(gè)表面上形 成一定厚度的絕緣層180如HDP氧化物層或硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)。對(duì)絕緣層180實(shí)施 回蝕或者CMP工藝以暴露墊氮化物層120，以便掩埋柵極金屬層170并與其它導(dǎo)電層隔離。 因此，在單元區(qū)域中形成柵極，其沿主軸(B-B')方向掩埋在溝槽內(nèi)并沿短軸(A-A')方向 形成鞍鰭結(jié)構(gòu)。 參考圖9、10A和IOB，例如使用磷酸溶液，移除在單元區(qū)域和周邊電路區(qū)域中全部 保留的墊氮化物層120。然后，為了防止當(dāng)隨后在周邊電路區(qū)域中形成柵極氧化物層時(shí)單元 區(qū)域受到氧化，在所得物上形成優(yōu)選厚度為30 ~ 50l的緩沖氮化物層190。移除在周邊電
路區(qū)域中的緩沖氮化物層和墊氧化物層110，然后在所得物上形成優(yōu)選厚度為20 50A
的氧化物層以在周邊電路區(qū)域中形成柵極絕緣層200。此時(shí)，在形成雙柵極結(jié)構(gòu)的情況下，
可實(shí)施附加工藝。 參考圖11、12A和12B，蝕刻在單元區(qū)域中保留的緩沖氮化物層190和墊氧化物層 110，以暴露待形成接觸塞的半導(dǎo)體襯底的區(qū)域。如圖所示，單元區(qū)域中的緩沖氮化物層190 可保留在絕緣層180的側(cè)壁上，以形成間隔物191。優(yōu)選通過(guò)在所得結(jié)構(gòu)上沉積優(yōu)選厚度為 2000 3000l的摻雜多晶硅層或金屬層，優(yōu)選形成單元區(qū)域中的接觸塞210a和周邊電 路區(qū)域中的柵極導(dǎo)電層210b。在周邊電路區(qū)域中形成的柵極導(dǎo)電層210b用作柵電極。
然后，形成暴露周邊電路區(qū)域的光刻膠圖案220，以確保周邊電路區(qū)域中需要的一 定厚度的多晶硅層，并使用光刻膠圖案作為掩模，蝕刻周邊電路區(qū)域中的柵極導(dǎo)電層210b
至預(yù)定厚度，以使得柵極導(dǎo)電層210b留有優(yōu)選500 ~ 800l的厚度。 參考圖13、14A和14B，移除光刻膠圖案(圖6A中的220)，然后在所得物的整個(gè) 表面上依次地形成金屬電極層和硬掩模層。金屬電極層優(yōu)選由鎢(W)或硅化鎢(WSi)層
形成并優(yōu)選形成為300 500l的厚度。硬掩模層優(yōu)選由氮化物層形成并優(yōu)選形成為
2GGG 3GGGl的厚度。^屬電極層優(yōu)選減小在周&電路區(qū)域中形成的柵極的電阻。硬 掩模對(duì)在周邊電路區(qū)域中形成的柵極進(jìn)行圖案化。 形成光刻膠圖案(未顯示)，該光刻膠圖案對(duì)在周邊電路區(qū)域中待形成柵極的
區(qū)域進(jìn)行界定，然后使用光刻膠圖案作為掩模，蝕刻硬掩模層、金屬電極層和柵極導(dǎo)電層
210b，以在周邊電路區(qū)域中形成包括金屬電極230和硬掩模240的柵極堆疊。優(yōu)選在單元 區(qū)域中也實(shí)施蝕刻，并且完全移除單元區(qū)域中的硬掩模層和金屬電極層，蝕刻摻雜多晶硅
8(或金屬)層直至暴露絕緣層180，由此實(shí)現(xiàn)接觸塞210a之間的隔離。 然后，在周邊電路區(qū)域中形成有柵極的所得物上沉積層間絕緣層250。層間絕緣層
250優(yōu)選由優(yōu)選厚度為3000 5000l的氧化物層形成。然后，根據(jù)常規(guī)方式，實(shí)施形成存 儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸和電容器的工藝。 公開(kāi)的半導(dǎo)體器件及其制造方法優(yōu)選具有一個(gè)或多個(gè)優(yōu)勢(shì)。例如，由于通過(guò)形成 鞍鰭結(jié)構(gòu)單元晶體管和使用鑲嵌工藝的非SAC工藝，所以不需要用于形成著陸塞的光刻工 藝，從而能夠基本防止在SAC工藝中產(chǎn)生的缺陷。通過(guò)減少工藝數(shù)目，也能夠大幅改善制造 產(chǎn)品所需要的周轉(zhuǎn)周期。此外，通過(guò)采用掩埋的字線(xiàn)和鞍鰭結(jié)構(gòu)，能夠確保優(yōu)異的器件性 能。隨著字線(xiàn)和位線(xiàn)的寄生電容的減小，能夠提高器件操作速度。 雖然本發(fā)明已經(jīng)對(duì)于具體的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯而易 見(jiàn)地做出各種變化和改變而未脫離在權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的精神和范圍。
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權(quán)利要求
一種具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件，包括在半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)中的具有選定深度的溝槽；包圍所述有源區(qū)并具有在所述有源區(qū)中形成鞍型鰭結(jié)構(gòu)的凹陷隔離區(qū)的隔離層；在所述溝槽和所述凹陷隔離區(qū)中掩埋的單元晶體管的鞍鰭柵極；在所述鞍鰭柵極上的絕緣層，所述絕緣層暴露出所述半導(dǎo)體襯底的部分區(qū)域；和在由所述絕緣層暴露的區(qū)域中的接觸塞。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件，其中所述凹陷隔離區(qū)的深度為1200 ~ 2000A。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件，其中所述鞍鰭柵極包括 在所述溝槽的表面上的柵極絕緣層；禾口在所述凹陷隔離區(qū)中和在所述有源區(qū)中的所述柵極絕緣層上的柵極金屬層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件，其中所述鞍鰭柵極還包括在 所述柵極絕緣層和所述柵極金屬層之間的摻雜的多晶硅層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件，其中所述接觸塞包括多晶硅 或者金屬層。
6. —種具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件，包括 具有單元區(qū)域和周邊電路區(qū)域的半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底的表面之下的所述單元區(qū)域中設(shè)置的鞍鰭柵極； 在所述半導(dǎo)體襯底的所述周邊電路區(qū)域上設(shè)置的堆疊型柵極； 覆蓋所述鞍鰭柵極的絕緣層，所述絕緣層暴露出所述單元區(qū)域中的接觸區(qū)；禾口 由所述單元區(qū)域中的所述絕緣層暴露的所述接觸區(qū)中的接觸塞。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件，其中所述鞍鰭柵極包括 在所述單元區(qū)域的有源區(qū)中具有選定深度的溝槽的內(nèi)壁； 沿著形成鞍鰭結(jié)構(gòu)的凹陷隔離區(qū)的表面的柵極絕緣層；禾口 在所述溝槽和所述凹陷隔離區(qū)中的柵極金屬層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件，其中所述鞍鰭柵極還包括在 所述柵極絕緣層和所述柵極金屬層之間的摻雜的多晶硅層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件，其中所述堆疊型柵極包括 在所述半導(dǎo)體襯底的所述周邊電路區(qū)域上依次堆疊的柵極絕緣層、柵極導(dǎo)電層、金屬電極 層和硬掩模。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件，其中所述接觸塞包括與所 述周邊電路區(qū)域中的所述堆疊型柵極的柵極導(dǎo)電層相同的材料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件，還包括在所述絕緣層的側(cè) 面上的氮化物層間隔物。
12. —種制造具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件的方法，包括 在半導(dǎo)體襯底的單元區(qū)域上形成暴露出隔離區(qū)的墊氮化物層； 在所述半導(dǎo)體襯底的所述隔離區(qū)中形成溝槽； 在所述溝槽內(nèi)形成隔離層；蝕刻所述半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)至選定深度以形成凹陷有源區(qū)；蝕刻所述隔離層至選定深度以形成凹陷隔離區(qū)；在所述凹陷有源區(qū)和所述凹陷隔離區(qū)中沉積柵極金屬層以形成單元晶體管的柵極； 在所述柵極的上部之上形成絕緣層；移除所述墊氮化物層以暴露出所述半導(dǎo)體襯底的待形成接觸塞的區(qū)域；禾口 在所述半導(dǎo)體襯底的所述區(qū)域中沉積導(dǎo)電層以形成接觸塞。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在形成所述柵極金屬層之前，在所述凹陷有源區(qū)和所述凹陷隔離區(qū)的表面上形成柵極 絕緣層；和對(duì)所述柵極金屬層實(shí)施回蝕或者實(shí)施化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)之后實(shí)施回蝕。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在實(shí)施回蝕或者實(shí)施CMP之后再回蝕中，使所述 柵極金屬層的表面和所述有源區(qū)具有相同高度。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述單元晶體管的所述棚極的形成還包括在 形成所述柵極金屬層之前，在所述柵極絕緣層上形成多晶硅層。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在所述柵極的上部之上形成所述絕緣層還包 括實(shí)施回蝕或CMP以暴露出所述墊氮化物層。
17. —種制造具有鞍鰭晶體管的半導(dǎo)體器件的方法，包括在半導(dǎo)體襯底的單元區(qū)域和周邊電路區(qū)域上形成暴露出隔離區(qū)的墊氮化物層； 在所述半導(dǎo)體襯底的所述隔離區(qū)中形成溝槽隔離層； 使有源區(qū)的待形成溝道的部分凹陷至選定深度； 使所述溝槽隔離層的一部分凹陷以形成鞍鰭形；形成掩埋在所述凹陷有源區(qū)中的所述半導(dǎo)體襯底的表面之下的鞍鰭柵極； 在所述鞍鰭柵極的上部之上形成絕緣層以隔離所述鞍鰭柵極；移除所述墊氮化物層，以暴露出所述單元區(qū)域中所述半導(dǎo)體襯底上待形成接觸塞的區(qū) 域和所述半導(dǎo)體襯底的所述周邊電路區(qū)域；在所述襯底的所述周邊電路區(qū)域上形成柵極絕緣層； 在所述單元區(qū)域上形成導(dǎo)電層； 在所述襯底的所述周邊電路區(qū)域上形成導(dǎo)電層；禾口蝕刻所述導(dǎo)電層，以在所述單元區(qū)域中形成接觸塞和在所述周邊電路區(qū)域中形成堆疊 型柵極。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，包括使得所述有源區(qū)的所述部分和所述溝槽隔離 層的所述部分原位凹陷。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述鞍鰭柵極的形成包括 在所述有源區(qū)和所述溝槽隔離層的凹陷表面上形成柵極絕緣層； 形成柵極金屬層以掩埋所述凹陷部分；禾口對(duì)所述柵極金屬層實(shí)施回蝕或者實(shí)施實(shí)施CMP之后進(jìn)行回蝕。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中在實(shí)施回蝕或者實(shí)施CMP之后進(jìn)行回蝕中，使所 述柵極金屬層的表面和所述有源區(qū)具有相同高度。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述鞍鰭柵極的形成還包括在形成所述柵極 金屬層之前，在所述柵極絕緣層上形成多晶硅層。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述絕緣層的形成還包括實(shí)施回蝕或者CMP 以暴露出所述墊氮化物層。
23. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括，在所述周邊電路區(qū)域中形成所述柵極絕緣 層之前，在移除所述墊氮化物層的所得物上形成緩沖氮化物層；禾口 移除在所述周邊電路區(qū)域中的所述緩沖氮化物層的部分。
24. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，在形成所述導(dǎo)電層之后，蝕刻在所述周邊電路 區(qū)域中的部分所述導(dǎo)電層。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，包括在所述周邊電路區(qū)域中形成厚度為500~800義的所述導(dǎo)電層。
26. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中在所述周邊電路區(qū)域中形成所述堆疊型柵極包括在所述導(dǎo)電層上形成金屬層；在所述金屬層上形成用于圖案化所述周邊電路區(qū)域中的所述堆疊型柵極的硬掩模圖 案；和使用所述硬掩模圖案作為掩模，蝕刻所述金屬層、所述導(dǎo)電層和所述柵極絕緣層。
27. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述導(dǎo)電層的蝕刻還包括使得在所述堆疊型柵 極上形成的所述絕緣層暴露。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述接觸塞包括與在所述周邊電路區(qū)域中形成 的所述堆疊型柵極的柵極導(dǎo)電層相同的材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有鞍鰭結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件及其制造方法。一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括在半導(dǎo)體襯底的單元區(qū)域上形成暴露隔離區(qū)的墊氮化物層；在半導(dǎo)體襯底的隔離區(qū)中形成溝槽；在溝槽內(nèi)形成隔離層；蝕刻半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)至一定深度以形成凹陷有源區(qū)；蝕刻隔離層至一定深度以形成凹陷隔離區(qū)；在凹陷有源區(qū)和凹陷隔離區(qū)中沉積柵極金屬層以形成單元晶體管的柵極；在柵極上部上形成絕緣層；移除墊氮化物層以暴露待形成接觸塞的半導(dǎo)體襯底的區(qū)域；和在該區(qū)域的半導(dǎo)體襯底中沉積導(dǎo)電層以形成接觸塞。
文檔編號(hào)H01L21/762GK101771047SQ20091016477
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者李振烈, 金東錫 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司