[发明专利]半导体器件的栅极结构及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的栅极结构的制造方法，包括：

在晶圆表面形成含氮化合物作为硬掩膜，并光刻和刻蚀所述硬掩膜露出沟槽窗口；

刻蚀沟槽窗口下方的晶圆，形成上宽下窄的第一沟槽；

向所述第一沟槽的内表面淀积含氮化合物；

干法刻蚀第一沟槽内表面的含氮化合物，将第一沟槽底部和靠近底部的含氮化合物去除，第一沟槽顶部形成向下方延伸的含氮化合物侧壁残留；

以所述含氮化合物侧壁残留为掩膜，继续向下刻蚀晶圆形成第二沟槽；

向所述第二沟槽内填充多晶硅；

通过各向异性腐蚀去除所述含氮化合物侧壁残留，且保留所述硬掩膜；

将所述多晶硅氧化成氧化硅作为底部厚场氧，并在第一沟槽的侧壁形成氧化硅薄层；

以所述硬掩膜和底部厚场氧为掩膜进行刻蚀，刻穿所述氧化硅薄层后继续向下刻蚀晶圆，从而环绕所述底部厚场氧的侧面形成第三沟槽；

在所述第三沟槽的内表面形成栅氧化层；

向所述第三沟槽内填充多晶硅；填入所述第三沟槽内的多晶硅作为环状的沟槽多晶硅栅包围所述底部厚场氧，填入所述底部厚场氧上方的第一沟槽内的多晶硅作为平面多晶硅栅。

2.根据权利要求1所述的半导体器件的栅极结构的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜为氮化硅，所述向所述第一沟槽的内表面淀积含氮化合物是淀积氮化硅。

3.根据权利要求2所述的半导体器件的栅极结构的制造方法，其特征在于，所述向所述第一沟槽的内表面淀积含氮化合物是化学气相淀积200埃～400埃厚的氮化硅。

4.根据权利要求1所述的半导体器件的栅极结构的制造方法，其特征在于，所述干法刻蚀第一沟槽内表面的含氮化合物的步骤中，刻蚀剂包括CHCl₃和/或CH₂Cl₂。

5.根据权利要求1所述的半导体器件的栅极结构的制造方法，其特征在于，所述将所述多晶硅氧化成氧化硅作为底部厚场氧的步骤，是形成厚度为5000埃～10000埃的底部厚场氧。

6.根据权利要求1所述的半导体器件的栅极结构的制造方法，其特征在于，所述以所述硬掩膜和底部厚场氧为掩膜进行刻蚀的步骤中，刻蚀剂包括SF₆和O₂。

7.根据权利要求1所述的半导体器件的栅极结构的制造方法，其特征在于，所述刻蚀沟槽窗口下方的晶圆形成上宽下窄的第一沟槽的步骤中，刻蚀剂包括含氟气体，所述第一沟槽的倾斜度为60度～70度，所述第一沟槽的深度为1微米～2微米。

8.根据权利要求1所述的半导体器件的栅极结构的制造方法，其特征在于，所述将所述多晶硅氧化成氧化硅作为底部厚场氧是采用湿氧氧化。

9.根据权利要求1所述的半导体器件的栅极结构的制造方法，其特征在于，所述在所述第三沟槽的内表面形成栅氧化层是采用干氧氧化。

10.一种半导体器件的栅极结构，其特征在于，包括：

平面多晶硅栅；

沟槽多晶硅栅，从所述平面多晶硅栅的边缘向下延伸形成环状结构；

栅氧化层，设于所述沟槽多晶硅栅的周围；

底部场氧，设于所述平面多晶硅栅下方，被环状的所述沟槽多晶硅栅包围。