【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体集成电路的制造方法，特别是涉及一种u型沟槽(u-trench)的制造方法。
技术介绍
1、电容是传统dram发展的瓶颈，半浮栅晶体管作为一种有潜力的无电容dram，能和标准逻辑工艺兼容且更容易微缩。u-trench能隔绝半浮栅nwell，其底部形成u型沟道，相比传统形貌(profile)沟道，有利于微缩器件面积。此外，u-trench中多晶硅栅(poly gate)用来存储电荷，利用隧穿效应来加速电荷的写入。
2、现有方法中，在存储阵列(array)和逻辑电路兼容的半浮栅工艺中，u-trench的开发需要先利用array光刻(photo，ph)来打开array区域，然后通过干法刻蚀来去除衬垫(pad)sin和pad氧化层(ox)，随后依次沉积(dep)ox/sin/ox作为硬质掩膜层(hard mask)。u-trench y先高选择比刻蚀ox并停止在(stop on)sin，形成y方向hm图形(pattern)。u-trench x接着打开有源区(aa)区域进行x方向刻蚀，光刻胶(pr)保护浅沟槽隔离(sti)区域，在pr保护下刻蚀hm ox/sin/ox，进而在hm和pr双重保护下刻蚀有源区的硅衬底的si形成u-trench。其中，u-trench y表示u-trench的y方向，u-trench x表示u-trench的x方向，u-trench y和有源区的长度方向垂直，u-trench x和有源区的长度方向平行。
3、现有方法中，需要两次图形化刻蚀来定义出u型沟槽，其中x方
4、另外，由于sti上有hm sin和ox存在，对si刻蚀有天然的阻挡作用，导致y方向si尖角高度高，且u-trench底部不平坦，沟道变短。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种u型沟槽的制造方法，能使u型沟槽的和场氧相邻接的侧面上的半导体尖角呈对称分布且变小，从而能实现对半导体尖角的高度进行控制并防止由于半导体尖角高度过高所产生的漏电，还能增加u型沟槽底部表面的平坦性并防止沟道变短。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的u型沟槽的制造方法包括如下步骤：
3、提供形成了场氧的半导体衬底，在第一区域中，由所述场氧隔离出第一有源区，所述第一有源区平行排列，x方向为所述第一有源区的长度方向，y方向和x方向垂直。
4、打开所述第一区域中。
5、进行y方向开口图形化刻蚀，包括如下分步骤：
6、定义出y方向开口图形；所述y方向开口图形沿y方向延伸并跨越多个所述第一有源区以及所述第一有源区之间的所述场氧，所述y方向开口图形将所跨越的所述第一有源区的顶部表面和所述场氧的顶部表面暴露。
7、在所述y方向开口图形的定义下刻蚀底部暴露的所述第一有源区处的所述半导体衬底并形成所述u型沟槽；所述u型沟槽的第一侧面和第二侧面为由所述第一有源区两侧的所述场氧自对准定义的两个沿x方向延伸的侧面，利用所述场氧自对准定义的特征使各所述u型沟槽的第一侧面和第二侧面上的半导体尖角对称且高度变小；所述u型沟槽的第三侧面和第四侧面为由所述y方向开口图形定义的两个沿y方向延伸的侧面。
8、进一步的改进是，所述y方向开口图形化刻蚀中，在刻蚀所述y方向开口图形底部暴露的所述第一有源区的所述半导体衬底的同时，所述y方向开口图形底部暴露的所述场氧也被部分消耗，所述y方向开口图形底部暴露的所述场氧的消耗的厚度越多，所述半导体尖角的高度降低越多。
9、进一步的改进是，所述半导体衬底包括硅衬底。
10、进一步的改进是，所述场氧采用浅沟槽隔离工艺形成。
11、进一步的改进是，所述y方向开口图形包括采用光刻工艺定义的光刻胶图形。
12、进一步的改进是，所述y方向开口图形还包括位于所述光刻胶图形底部的有机底层图形；在进行所述光刻工艺时，先涂布有机底层，再涂布光刻胶，之后进行所述光刻工艺的曝光和显影工艺形成所述光刻胶图形，之后再对所述有机底层进行刻蚀形成所述有机底层图形，由所述有机底层图形和所述光刻胶图形一起组成所述y方向开口图形。
13、进一步的改进是，所述有机底层的材料包括soc。
14、进一步的改进是，所述u型沟槽为半浮栅晶体管的半浮栅沟槽。
15、进一步的改进是，所述第一区域为各所述半浮栅晶体管的形成区域，所述第一区域中，各所述半浮栅晶体管行列排列形成存储阵列。
16、进一步的改进是，所述第一有源区形成有第一导电类型阱，所述第一导电类型阱形成于第二导电类型阱的表面区域中。
17、所述u型沟槽穿过所述第一导电类型阱且所述u型沟槽的底部表面进入到所述第二导电类型阱中。
18、进一步的改进是，所述半浮栅晶体管为n型器件，第一导电类型为n型，第二导电类型为p型；或者，所述半浮栅晶体管为p型器件，第一导电类型为p型，第二导电类型为n型。
19、和现有技术中，需要通过形成硬质掩膜层，并通过对硬质掩膜层进行x方向和y方向的图形化刻蚀并由x方向和y方向的硬质掩膜层的交叠区定义出u型沟槽的形成区域不同，本专利技术并不需要定义出x方向开口图形，仅需定义出y方向开口图形，u型沟槽的形成区域直接由y方向开口图形和第一有源区之间的交叠区定义，这样，u型沟槽的和场氧相邻接的两个侧面即第一侧面和第二侧面完全由对应的场氧自对准定义，和现有技术中的u型沟槽的第一侧面和第二侧面需要采用x方向开口图形定义相比，自对准定义不存在套准问题，故能使u型沟槽的和场氧相邻接的侧面上的半导体尖角呈对称分布且变小，从而能实现对半导体尖角的高度进行控制并防止由于半导体尖角高度过高所产生的漏电，还能增加u型沟槽底部表面的平坦性并防止沟道变短。
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1.一种U型沟槽的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的U型沟槽的制造方法，其特征在于：所述Y方向开口图形化刻蚀中，在刻蚀所述Y方向开口图形底部暴露的所述第一有源区的所述半导体衬底的同时，所述Y方向开口图形底部暴露的所述场氧也被部分消耗，所述Y方向开口图形底部暴露的所述场氧的消耗的厚度越多，所述半导体尖角的高度降低越多。
3.如权利要求1所述的U型沟槽的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底包括硅衬底。
4.如权利要求1所述的U型沟槽的制造方法，其特征在于：所述场氧采用浅沟槽隔离工艺形成。
5.如权利要求1所述的U型沟槽的制造方法，其特征在于：所述Y方向开口图形包括采用光刻工艺定义的光刻胶图形。
6.如权利要求5所述的U型沟槽的制造方法，其特征在于：所述Y方向开口图形还包括位于所述光刻胶图形底部的有机底层图形；在进行所述光刻工艺时，先涂布有机底层，再涂布光刻胶，之后进行所述光刻工艺的曝光和显影工艺形成所述光刻胶图形，之后再对所述有机底层进行刻蚀形成所述有机底层图形，由所述有机底层图形和所述光刻胶图形一
7.如权利要求6所述的U型沟槽的制造方法，其特征在于：所述有机底层的材料包括SOC。
8.如权利要求1所述的U型沟槽的制造方法，其特征在于：所述U型沟槽为半浮栅晶体管的半浮栅沟槽。
9.如权利要求8所述的U型沟槽的制造方法，其特征在于：所述第一区域为各所述半浮栅晶体管的形成区域，所述第一区域中，各所述半浮栅晶体管行列排列形成存储阵列。
10.如权利要求8所述的U型沟槽的制造方法，其特征在于：所述第一有源区形成有第一导电类型阱，所述第一导电类型阱形成于第二导电类型阱的表面区域中；
11.如权利要求10所述的U型沟槽的制造方法，其特征在于：所述半浮栅晶体管为N型器件，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；或者，所述半浮栅晶体管为P型器件，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。
...【技术特征摘要】
1.一种u型沟槽的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的u型沟槽的制造方法，其特征在于：所述y方向开口图形化刻蚀中，在刻蚀所述y方向开口图形底部暴露的所述第一有源区的所述半导体衬底的同时，所述y方向开口图形底部暴露的所述场氧也被部分消耗，所述y方向开口图形底部暴露的所述场氧的消耗的厚度越多，所述半导体尖角的高度降低越多。
3.如权利要求1所述的u型沟槽的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底包括硅衬底。
4.如权利要求1所述的u型沟槽的制造方法，其特征在于：所述场氧采用浅沟槽隔离工艺形成。
5.如权利要求1所述的u型沟槽的制造方法，其特征在于：所述y方向开口图形包括采用光刻工艺定义的光刻胶图形。
6.如权利要求5所述的u型沟槽的制造方法，其特征在于：所述y方向开口图形还包括位于所述光刻胶图形底部的有机底层图形；在进行所述光刻工艺时，先涂布有机底层，再涂布光刻胶，之后进行所述光刻工艺的曝光和显影...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨仕玲，关天鹏，马雁飞，张雪莉，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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