[发明专利]制造半导体器件的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年10月24日提交的韩国专利申请10-2007-0107357 的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及制造半导体器件的方法，更具体涉及制造包括灯泡型凹陷 沟道的半导体器件的方法。

背景技术

已经提出一种增加凹陷沟道长度的方法以获得相对于常规凹陷沟道 而言改善的数据保持时间和电流特性。该方法包括蚀刻凹陷沟道底部以形 成灯泡型凹陷沟道。包括这种灯泡型凹陷沟道的半导体器件称为灯泡型凹 陷沟道阵列晶体管(bulb type recess channel array transistor，BRCAT)。

图1A和1B为说明制造包括灯泡型凹陷沟道的半导体器件的方法的横 截面图。

参照图1A，在衬底11中形成灯泡型凹陷图案12。灯泡型凹陷图案12 包括第一凹陷12A和第二凹陷12B。第二凹陷12B具有圆形形状并且第二 凹陷12B的宽度比第一凹陷12A的宽度大。

在灯泡型凹陷图案12上形成绝缘层13。然后在绝缘层13上形成非晶 硅层14并填充由灯泡型凹陷图案12所提供的间隔。虽然没有显示，但非 晶硅层14掺杂有杂质。

参照图1B，对非晶硅层14实施热处理过程。因此，非晶硅层14转变 为多晶硅层14A。

根据常规方法，通过以下过程形成多晶硅层14A：形成非晶硅层14， 在非晶硅层14内掺杂杂质，和实施用于活化杂质的热处理过程，以将非晶 硅层14转变为多晶硅层14A。该热处理过程被称为注入后退火(post implantation anneal，PIA)过程。

然而，在形成非晶硅层14时难以避免在第二凹陷12B内产生缝15。 缝15可在后续热处理过程中生长和移动。即对具有微小缝例如微空隙的非 晶硅层14，缝15在非晶硅层14转变为多晶硅层14A时由于体积和压力的 变化可生长并移动。

缝15可移动并在绝缘层13上产生空隙。因此，形成绝缘层13和多晶 硅层14A不接触的区域。该区域由附图标记15A表示。这种区域的产生可 导致减小的有效沟道表面积，引起降低的电流。而且，可导致写入恢复时 间(tWR)失效。

已提出使用多步骤过程的另一种制造方法，以减少缝的生长和移动。 图1C图示说明利用多步骤过程形成多晶硅层的常规方法。

根据所述多步骤过程，在衬底11′中形成灯泡型凹陷区域12′。灯泡型 凹陷区域12′包括第一凹陷12A′和第二凹陷12B′。在灯泡型凹陷区域12′ 和衬底11′上形成绝缘层13′。形成第一非晶硅层14A′。实施第一热处理过 程和清洗过程。在所得结构上形成第二非晶硅层14B。

当实施多步骤过程时，通过第一热处理过程将第一非晶硅层14A′转变 为多晶硅层。因此，在第二非晶硅层14B形成之后实施的后续高温热处理 过程中，第一非晶硅层14A′不可能改变。结果，在形成第二非晶硅层14B 时可控制缝16的移动。

虽然多步骤过程可防止缝移动，但是该过程复杂。由此，制造时间增 加，导致成本增加。因此，可能需要简化的过程。

另外，常规方法利用通过对非晶硅层实施热处理过程获得的多晶硅层 作为栅电极。因此，在多晶硅层上可发生严重的侧壁损伤，或在栅极蚀刻 过程中栅极的蚀刻外形会变得不规则。

发明内容

本发明的实施方案提供一种利用简单方法制造包括灯泡型凹陷沟道 的半导体器件的方法，该方法可降低在用作栅电极的多晶硅层中的缝移 动。

本发明的实施方案还提供一种制造具有均匀栅极蚀刻外形分布(etch profile distribution)的半导体器件的方法。

根据本发明的一个方面，制造半导体器件的方法包括：在包括用于形 成多平面(multi-plane)沟道的图案的衬底上形成绝缘层，在绝缘层上形 成柱状多晶硅层并填充图案，和实施热处理过程。