[发明专利]制造含有凹陷栅极的半导体器件的方法

权利要求书

1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：

蚀刻衬底以形成第一沟槽图案；

在所述第一沟槽图案的侧壁上形成隔离物；

利用所述隔离物作为阻挡层蚀刻所述第一沟槽图案的底部，以形成第二沟槽图案；

对所述第二沟槽图案实施各向同性蚀刻以圆化所述第二沟槽图案的侧壁并形成球图案；和

在包括所述第一沟槽图案、所述圆化的第二沟槽图案和所述球图案的凹陷图案上形成栅极。

2.根据权利要求1所述的方法，其中利用包括CF₄、He和O₂气体的混合气体对所述第二沟槽图案实施各向同性蚀刻。

3.根据权利要求2所述的方法，其中CF₄的流量为约30sccm～80sccm、He的流量为约50sccm～300sccm以及O₂的流量为约10sccm～50sccm。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述CF₄、He和O₂以约12份CF₄∶约100份He∶约30份O₂的比例混合。

5.根据权利要求1所述的方法，其中对所述第二沟槽图案实施各向同性蚀刻包括利用选自变压器耦合等离子体(TCP)型源、安装有法拉第屏蔽的电感耦合等离子体(ICP)型源、微波下游(MDS)型等离子体源、电子回旋共振(ECR)型等离子体源以及螺旋型等离子体源的蚀刻机。

6.根据权利要求5所述的方法，其中利用TCP型源实施各向同性蚀刻包括施加约20mTorr～100mTorr的压力和约500W～1500W的源功率。

7.根据权利要求2所述的方法，其中将氯(Cl₂)或溴化氢(HBr)加入所述包括CF₄、He和O₂的气体混合物中，所述氯(Cl₂)或溴化氢(HBr)的流量为CF₄流量的约1/5～1/3。

8.根据权利要求1所述的方法，其中最初形成的所述第一沟槽图案和第二沟槽图案的每一个均具有垂直侧壁剖面。

9.根据权利要求8所述的方法，其中最初形成的所述第一沟槽图案的宽度大于所述第二沟槽图案的宽度，并且最初形成的所述第一沟槽图案的深度大于所述第二沟槽图案的深度。

10.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第一沟槽图案和所述第二沟槽图案包括使用加入有O₂的包括Cl₂和HBr的气体混合物。

11.根据权利要求10所述的方法，其中Cl₂的流量为约30sccm～100sccm，以及HBr的流量为约30sccm～100sccm。

12.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述第一沟槽图案和所述第二沟槽图案包括应用使用TCP和ICP型源中的一种的蚀刻机、约20mTorr～约80mTorr的压力、约400W～约1000W的源功率和约100W～约400W的偏压功率。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述隔离物含有氧化物基材料。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括在形成所述球图案之后实施清洗以去除所述隔离物。

15.根据权利要求1所述的方法，其中蚀刻所述衬底包括使用硬掩模图案作为蚀刻掩模，所述硬掩模图案包括氧化物基材料和多晶硅基材料。

16.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：

蚀刻衬底以形成第一沟槽图案；

在所述第一沟槽图案的侧壁上形成隔离物；

利用所述隔离物作为阻挡层蚀刻所述第一沟槽图案底部，以形成第二沟槽图案；

在所述第二沟槽图案的表面上实施等离子体氧化，以圆化所述第二沟槽图案的侧壁；

形成通过所述圆化的第二沟槽图案连接至所述第一沟槽图案的球图案；和

在包括所述第一沟槽图案、所述圆化的第二沟槽图案和所述球图案的凹陷图案上形成栅极。