形成晶體管的方法、襯底圖案化的方法及晶體管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種形成晶體管的方法，一種襯底圖案化的方法以及晶體管。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體器件(特別地，功率半導(dǎo)體器件如場效應(yīng)晶體管(FET)和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT))廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域應(yīng)用例如汽車和工業(yè)應(yīng)用。人們一直在嘗試提高半導(dǎo)體器件的性能。例如，嘗試通過減小作為IGBT中相鄰柵極溝槽的主體區(qū)域或臺面的寬度來提高IGBT的性能。相應(yīng)地，需要提供一種方法，通過該方法臺面結(jié)構(gòu)可以限定為均勻模式，臺面結(jié)構(gòu)具有小寬度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種制造半導(dǎo)體器件的改進(jìn)方法。進(jìn)一步地，本發(fā)明的目的是提供所述半導(dǎo)體器件。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，上述目的是通過獨立權(quán)利要求所要求保護(hù)的主題實現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求限定了進(jìn)一步實施例。
【附圖說明】
[0005]附圖用于進(jìn)一步理解本發(fā)明的實施例，附圖并入本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分。附圖示出了本發(fā)明的實施例并與描述一起闡述原理。通過較好地理解下面的詳細(xì)描述，很容易構(gòu)想到本發(fā)明的其他實施例和許多優(yōu)點。附圖中的元件不需要按比例繪制。相同附圖標(biāo)記指定相應(yīng)的類似部分。
[0006]圖1A至圖1F示出了執(zhí)行根據(jù)一個實施例的方法時半導(dǎo)體襯底的橫截面視圖的示例。
[0007]圖1G概括了根據(jù)一個實施例的方法。
[0008]圖2A至圖2L示出了執(zhí)行根據(jù)一個實施例的方法時半導(dǎo)體襯底的橫截面視圖的示例。
[0009]圖3A至圖3D示出了加工過程中半導(dǎo)體器件的橫截面視圖的進(jìn)一步示例。
[0010]圖3E示出了根據(jù)一個實施例的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖。
[0011]圖3F概括了根據(jù)另外的實施例的方法。
[0012]圖4A至圖4E示出了執(zhí)行根據(jù)另外的實施例的方法時半導(dǎo)體襯底的橫截面視圖的示例。
[0013]圖4F概括了根據(jù)另外的實施例的方法。
【具體實施方式】
[0014]在下面的詳細(xì)描述中，將參考附圖進(jìn)行描述，附圖構(gòu)成描述的一部分并示出了能夠?qū)嵺`本發(fā)明的特定實施例。在這一方面，方向術(shù)語“頂部”、“底部”、“前部”、“背部”、“首部”、“尾部”等用于指示所述附圖的方位。由于本發(fā)明的實施例的組件可以布置在一些不同的方位，方向術(shù)語僅用于說明目的而非進(jìn)行限制。應(yīng)該理解的是，可以利用其他實施例，也可以在不偏離權(quán)利要求限定的范圍的情況下進(jìn)行結(jié)構(gòu)和邏輯修改。
[0015]對實施例的描述并非對本發(fā)明的限制。特別地，下文描述的實施例的元件可以與不同實施例的元件組合在一起。
[0016]在下面描述中使用的術(shù)語“晶片”、“襯底”或“半導(dǎo)體襯底”可以包括具有半導(dǎo)體表面的任何以半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)。晶片和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為包括硅、絕緣體上的硅(SOI)、藍(lán)寶石上的娃(SOS)、摻雜和無摻雜半導(dǎo)體、基礎(chǔ)半導(dǎo)體支承的娃外延層和其他半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體不需要以硅為基礎(chǔ)。半導(dǎo)體也可以是硅鍺、鍺或砷化鎵。根據(jù)其他實施例，碳化硅(SiC)或氮化鎵(GaN)可以形成半導(dǎo)體襯底材料。
[0017]附圖和描述通過在摻雜類型“η”或“p”旁邊指示或“ + ”來說明相對摻雜濃度。例如，“η_”表示摻雜濃度低于“η”摻雜區(qū)域的摻雜濃度，“η+”摻雜區(qū)域的摻雜濃度高于“η_”摻雜區(qū)域的摻雜濃度。具有相同的相對摻雜濃度的摻雜區(qū)域并不一定具有相同的絕對摻雜濃度。例如，“η”摻雜區(qū)域可以具有相同或不同的絕對摻雜濃度。在附圖和描述中，為了更好地理解，通常摻雜部分標(biāo)識為摻雜“P”或“η”。應(yīng)該清楚理解的是，該標(biāo)識并不旨在限制目的。摻雜類型可以是任意類型，只要能夠?qū)崿F(xiàn)所描述的功能。進(jìn)一步地，在所有實施例中，摻雜類型可以是反向的。
[0018]在本說明書中使用的術(shù)語“耦合”和/或“電耦合”并不旨在表示元件必須直接耦合在一起-干預(yù)元件可以提供在“耦合”或“電耦合”元件之間。術(shù)語“電連接”用于描述電連接在一起的元件之間的低電阻電連接。
[0019]此處使用的術(shù)語“具有”、“包含”、“包括”、“由…組成”等是開放式術(shù)語，指示所述元件或特征的存在，但不排除附加元件或特征。除非上下文明確說明，否則“一個”和“所述”包括單數(shù)和復(fù)數(shù)。
[0020]本說明書提及了與半導(dǎo)體部分摻雜的“第一”和“第二”導(dǎo)電類型摻雜劑。第一導(dǎo)電類型可以是P類型，第二導(dǎo)電類型可以是η類型，反之亦然。眾所周知，根據(jù)摻雜類型或源極區(qū)域和漏區(qū)域的極性，MOSFET可以是η-溝道或ρ-溝道M0SFET。例如，在η-溝道MOSFET中，源極區(qū)域和漏區(qū)域摻雜η類型摻雜劑。在ρ-溝道MOSFET中，源極區(qū)域和漏區(qū)域摻雜P類型摻雜劑。應(yīng)該清楚理解的是，在本說明書的上下文中，摻雜類型可以是反向的。如果使用方向語言描述特定電流路徑，該描述僅應(yīng)理解為指示路徑而非指示電流極性，例如電流是沿特定方向流動或沿相反方向流動。附圖可以包括極性敏感組件，例如二極管。應(yīng)該清楚理解的是，這些極性敏感組件的特定布置僅作為示例，可以根據(jù)第一導(dǎo)電類型是η-型或P-型反轉(zhuǎn)布置以實現(xiàn)所描述的功能。
[0021]在本說明書中使用的術(shù)語“橫向”和“水平”用于描述與半導(dǎo)體襯底或半導(dǎo)體主體平行的方位。例如，這可以是晶片或晶粒的表面。
[0022]在本說明書中使用的術(shù)語“垂直”用于描述布置為垂直于半導(dǎo)體襯底或半導(dǎo)體主體的第一表面的方位。
[0023]通常，為了在材料層上圖案化，可以使用光刻方法，該方法需要提供適合的光致抗蝕劑材料。使用適合的光掩模在光致抗蝕劑材料上形成光刻圖案。經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層可以在后續(xù)處理步驟中用作掩模。例如，通常硬掩模層或由適合的材料(例如，氮化硅、多晶硅、碳或前述材料組合)制成的層可以提供在要圖案化的材料層之上。例如，使用蝕刻工藝在硬掩模層上形成光刻圖案。將經(jīng)圖案化的硬掩模作為蝕刻掩模，使材料層圖案化。
[0024]圖1A至圖1F示出了根據(jù)一個實施例的方法。犧牲層140形成在半導(dǎo)體襯底100之上。犧牲層140的示例包括氧化硅和/或氮化硅或可以相對于半導(dǎo)體襯底選擇性地蝕刻的任何其他材料。圖案層150 (例如光致抗蝕劑層)形成在犧牲層140的表面之上。圖案層150形成為經(jīng)圖案化的結(jié)構(gòu)155。例如，經(jīng)圖案化的結(jié)構(gòu)可以包括多行線/空間圖案。應(yīng)該清楚理解的是，經(jīng)圖案化的結(jié)構(gòu)155沒有必要是線型的，但可以是彎曲的，可以形成圓形、矩形和其他形狀。根據(jù)進(jìn)一步實施例，經(jīng)圖案化的結(jié)構(gòu)可以是線段、圓點或任何其他圖案，這取決于制造工藝的需要。當(dāng)然，圖案層可以是進(jìn)一步硬掩模材料，并且沒有必要限于光致抗蝕劑層。經(jīng)圖案化的結(jié)構(gòu)155之間的節(jié)距決定了要在后面處理步驟中蝕刻的臺面的節(jié)距。相鄰經(jīng)圖案化的結(jié)構(gòu)155之間的距離可以是任意值，例如100ηπι-2μπι。根據(jù)一個實施例，所述距離可以介于400nm-800nm之間，例如600nm?？蛇x擇地，經(jīng)圖案化的結(jié)構(gòu)155的寬度可以與相鄰經(jīng)圖案化的結(jié)構(gòu)之間的距離一致。根據(jù)一個實施例，所述寬度可以介于10nm-1 μ m之間，更具體地介于300nm-600nm之間，例如400nm。圖1A示出了所生成結(jié)構(gòu)的示例。
[0025]其后，間隔物160形成為與經(jīng)圖案化的結(jié)構(gòu)155的側(cè)壁155a相鄰。例如，這可以通過在圖1A示出的表面上共形沉積間隔物材料來實現(xiàn)。例如，所述間隔物材料層的厚度可以介于50nm-300nm之間。其后，可以執(zhí)行各向異性蝕刻步驟，該步驟以高于垂直部分的蝕刻速率蝕刻間隔物材料的水平部分，以形成間隔物。本文后面將進(jìn)行說明，形成在半導(dǎo)體襯底100中的臺面的寬度取決于該處理步驟中形成的間隔物材料的厚度。圖1B示出了所生成的襯底的橫截面視圖的示例。如圖所示，間隔物160形成為與經(jīng)圖案化的結(jié)構(gòu)155的側(cè)壁155a相鄰。在相鄰間隔物160之間，犧牲層140的一部分被去除。