[发明专利]具有掩埋式栅结构的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种用于制造半导体器件的方法，包括：

在衬底中形成沟槽；

在所述沟槽的表面上方形成栅电介质层；

在所述栅电介质层上方形成下栅极，所述下栅极部分地填充所述沟槽；

在所述下栅极上方形成低功函数层，所述低功函数层具有比所述下栅极低的功函数；

在所述低功函数层上方形成间隔物；

刻蚀所述低功函数层以与所述间隔物自对准，以便在所述下栅极的两个上边缘上形成垂直栅极；以及

在所述垂直栅极的内侧壁之间的所述下栅极上方形成上栅极。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述低功函数层上形成所述间隔物的步骤包括：

在所述低功函数层上方形成间隔物层；以及

通过刻蚀所述间隔物层，在所述低功函数层的上边缘上形成垂直延伸的所述间隔物。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述间隔物由相对于所述低功函数层具有刻蚀选择性的材料形成。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述间隔物包括氧化硅。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述下栅极上形成所述低功函数层的步骤包括：

在所述下栅极上形成填充所述沟槽的低功函数材料；以及

使所述低功函数材料凹陷，以形成在比所述衬底的顶表面低的水平处的所述低功函数层。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述低功函数层包括具有比硅的中间带隙功函数低的功函数的低功函数材料。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述低功函数层包括N型多晶硅。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述垂直栅极的内侧壁之间的所述下栅极上形成上栅极的步骤包括：

在所述衬底上形成上栅极层，以填充在所述垂直栅极的内侧壁之间的空间；以及

使所述上栅极层凹陷，以形成在比所述衬底的顶表面低的水平处的所述上栅极。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述上栅极的顶表面位于与所述垂直栅极的顶表面相同的水平处。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述下栅极和上栅极中的每个包括金属基材料，并且所述垂直栅极包括N型多晶硅。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述垂直栅极的内侧壁之间的所述下栅极上形成所述上栅极之前，去除所述间隔物。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，在保留所述间隔物的状态下，执行在所述垂直栅极的内侧壁之间的所述下栅极上形成所述上栅极。

13.根据权利要求1所述的方法，还包括：在形成所述低功函数层之前，在所述下栅极上形成阻挡层。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述下栅极上形成所述阻挡层的步骤包括：使所述下栅极的顶表面暴露于等离子体处理，以便形成所述阻挡层。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述阻挡层由所述下栅极的表面氮化物形成。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述下栅极包括钨，并且所述阻挡层包括所述钨的氮化物。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述下栅极包括氮化钛，并且所述阻挡层包括通过使所述氮化钛氮化而获得的富氮的氮化钛。