[发明专利]具有凹陷栅的晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种制造晶体管的方法，包括以下步骤：

在半导体衬底中形成凹部；

在所述半导体衬底之上形成栅电介质层；

在所述栅电介质层之上形成包括未掺杂的第一硅层和未掺杂的第三硅层的栅导电层，所述栅导电层包括作为捕获区的未掺杂的中间硅层；

形成所述栅导电层之后用杂质掺杂所述栅导电层，其中所述杂质累积在所述捕获区中；

刻蚀未掺杂的第一硅层、未掺杂的第三硅层以及未掺杂的中间硅层来形成凹陷栅结构；以及

通过执行退火，使所述杂质扩散，

其中，所述凹陷栅结构中所包括的捕获区包含捕获所述杂质的捕获物类，所述捕获物类包括碳和氮中的至少一种，

其中，所述凹陷栅结构中所包括的未掺杂的第一硅层和未掺杂的中间硅层被共形地形成为未填满所述凹部，而所述凹陷栅结构中所包括的未掺杂的第三硅层被形成在未掺杂的中间硅层之上来填满所述凹部。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述凹部中形成所述捕获区。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述未掺杂的第一硅层、所述未掺杂的中间硅层以及所述未掺杂的第三硅层包括未掺杂的多晶硅。

4.一种制造晶体管的方法，包括以下步骤：

在半导体衬底中形成凹部；

在所述半导体衬底之上形成栅电介质层；

在所述栅电介质层之上形成包括下硅层、未掺杂的中间硅层和上硅层的栅导电层，其中所述未掺杂的中间硅层包含捕获物类；

用第一杂质掺杂所述栅导电层，其中所述第一杂质累积在所述未掺杂的中间硅层的捕获区中；

通过执行退火，使累积在所述未掺杂的中间硅层中的所述第一杂质扩散至所述下硅层；以及

刻蚀所述下硅层、所述未掺杂的中间硅层以及所述上硅层来形成凹陷栅结构，

其中，所述凹陷栅结构中所包括的下硅层和未掺杂的中间硅层被共形地形成为未填满所述凹部，而所述凹陷栅结构中所包括的上硅层被形成在未掺杂的中间硅层之上来填满所述凹部。

5.如权利要求4所述的方法，其中，在所述凹部中形成所述未掺杂的中间硅层。

6.如权利要求4所述的方法，其中，所述捕获物类包括碳和氮中的至少一种。

7.如权利要求4所述的方法，其中，形成所述栅导电层的步骤还包括以下步骤：

原位掺杂所述捕获物类至所述未掺杂的中间硅层中。

8.如权利要求4所述的方法，其中，所述下硅层、所述未掺杂的中间硅层和所述上硅层包括未掺杂的多晶硅。

9.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一杂质包括硼或磷。

10.如权利要求4所述的方法，还包括以下步骤：

在使所述第一杂质扩散后，在所述栅导电层之上形成金属层；

通过刻蚀所述金属层和所述栅导电层，形成栅结构；

通过掺杂第二杂质至所述栅结构两侧的所述半导体衬底中，形成源极/漏极区域；以及

通过执行退火，使第二杂质在所述源极/漏极区域中扩散。

11.一种制造晶体管的方法，包括：

在半导体衬底的第一区和第二区中形成凹部；

在具有所述凹部的所述半导体衬底之上形成栅电介质层；

在所述栅电介质层之上，在所述第一区域中和在所述第二区域中形成栅导电层，所述栅导电层包括下硅层、未掺杂的中间硅层和上硅层，其中所述未掺杂的中间硅层包含捕获物类；

用第一杂质掺杂所述第一区域中的所述栅导电层，以及用与所述第一杂质不同的第二杂质掺杂所述第二区域中的所述栅导电层，其中所述第一杂质和所述第二杂质分别累积在所述第一区域中和所述第二区域中的所述未掺杂的中间硅层中；以及

通过执行退火，使分别在所述第一区域和所述第二区域中的所述第一杂质和所述第二杂质扩散至所述下硅层；以及

刻蚀所述下硅层、所述未掺杂的中间硅层以及所述上硅层来形成凹陷栅结构，

其中，所述凹陷栅结构中所包括的下硅层和未掺杂的中间硅层被共形地形成为未填满所述凹部，而所述凹陷栅结构中所包括的上硅层被形成在未掺杂的中间硅层之上来填满所述凹部。

12.如权利要求11所述的方法，其中，在所述凹部中形成所述未掺杂的中间硅层。