专利名称：利用双镶嵌工艺来形成t型多晶硅栅极的方法
技术领域：
本发明涉及一种形成T型多晶硅栅极的方法，特别涉及一种利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法。
背景技术：
当半导体的工艺技术朝深亚微米(deep submicron)前进的趋势下，将使得组件的集成度增加而组件尺寸亦随的减小，在这种情况下，晶体管须具备有较通常的晶体管低的密勒电容(miller capacitance)值与较高的驱动电流，以获得良好的组件驱动性。因此通常技术，为达到具有较高的驱动电流，与降低密勒电容，以能量约1015来进行源/漏极延伸区的掺杂工艺(Source/Drain extension dopant)以获得较高的驱动电流。
但是当再进一步缩小组件尺寸时，在进行源/漏极延伸区的掺杂工艺时，掺杂离子容易镶嵌在多晶硅栅极边缘，这样将导致多晶硅栅极边缘较易击穿。
因此，本发明提出一种利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，不仅可以解决上述的掺杂离子容易镶嵌在多晶硅栅极边缘的问题，还可由制造过程中减少并控制栅极线宽，从而同时达到提高组件的集成度的目的。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，它能够有效的防止进行源/漏极延伸区的掺杂工艺时，掺杂物镶嵌在多晶硅栅极边缘，而导致多晶硅栅极边缘击穿电压较低的情况。
本发明的另一目的，在于提供一种利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，其具有较小的栅极线宽，进而达到增加组件的集成度。
为达上述目的，本发明提供一种利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，它包括有下列步骤提供一内部形成有隔离区域的半导体基底；在半导体基底上依序形成一氧化层，一氮化物层，及一图案化第一光刻胶层，接着，以图案化第一光刻胶层为掩膜，对氮化物层与氧化层进行刻蚀工艺，直至暴露出半导体基底为止，来形成一第一沟槽，对图案化第一光刻胶层进行回刻，以形成一图案化第二光刻胶层；以图案化第二光刻胶层为掩膜，对氮化物层进行刻蚀，以形成一第二沟槽，去除图案化第二光刻胶层，对半导体基底，进行一氧化工艺，使从第一沟槽暴露出的半导体基底表面形成一栅极氧化层，沉积一填满第一、第二沟槽的多晶硅层，然后对多晶硅层进行一平整化工艺，去除剩余氮化物层，再以多晶硅层为掩膜，去除暴露出的氧化层，以得到一T型轮廓的多晶硅栅极。
本发明的有益效果为不仅可以解决上述的掺杂离子容易镶嵌在多晶硅栅极边缘的问题，还可由制造过程中减少并控制栅极线宽，从而同时达到提高组件的集成度的目的。
图1至图7为本发明的各步骤构造剖视图。
图8至图11为本发明加入一刻蚀阻挡层后的各步骤构造剖视图。
标号说明10半导体基底12氧化层14氮化物层16图案化第一光刻胶层18第一沟槽20图案化第二光刻胶层22第二沟槽24栅极氧化层26多晶硅层28刻蚀阻挡层具体实施方式
以下结合附图及实施例进一步说明本发明的结构特征及所达成的有益效果。
本发明是一种利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，请参阅图1至图7，为本发明一较佳实施例的各步骤的构造剖视图。
首先请参阅图1，在一内部已形成有数个隔离区域(图中未示)的半导体基底10上依序形成一氧化层12，一氮化物层14，以及一图案化第一光刻胶层16，其中氮化物层14的材质可以为氮氧化硅(SiON)、氮化硅或其它材质，并以低压化学气相沉积法沉积而得。然后，以图案化第一光刻胶层16为掩膜，对氮化物层14与氧化层12进行一刻蚀工艺，直至暴露出半导体基底10为止，以形成一第一沟槽18，如图2所示的结构。
接着，如图3所示，对图案化第一光刻胶层16进行回刻(Etching Back)，以形成一图案化第二光刻胶层20，然后以图案化第二光刻胶层20为掩膜，对氮化物层14进行刻蚀，以形成一第二沟槽22，然后去除图案化第二光刻胶层20，形成如图4所示的结构，其中对氮化层14所施行的刻蚀工艺，为对氧化物与氮化物具有高选择性的干法刻蚀。
如图5所示，对半导体基底10进行一氧化工艺，使从第一沟槽18暴露出的半导体基底10表面形成一栅极氧化层24，其中氧化工艺是以氧气来进行快速氧化处理，因为快速氧化处理不会对氮化物层14产生作用，所以施行快速氧化处理之后，氧气等离子体仅会与从第一沟槽18暴露出的半导体基底10进行反应，形成一栅极氧化层24，然后，在半导体基底10上沉积一填满第一、第二沟槽18、22的多晶硅层26，对多晶硅层26进行一化学机械抛光工艺(CMP)，来去除多余的多晶硅层26，以达到所谓的全面性平整化，形成如图6所示的结构。
最后，如图7所示，去除剩余的氮化物层14，然后以多晶硅层26为掩膜，去除未覆盖多晶硅层26的氧化层12，以得到一T型轮廓的多晶硅栅极，然后，即可依照通常的技术进行源/漏极延伸区的掺杂工艺。
另外，为避免在形成第二沟槽22时，对氮化物层14的刻蚀步骤可能对自第一沟槽18暴露出的半导体基底10造成损伤，因此，可以在形成氧化层12前，先在半导体基底10表面沉积一刻蚀阻挡层28，其结构将如图8所示的结构，其中刻蚀阻挡层28的材质为氮化物，且其厚度与氮化物层14相近似。
当结构如图8所示时，其工艺步骤应该改为当进行欲形成第一沟槽18的刻蚀工艺时，刻蚀步骤进行至暴露出刻蚀阻挡层28为止，形成如图9所示的结构。且当以图案化第二光刻胶层20对氮化层14进行刻蚀时，将同时去除自第一沟槽18暴露出的刻蚀阻挡层28，形成如图10所示的结构。
然后，请参照图11，依照前述的工艺步骤，形成一栅极氧化层24与一多晶硅层26，然后去除氮化物层14，最后以多晶硅层26为掩膜，去除未被多晶硅层26覆盖的氧化层12与刻蚀阻挡层28，以形成一T型轮廓的多晶硅栅极。
本发明的多晶硅栅极，不但具有较小的栅极线宽，可以增加组件的集成度，更能够有效的防止进行源/漏极延伸区的掺杂工艺时，掺杂物镶嵌在多晶硅栅极边缘，而导致多晶硅栅极边缘击穿电压较低的情况。
以上所述的实施例仅为了说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本专利的范围并不仅局限于上述具体实施例，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，包括下列步骤提供一半导体基底，其内部已形成隔离区域；在所述半导体基底上依序形成一氧化层，一氮化物层，及一图案化第一光刻胶层；以所述图案化第一光刻胶层为掩膜，对所述氮化物层与所述氧化层进行刻蚀，直至暴露出所述半导体基底为止，以形成一第一沟槽；对所述图案化第一光刻胶层进行一回刻，以形成一图2案化光刻胶层；以所述图案化第二光刻胶层为掩膜，对所述氮化物层进行刻蚀，使所述氮化物层形成一第二沟槽，然后去除所述图案化第二光刻胶层；对所述半导体基底进行一氧化工艺，使从所述第一沟槽暴露出的所述半导体基底表面形成一栅极氧化层；在所述半导体基底上沉积一多晶硅层，并填满所述第一、第二沟槽，而后对所述多晶硅层进行一平整化工艺；以及去除剩余的所述氮化物层，然后以所述多晶硅层为掩膜去除暴露出的所述氧化层，以得到一T型轮廓的多晶硅栅极。
2.根据权利要求1所述的利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，其特征在于所述氮化物层的材质为氮氧化硅或氮化硅。
3.根据权利要求1所述的利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，其特征在于完成所述T型轮廓的多晶硅栅极后，接着可继续进行源/漏极的掺杂工艺。
4.根据权利要求1所述的利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，其特征在于所述氧化工艺为快速氧化工艺。
5.根据权利要求4所述的利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，其特征在于所述快速氧化工艺是以氧气等离子体来进行处理。
6.根据权利要求1所述的利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，其特征在于所述平整化工艺为化学机械抛光法。
7.根据权利要求1所述的利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，其特征在于所述氮化物层利用低压化学气相沉积而成。
8.根据权利要求1所述的利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，其特征在于在所述半导体基底上形成所述氧化层前，可先在所述半导体基底上形成一刻蚀阻挡层，来防止对所述氮化物层刻蚀，可能对所述半导体基底造成的损伤。
9.根据权利要求8项所述的利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，其特征在于所述刻蚀阻挡层的材质为氮化物。
10.根据权利要求8项所述的利用双镶嵌工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，其特征在于所述刻蚀阻挡层的厚度略小于所述氮化物层。
全文摘要
本发明提供一种利用双镶嵌(dual damascene)工艺来形成T型多晶硅栅极的方法，它是在一半导体基底上形成一氧化层、一氮化层，及一图案化第一光刻胶层，以图案化第一光刻胶层为掩膜，对氮化层与氧化层进行刻蚀，来形成一第一沟槽，对图案化第一光刻胶层进行回刻，以形成一图案化第二光刻胶层，然后以图案化第二光刻胶层为掩膜，对氮化物层进行刻蚀，形成一第二沟槽，然后去除图案化第二光刻胶层，在从第一沟槽暴露出的半导体基底表面形成一栅极氧化层，在第一、第二沟槽内沉积一多晶硅层，去除剩余的氮化物层，得到一T形轮廓的多晶硅栅极。
文档编号H01L21/28GK1700419SQ20041001845
公开日2005年11月23日 申请日期2004年5月19日 优先权日2004年5月19日
发明者金平中, 方浩, 陈平人 申请人:上海宏力半导体制造有限公司