半導體裸片中形成絕緣多晶硅柵極的多個子光刻圖案的示意性流程圖。在步驟1102中，第一電介質(zhì)312可沉積在半導體襯底(裸片)104的面上。在步驟1104中，至少一個溝槽314可蝕刻到第一電介質(zhì)312中，向下到半導體裸片104的面。在步驟1106中，可在第一電介質(zhì)312、至少一個溝槽314的壁及底部上沉積間隔物薄膜322到所要厚度。在步驟1108中，可從第一電介質(zhì)312的頂面及半導體裸片104的暴露部分選擇性地蝕刻間隔物薄膜322，僅留下在至少一個溝槽314的壁316上的間隔物薄膜322。在步驟1110中，第二電介質(zhì)312a可沉積在第一電介質(zhì)312及至少一個溝槽314的壁上的保留的間隔物薄膜322上方，且其足夠厚以填充其之間的間隙。在步驟1112中，可移除(例如，拋光)第二電介質(zhì)312a的一部分，其足夠深以通過及移除間隔物薄膜322a的圓頂部，否則可能存在極難填充的凹入輪廓。在步驟1114中，可通過(舉例來說，但不限于)濕蝕刻從第一電介質(zhì)312的壁與第二電介質(zhì)312a的壁之間移除間隔物薄膜322a，借此在其中留下超薄溝道(例如，溝槽、畦溝或凹槽)。在步驟1116中，可在窄溝道的底部處的暴露半導體襯底上選擇性地生長柵極氧化物230。在步驟1118中，一層多晶硅232可沉積在第一電介質(zhì)312及第二電介質(zhì)312a上方、沉積到窄溝道中，及沉積在柵極氧化物230上方。在步驟1120中，可(舉例來說，但不限于)蝕刻多晶硅層232以將其從第一電介質(zhì)312及第二電介質(zhì)312a的頂面移除，且稍微蝕刻入窄溝道的頂部部分中。在步驟1122中，從半導體裸片104的面移除第一電介質(zhì)312及第二電介質(zhì)312a，其中多晶硅232與柵極氧化物230保留在其面上。在步驟1124中，可分開(例如，在其間切斷連接)多晶硅232的部分與柵極氧化物230的部分，以建立可用于制造于半導體裸片104上的晶體管裝置的獨立絕緣多晶硅柵極1020。
[0042]雖然已參考本發(fā)明的實例實施例描繪、描述且界定本發(fā)明的實施例，但此類參考并不暗示對本發(fā)明的限制，且不能推斷此類限制。如熟悉相關(guān)技術(shù)且獲益于本發(fā)明的一般技術(shù)人員將想到，可在形式及功能上對所揭示的主題進行大幅修改、替代及等效制作。本發(fā)明所描繪及描述的實施例僅為實例，且并不窮盡本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于在半導體集成電路裸片上形成絕緣多晶硅柵極的方法，所述方法包括以下步驟: 將第一電介質(zhì)沉積在半導體襯底的面上； 在所述第一電介質(zhì)中，建立至少一個溝槽向下到所述半導體襯底的面； 將間隔物薄膜沉積在所述第一電介質(zhì)上，包含所述至少一個溝槽的壁及底部； 從所述第一電介質(zhì)的面及暴露所述半導體襯底的所述面的所述至少一個溝槽的所述底部移除所述間隔物薄膜的部分，其中僅間隔物薄膜保留于所述至少一個溝槽的所述壁上; 將第二電介質(zhì)沉積在所述第一電介質(zhì)上方及所述至少一個溝槽的所述壁上的所述間隔物薄膜之間，且足夠填充在其之間的間隔； 移除所述第一電介質(zhì)及所述第二電介質(zhì)的一部分直到在所述第一電介質(zhì)與所述第二電介質(zhì)之間暴露所述間隔物薄膜的實質(zhì)上平坦頂部部分； 移除在所述第一電介質(zhì)與所述第二電介質(zhì)之間的所述間隔物薄膜直到所述半導體襯底的所述暴露面，借此在其中留下至少兩個窄溝道； 在所述至少兩個窄溝道的底部處的所述半導體襯底的所述暴露面上，生長柵極氧化物； 將多晶硅沉積在所述第一電介質(zhì)及所述第二電介質(zhì)的所述面上且沉積到所述至少兩個窄溝道中； 移除在所述第一電介質(zhì)及所述第二電介質(zhì)的所述面上的所述多晶硅的部分，且移除在所述至少兩個窄溝道中的所述多晶硅的頂部部分； 從所述半導體襯底的所述面移除所述第一電介質(zhì)及所述第二電介質(zhì)，留下其上的所述多晶硅與柵極氧化物；及 將所述多晶硅的部分與柵極氧化物的部分分開為用于絕緣柵極晶體管的獨立絕緣柵極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積所述第一電介質(zhì)的步驟包括在所述半導體襯底的所述面上將所述第一電介質(zhì)沉積到從約5納米到約1000納米的厚度的步驟。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述建立所述至少一個溝槽的步驟包括在所述第一電介質(zhì)中建立具有從約5納米到約1000納米的寬度的所述至少一個溝槽的步驟。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積所述間隔物薄膜的步驟包括將所述間隔物薄膜沉積到從約5納米到約1000納米的厚度的步驟。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積所述第二電介質(zhì)的步驟包括將所述第二電介質(zhì)沉積到從約5納米到約1000納米的厚度的步驟。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多晶硅及所述柵極氧化物的寬度為從約5納米到約500納米。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述間隔物薄膜包括二氧化硅。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一電介質(zhì)包括氮化硅。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二電介質(zhì)包括氮化硅。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述將所述多晶硅的部分與柵極氧化物的部分分開的步驟包括使用反應性離子蝕刻RIE將所述多晶硅的部分與柵極氧化物的部分分開的步驟。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述RIE是侵蝕性的。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述將所述多晶硅的部分與柵極氧化物的部分分開的步驟包括在待分開的所述多晶硅的所述部分與柵極氧化物的所述部分之間建立通孔的步驟。13.—種半導體裸片，其包括: 多個絕緣柵極晶體管，其中建立所述晶體管的絕緣柵極包括以下步驟: 將第一電介質(zhì)沉積在半導體襯底的面上； 在所述第一電介質(zhì)中，建立至少一個溝槽向下到所述半導體襯底的面； 將間隔物薄膜沉積在所述第一電介質(zhì)上，包含所述至少一個溝槽的壁及底部； 從所述第一電介質(zhì)的面及暴露所述半導體襯底的所述面的所述至少一個溝槽的所述底部移除所述間隔物薄膜的部分，其中僅間隔物薄膜保留于所述至少一個溝槽的所述壁上; 將第二電介質(zhì)沉積在所述第一電介質(zhì)上方及所述至少一個溝槽的所述壁上的所述間隔物薄膜之間，且足夠填充在其之間的間隔； 移除所述第一電介質(zhì)及所述第二電介質(zhì)的一部分直到在所述第一電介質(zhì)與所述第二電介質(zhì)之間暴露所述間隔物薄膜的實質(zhì)上平坦頂部部分； 移除在所述第一電介質(zhì)與所述第二電介質(zhì)之間的所述間隔物薄膜直到所述半導體襯底的所述暴露面，借此在其中留下至少兩個窄溝道； 在所述至少兩個窄溝道的底部處的所述半導體襯底的暴露面上，生長柵極氧化物；將多晶硅沉積在所述第一電介質(zhì)及所述第二電介質(zhì)的所述面上且沉積到所述至少兩個窄溝道中； 移除在所述第一電介質(zhì)及所述第二電介質(zhì)的所述面上的所述多晶硅的部分，且移除在所述至少兩個窄溝道中的所述多晶硅的頂部部分； 從所述半導體襯底的所述面移除所述第一電介質(zhì)及所述第二電介質(zhì)，留下其上的所述多晶硅與柵極氧化物；及 將所述多晶硅的部分與柵極氧化物的部分分開為用于絕緣柵極晶體管的獨立絕緣柵極。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體裸片，其中所述第一電介質(zhì)可具有從約5納米到約1000納米的厚度。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體裸片，其中所述至少一個溝槽具有從約5納米到約1000納米的寬度。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體裸片，其中所述間隔物薄膜具有從約5納米到約1000納米的厚度。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體裸片，其中所述第二電介質(zhì)具有從約5納米到約1000納米的厚度。18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體裸片，其中所述多晶硅及所述柵極氧化物的寬度為從約5納米到約500納米。19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體裸片，其中所述間隔物薄膜包括二氧化硅。20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導體裸片，其中所述第一電介質(zhì)及所述第二電介質(zhì)包括氮化娃。
【專利摘要】一種間隔物蝕刻工藝，其產(chǎn)生用于與絕緣柵極晶體管一起使用的絕緣柵極的超窄多晶硅與柵極氧化物。使用電介質(zhì)及間隔物薄膜沉積技術(shù)來形成窄溝道。從所述電介質(zhì)移除所述間隔物薄膜，其中在所述電介質(zhì)中形成窄溝道。在暴露于這些窄溝道底部的半導體襯底的部分上生長絕緣柵極氧化物(230a-230d)。接著，使用多晶硅(232)來填充所述窄溝道。從所述半導體襯底的面移除所述電介質(zhì)，僅留下所述十分窄的柵極氧化物及所述多晶硅。將所述十分窄的柵極氧化物及所述多晶硅分開成用于所述絕緣柵極晶體管的絕緣柵極。
【IPC分類】H01L21/8234, H01L21/28
【公開號】CN105144365
【申請?zhí)枴緾N201480014880
【發(fā)明人】保羅·菲思特
【申請人】密克羅奇普技術(shù)公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2014年3月1日
【公告號】US20140264614, WO2014149587A1