專利名稱：具有厚底部介電層的溝槽式晶體管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶體管及其制作方法，特別是涉及一種具有厚底部介電層的溝槽式晶體管及其制作方法。
背景技術(shù)：
參閱圖1，一般溝槽式晶體管I包含一層第一層體11、一層第二層體12、一層第三層體13，及一個(gè)溝槽結(jié)構(gòu)14。該第一層體11成第一導(dǎo)電性，并包括一個(gè)平坦的第一部111，及一個(gè)主要載流子濃度小于該第一部111且以多晶的方式形成于該第一部111上的第二部112。該第二層體12成相反于第一導(dǎo)電性的第二導(dǎo)電性，并形成于該第一層體11的第二部112上，且與該第一層體11的第一部111間隔設(shè)置。該第三層體13成第一導(dǎo)電性，并形成于該第二層體12遠(yuǎn)離該第一層體11的頂面，該第三層體13的主要載流子濃度大于該第一層體11的第二部112的主要載流子濃度。該溝槽結(jié)構(gòu)14包括一個(gè)自該第三層體13頂面往該第一層體11方向凹陷的溝槽141、一層介電層142，及一個(gè)導(dǎo)電材143。該溝槽141包括一面表面144，且延伸至該第一層體11的第二部112的頂部區(qū)域，該介電層142附著于該溝槽141的表面144而界定一個(gè)渠道145，該導(dǎo)電材143形成于該渠道145中，并與外界電連接而可接受來自外界的預(yù)定電壓。該第一層體11的第二部112、該第二層體12及該第三層體13與該溝槽結(jié)構(gòu)14的介電層142實(shí)體接觸，并借由該介電層142而與該導(dǎo)電材143間隔。若以晶體管內(nèi)部電性結(jié)構(gòu)分類，該第一層體11對應(yīng)為漏極(drain)，該第二層體12對應(yīng)為井區(qū)(well)，該第三層體13對應(yīng)為源極(source)，該溝槽結(jié)構(gòu)14的介電層142及導(dǎo)電材143相配合對應(yīng)而為柵極(gate)。當(dāng)該溝槽式晶體管I的柵極及漏極分別與源極間具有預(yù)定電位差時(shí)，該第二層體12鄰近該對應(yīng)為柵極的溝槽結(jié)構(gòu)14的區(qū)域形成信道，電荷自該第一層體11的第一部111經(jīng)該第一層體11的第二部112、該第二層體12，及該第三層體13而導(dǎo)通，此時(shí)該溝槽式晶體管I為導(dǎo)通狀態(tài)。由于該介電層142形成于該溝槽141的表面144時(shí)具有相同厚度,又該介電層142于井區(qū)感應(yīng)電荷，因此，該介電層142的預(yù)定厚度需薄至供作為對應(yīng)于井區(qū)的柵極，但該介電層142對應(yīng)地位于該第一層體11的部分在該晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的柵極到漏極間電容(gate to drain capacitance, Cgd)卻由于厚度小的介電層142致使柵極到漏極間電容過大，導(dǎo)致該溝槽式晶體管I的操作速度低落。由此可見，上述現(xiàn)有的溝槽式晶體管在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管及其制作方法，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。有鑒于上述現(xiàn)有的溝槽式晶體管存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管及其制作方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的溝槽式晶體管，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的溝槽式晶體管存在的缺陷，而提供一種新的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管及其制作方法，所要解決的技術(shù)問題是使其提供一種可以增加操作速度的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，非常適于實(shí)用。本發(fā)明的另一目的在于，克服現(xiàn)有的溝槽式晶體管存在的缺陷，而提供一種新的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管及其制作方法，所要解決的技術(shù)問題是使其提供一種可以增加操作速度的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，從而更加適于實(shí)用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，包含一層第一層體、一層第二層體、一層第三層體，以及一個(gè)溝槽結(jié)構(gòu)，其中該第一層體成第一導(dǎo)電性，該第二層體成相反于該第一導(dǎo)電性的第二導(dǎo)電性，并形成于該第一層體上，該第三層體成第一導(dǎo)電性，并形成于該第二層體上，該溝槽結(jié)構(gòu)包括一個(gè)自該第三層體表面形成的溝槽、一層介電層，及一個(gè)導(dǎo)電材；其中該溝槽具有一面頂緣與該第三層表面連接的周面，及一面與該周面底緣連接的底面，該介電層附著于該溝槽的底面和周面而形成一個(gè)渠道，并具有一個(gè)遠(yuǎn)離該第三層體表面的底部，及一個(gè)自該底部往上延伸且厚度小于該底部的延伸部，該導(dǎo)電材形成于該介電層形成的渠道中而可與外界電連接。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其中所述的該溝槽自該第三層體表面延伸至該第一層體頂部，該介電層的底部附著于該溝槽的底面與周面鄰近該底面的區(qū)域。前述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其中所述的該介電層的底部與延伸部的交界處對應(yīng)地位于該第一層體。前述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其中所述的填在該渠道中的導(dǎo)電材的頂面對應(yīng)地不低于該第二層體的頂面。前述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其中所述的該第一層體還包括一個(gè)第一部，及一個(gè)形成于該第一部上并與該第二層體連結(jié)且主要載流子濃度小于該第一部的主要載流子濃度的第二部，該溝槽結(jié)構(gòu)的溝槽延伸至該第二部中。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外再采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其中包含(a)自一個(gè)成第一導(dǎo)電性的基板表面形成一面具有頂緣與該基板表面連接的周面和一面與該周面底緣連接的底面共同界定的溝槽，(b)形成一層附著于該周面與底面且具有一個(gè)遠(yuǎn)離該基板表面的底部和一個(gè)自該底部往上延伸且厚度小于該底部的延伸部的介電層，(C)在該介電層形成的一個(gè)渠道中填入一種導(dǎo)電材，以及(d)自該基板表面向下?lián)诫s載流子而使該基板形成多數(shù)層層體，且相鄰兩兩層體成相異導(dǎo)電性，而制得該具有厚底部介電層的溝槽式晶體管。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其中所述的該步驟(b)包括以下次步驟(bl)在該溝槽的底面和周面以介電材料形成一層第一膜層；(b2)于該第一膜層界定的空間中填入預(yù)定高度以作為刻蝕保護(hù)的光刻膠；(b3)刻蝕移除未被光刻膠遮覆的第一膜層而使該溝槽的周面鄰近該基板表面的區(qū)域裸露；(b4)移除光刻膠 '及(b5)于該溝槽裸露的周面與該第一膜層的表面形成一層以介電材料構(gòu)成且厚度小于該第一膜層的厚度的第二膜層，該第一膜層與該第二膜層相配合形成該介電層并界定該底部與該延伸部。前述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其中所述的該步驟(d)包括以下次步驟(dl)于該基板表面摻雜載流子而形成一個(gè)成相反于第一導(dǎo)電性的第二導(dǎo)電性的植入?yún)^(qū)，并界定未摻雜載流子的區(qū)域?yàn)橐粚拥谝粚芋w；及(d2)在該植入?yún)^(qū)表面摻雜載流子而形成一層成第一導(dǎo)電性的第三層體，并界定該植入?yún)^(qū)未摻雜載流子的區(qū)域?yàn)橐粚拥诙芋w。前述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其中所述的該步驟(b2)填入該預(yù)定高度至對應(yīng)地位于該第一層體的光刻膠，而使所形成該介電層的延伸部與該底部的交界處對應(yīng)地位于該第一層體。 前述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其中所述的該步驟(b2)是先在該第一膜層界定的空間中填入大于預(yù)定高度的光刻膠，再利用顯影工藝與刻蝕工藝使光刻膠達(dá)預(yù)定高度。前述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其中所述的該步驟(a)是以多晶的方式依序形成一個(gè)第一部，及一個(gè)主要載流子濃度小于該第一部的主要載流子濃度的主體而構(gòu)成該基板,且該溝槽形成于該主體中。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，包含一層第一層體、一層第二層體、一層第三層體，以及一個(gè)溝槽結(jié)構(gòu)，其中該第一層體成第一導(dǎo)電性，該第二層體成相反于該第一導(dǎo)電性的第二導(dǎo)電性，并形成于該第一層體上，該第三層體成第一導(dǎo)電性，并形成于該第二層體上，該溝槽結(jié)構(gòu)包括一個(gè)自該第三層體表面形成的溝槽、一層介電層，及一個(gè)導(dǎo)電材，該溝槽具有一面頂緣與該第三層表面連接的周面，及一面與該周面底緣連接的底面，該介電層附著于該溝槽的底面和周面而形成一個(gè)渠道，具有一個(gè)遠(yuǎn)離該第三層體表面的底部，及一個(gè)自該底部往上延伸且厚度小于該底部的延伸部，該導(dǎo)電材形成于該介電層形成的渠道中而可與外界電連接。較佳地，前述具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其中該溝槽自該第三層體表面延伸至該第一層體頂部，該介電層的底部附著于該溝槽的底面與周面鄰近該底面的區(qū)域。較佳地，前述具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其中該介電層的底部與延伸部的交界處對應(yīng)地位于該第一層體。較佳地，前述具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其中填于該渠道中的導(dǎo)電材的頂面對應(yīng)地不低于該第二層體的頂面。較佳地，前述具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其中該第一層體還包括一個(gè)第一部，及一個(gè)形成于該第一部上并與該第二層體連結(jié)且主要載流子濃度小于該第一部的主要載流子濃度的第二部，該溝槽結(jié)構(gòu)的溝槽延伸至該第二部中。再者，本發(fā)明具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法包含四步驟。
(a)自一面成第一導(dǎo)電性的基板表面形成一面具有頂緣與該基板表面連接的周面和一面與該周面底緣連接的底面共同界定的溝槽。(b)形成一個(gè)附著于該周面與底面且具有一個(gè)遠(yuǎn)離該基板表面的底部和一層自該底部往上延伸且厚度小于該底部的延伸部的介電層。(C)于該介電層形成的一個(gè)渠道中填入一種導(dǎo)電材。 (d)自該基板表面向下?lián)诫s載流子而使該基板形成多數(shù)層體，且相鄰兩兩層體成相異導(dǎo)電性，而制得該具有厚底部介電層的溝槽式晶體管。較佳地，前述具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其中該步驟(b)包括以下次步驟(bl)于該溝槽的底面和周面以介電材料形成一層第一膜層、(b2)于該第一膜層界定的空間中填入預(yù)定高度以作為刻蝕保護(hù)的光刻膠、(b3)刻蝕移除未被光刻膠遮覆的第一膜層而使該溝槽的周面鄰近該基板表面的區(qū)域裸露、(b4)移除光刻膠，以及(b5)于該溝槽裸露的周面與該第一膜層的表面形成一層以介電材料構(gòu)成且厚度小于該第一膜層的厚度的第二膜層，該第一膜層與該第二膜層相配合形成該介電層并界定該底部與該延伸部。較佳地，前述具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其中該步驟(d)包括以下次步驟(dl)于該基板表面摻雜載流子而形成一個(gè)成相反于第一導(dǎo)電性的第二導(dǎo)電性的植入?yún)^(qū)，并界定未摻雜載流子的區(qū)域?yàn)橐粚拥谝粚芋w，以及(d2)于該植入?yún)^(qū)表面摻雜載流子而形成一層成第一導(dǎo)電性的第三層體，并界定該植入?yún)^(qū)未摻雜載流子的區(qū)域?yàn)橐?br> 層第二層體。較佳地，前述具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其中該步驟(b2)填入該預(yù)定高度至對應(yīng)地位于該第一層體的光刻膠，而使所形成該介電層的延伸部與該底部的交界處對應(yīng)地位于該第一層體。較佳地，前述具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其中該步驟(a)是以多晶的方式依序形成一第一部，及一主要載流子濃度小于該第一部的主要載流子濃度的主體而構(gòu)成該基板，且該溝槽形成于該主體中。 借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有厚底部介電層的溝槽式晶體管及其制作方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果利用厚度大的介電層的底部，降低晶體管柵極到漏極間電容，增加元件整體的操作速度。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖I是一種以往“溝槽式晶體管”的剖視示意圖；圖2是一剖視示意圖，說明本發(fā)明具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的一較佳實(shí)施例；圖3是一步驟流程圖，說明本發(fā)明具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的較佳實(shí)施例的制作方法；圖4是一剖視示意圖，說明在一基板上形成一溝槽；
圖5是一步驟流程圖，說明本發(fā)明具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的較佳實(shí)施例的制作方法的步驟32的流程；圖6是一剖視示意圖，說明于該溝槽的周面與底面形成一第一膜層；圖7是一剖視示意圖，說明于該第一膜層界所的空間中填入光刻膠；圖8是一剖視示意圖，說明移除該第一膜層界所的空間中的部分光刻膠使光刻膠
達(dá)一預(yù)定高度；
圖9是一剖視示意圖，說明移除部分該第一膜層；圖10是一剖視示意圖，說明形成一第二膜層；圖11是一剖視示意圖，說明填入一導(dǎo)電材；圖12是一步驟流程圖，說明本發(fā)明具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的較佳實(shí)施例的制作方法的步驟34的流程；圖13是一剖視示意圖，說明形成一植入?yún)^(qū)；圖14是一剖視示意圖，說明重復(fù)步驟32、33可得更厚的柵極到漏極間電容的等效厚度。
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管及其制作方法其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。參閱圖2，本發(fā)明具有厚底部介電層的溝槽式晶體管2的較佳實(shí)施例包含一層第一層體21、一層第二層體22、一層第三層體23，及一個(gè)溝槽結(jié)構(gòu)24。該第一層體21以半導(dǎo)體材料為主要材料構(gòu)成,且成第一導(dǎo)電性。該第一層體21包括一個(gè)平坦的第一部211,及一個(gè)于該第一部211上的第二部212。該第二部212是以多晶的方式形成于該第一部211上，且該第二部212的主要載流子濃度小于該第一部211的主要載流子濃度。該第二層體22以半導(dǎo)體材料為主要材料構(gòu)成，并成第二導(dǎo)電性、且遠(yuǎn)離該第一層體21的第一部211地形成于該第一層體21的第二部212上。第二導(dǎo)電性是與該第一導(dǎo)電性相反。在該較佳實(shí)施例中，第一導(dǎo)電性為n型半導(dǎo)體，第二導(dǎo)電性對應(yīng)地為p型半導(dǎo)體；若第一導(dǎo)電性為P型半導(dǎo)體，則第二導(dǎo)電性對應(yīng)地為n型半導(dǎo)體。該第三層體23以半導(dǎo)體材料為主要材料構(gòu)成，并成第一導(dǎo)電性，且借由該第二層體22而與該第一層體21間隔。在該較佳實(shí)施例中，該第三層體23的主要載流子濃度不小于該第一層體21的第二部212的主要載流子濃度。該溝槽結(jié)構(gòu)24包括一個(gè)自該第三層體23遠(yuǎn)離該第一層體21的表面往該第一層體21方向凹陷的溝槽241、一層以絕緣材料形成的介電層242，及一個(gè)具備導(dǎo)電特性的導(dǎo)電材 243。該溝槽241自該第三層體23表面往該第一層體21的方向延伸至該第一層體21的第二部212的頂部區(qū)域，并具有一面底面244與一面周面245 ;該周面245的頂緣與該第三層體23表面連接，該周面245的底緣與該底面244連接。該介電層242覆蓋且附著于該溝槽241的底面244與周面245，而與該第一層體21的第二部212、該第二層體22與該第三層體23實(shí)體接觸。該介電層242具有一個(gè)遠(yuǎn)離該第三層體23頂面且實(shí)體接觸該溝槽241的底面244與部分鄰近該底面244的周面245的底部246，及一個(gè)自該底部246的頂緣往鄰近該第三層體23表面的方向延伸至該周面245頂緣的延伸部247。該底部246的厚度大于該延伸部247的厚度，該底部246與該延伸部247的交界處對應(yīng)地位于該第一層體21的第二部212，換句話說，該介電層242的底部246對應(yīng)地位于該第一層體21的第二部212中；該介電層242的底部246與延伸部247相配合地共同界定一渠道248。該導(dǎo)電材243形成于該渠道248中，且借由該介電層242而與該第一、二、三層體21、22、23間隔。該導(dǎo)電材243可選自 多晶硅及金屬等可導(dǎo)電的材料。若以晶體管內(nèi)部電性結(jié)構(gòu)區(qū)分，該較佳實(shí)施例中的第一層體21對應(yīng)為漏極，該第二層體22對應(yīng)為井區(qū)，該第三層體23對應(yīng)為源極，該溝槽結(jié)構(gòu)24對應(yīng)為柵極，以構(gòu)成本發(fā)明具有厚底部介電層的溝槽式晶體管2。當(dāng)該具有厚底部介電層的溝槽式晶體管2的柵極及漏極分別與源極間具有預(yù)定電位差時(shí)，該第二層體22鄰近該對應(yīng)為柵極的溝槽結(jié)構(gòu)24的區(qū)域形成信道，電荷自該第一層體21的第一部211經(jīng)該第一層體21的第二部212、該第二層體22與該第三層體23而導(dǎo)通。此時(shí)該具有厚底部介電層的溝槽式晶體管2為導(dǎo)通狀態(tài)。在該較佳實(shí)施例導(dǎo)通時(shí)，該介電層242的延伸部247感應(yīng)第二層體22的少數(shù)載流子而形成通道，由于該介電層242的底部246的厚度大于該延伸部247的厚度，且對應(yīng)地位于該第一層體21的第二部212中，又，柵極到漏極間電容與介電層242的厚度成反比，所以該柵極到漏極間電容較目前溝槽式晶體管低，降低儲(chǔ)存于柵極到漏極間電容的電荷量，進(jìn)而縮短元件開啟與關(guān)閉的時(shí)間，及提升操作速度。此外，由于該底部246與延伸部247的交界處對應(yīng)地位于該第一層體21，進(jìn)而得到合適的臨界電壓(VT)，若該底部246對應(yīng)地位于第二層體22，則臨界電壓易過高或不易控制。參閱圖3，為該較佳實(shí)施例的制作方法。配合參閱圖4，首先，進(jìn)行一步驟31，以多晶的方式形成一個(gè)成第一導(dǎo)電性的第一部211,再在該第一部211上以多晶的方式形成一個(gè)成第一導(dǎo)電性的主體51,該第一部211與該主體51共同構(gòu)成一基板50,且該第一部211的主要載流子濃度大于該主體51的主要載流子濃度。接著，于該主體51遠(yuǎn)離該第一部211的表面往該第一部211的方向形成一個(gè)延伸到該主體51中的溝槽241，該溝槽241由一面頂緣與該主體51表面連接的周面245，及一面與該周面245底緣連接的底面244相配合地界定。參閱圖3、圖5，接著，進(jìn)行一步驟32，該步驟32包括四次步驟321、322、323、324。配合參閱圖6，先是該次步驟321，在該溝槽241的底面244與周面245，和該主體51的表面形成一層以介電材料為主所構(gòu)成的第一膜層52，在該較佳實(shí)施例的制作方法中，該第一膜層52是二氧化硅。參閱圖5、圖7，再來，進(jìn)行該次步驟322，在該溝槽241中的第一膜層52所界定的空間中填入光刻膠53,并根據(jù)光刻膠53的型態(tài)(正型光刻膠或負(fù)型光刻膠)搭配顯影工藝、光刻膠刻蝕工藝，與光刻膠回蝕工藝；配合參閱圖8，再移除部分光刻膠53，使光刻膠53位于該第一膜層52所界定的空間的底部區(qū)域，且具有一預(yù)定高度，以遮蔽而可保護(hù)位于溝槽241的底部的第一膜層52。其中，移除部分光刻膠53的動(dòng)作是熟習(xí)此領(lǐng)域人士熟知，在此不再敘述。參閱圖5、圖9，繼續(xù)，進(jìn)行該次步驟323，以刻蝕的方式移除不受光刻膠53遮蔽的第一膜層52，而使該溝槽241的周面245鄰近該基板50的主體51表面的部分區(qū)域裸露，在該較佳實(shí)施例的制作方法中，可利用刻蝕或是等離子體式干刻蝕的方式移除不受保護(hù)的第一膜層52。接著，進(jìn)行該次步驟324，剝除光刻膠53，則附著于該溝槽241底面244與鄰近底面244的周面245的第一膜層52露出；參閱圖5、圖10，繼續(xù)，進(jìn)行該次步驟325，在該溝槽241裸露的周面245與該第一膜層52的表面，以與該第一膜層52相同的介電材料形成一層較該第一膜層52的厚度小的第二膜層54，則附著于該溝槽241底面244與鄰近該底面244的部分周面245的第一膜層52與層疊于該第一膜層52上的第二膜層54共同界定為該底部246，僅附著于周面245的第二膜層54為該延伸部247，該底部246與該延伸部247構(gòu)成該介電層242，且該底部246與該延伸部247相配合界定該渠道248，而完成該步驟32。參閱圖3、圖11，接著進(jìn)行該步驟33，在該介電層242的底部246與延伸部247界定的渠道248中填覆借由該介電層242而與該主體51隔離的導(dǎo)電材243。參閱圖3、圖12和圖13，最后，進(jìn)行該步驟34，該步驟34包括二次步驟341、342，先是進(jìn)行該次步驟341，以離子布植的方式于該基板50的主體51 (如圖4)表面摻雜具第二導(dǎo)電性的載流子而形成一個(gè)成第二導(dǎo)電性的植入?yún)^(qū)55，且界定未受摻雜的區(qū)域?yàn)榈诙?12，該第二部212與該第一部211構(gòu)成一層第一層體21 ;配合參閱圖2，后是進(jìn)行該次步驟342,再以離子布植的方式于該植入?yún)^(qū)55遠(yuǎn)離該第一層體21的表面摻雜具第一導(dǎo)電性的載流子而形成一層成第一導(dǎo)電性的第三層體23，同時(shí)界定未受具第一導(dǎo)電性的載流子摻雜的區(qū)域?yàn)榈诙芋w22，則該第一層體21、該第二層體22，和該第三層體23中相鄰的兩層體成相異導(dǎo)電性，以完成該步驟34，而制得如圖2所示該具有厚底部介電層的溝槽式晶體管2。本發(fā)明具有厚底部介電層的溝槽式晶體管2的制作方法是利用光刻膠53保護(hù)將成為該介電層242的底部246的一部分的第一膜層52,接著于移除光刻膠53后再形成該第二膜層54，而構(gòu)成具有厚度大于該延伸部247的底部246，以形成較低的柵極到漏極間電容。參閱圖5、圖14，要說明的是，由于第一膜層所沉積的厚度有極限，因此，本發(fā)明具有厚底部介電層的溝槽式晶體管2的制作方法也可重復(fù)該步驟32的次步驟321-325及步驟33，而使具有厚底部介電層的溝槽式晶體管2還包含至少一個(gè)底部246，及至少一個(gè)填充材25。該填充材25填于所述底部間所界定的空間中，增加?xùn)艠O到漏極間電容的等效厚度，所以柵極到漏極間電容的電容值可更為降低。綜上所述，本發(fā)明借由該介電層242的底部246的厚度大于該延伸部247的厚度，降低柵極到漏極間電容值，以提升本發(fā)明具有厚底部介電層的溝槽式晶體管2的操作速度。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的 技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，包含一層第一層體、一層第二層體、一層第三層體，以及一個(gè)溝槽結(jié)構(gòu)，其中該第一層體成第一導(dǎo)電性，該第二層體成相反于該第一導(dǎo)電性的第二導(dǎo)電性，并形成于該第一層體上，該第三層體成第一導(dǎo)電性，并形成于該第二層體上，該溝槽結(jié)構(gòu)包括一個(gè)自該第三層體表面形成的溝槽、一層介電層，及一個(gè)導(dǎo)電材；其特征在于該溝槽具有一面頂緣與該第三層表面連接的周面，及一面與該周面底緣連接的底面，該介電層附著于該溝槽的底面和周面而形成一個(gè)渠道，并具有一個(gè)遠(yuǎn)離該第三層體表面的底部，及一個(gè)自該底部往上延伸且厚度小于該底部的延伸部，該導(dǎo)電材形成于該介電層形成的渠道中而可與外界電連接。
2.如權(quán)利要求I所述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其特征在于該溝槽自該第三層體表面延伸至該第一層體頂部，該介電層的底部附著于該溝槽的底面與周面鄰近該 底面的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其特征在于該介電層的底部與延伸部的交界處對應(yīng)地位于該第一層體。
4.如權(quán)利要求3所述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其特征在于填在該渠道中的導(dǎo)電材的頂面對應(yīng)地不低于該第二層體的頂面。
5.如權(quán)利要求4所述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，其特征在于該第一層體還包括一個(gè)第一部，及一個(gè)形成于該第一部上并與該第二層體連結(jié)且主要載流子濃度小于該第一部的主要載流子濃度的第二部，該溝槽結(jié)構(gòu)的溝槽延伸至該第二部中。
6.一種具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其特征在于包含(a)自一個(gè)成第一導(dǎo)電性的基板表面形成一面具有頂緣與該基板表面連接的周面和一面與該周面底緣連接的底面共同界定的溝槽，(b)形成一層附著于該周面與底面且具有一個(gè)遠(yuǎn)離該基板表面的底部和一個(gè)自該底部往上延伸且厚度小于該底部的延伸部的介電層，(c)于該介電層形成的一個(gè)渠道中填入一種導(dǎo)電材，以及(d)自該基板表面向下?lián)诫s載流子而使該基板形成多層層體，且相鄰兩兩層體成相異導(dǎo)電性，而制得該具有厚底部介電層的溝槽式晶體管。
7.如權(quán)利要求6所述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其特征在于其中，該步驟(b)包括以下次步驟(bl)于該溝槽的底面和周面以介電材料形成一層第一膜層；(b2)在該第一膜層界定的空間中填入預(yù)定高度以作為刻蝕保護(hù)的光刻膠；(b3)刻蝕移除未被光刻膠遮覆的第一膜層而使該溝槽的周面鄰近該基板表面的區(qū)域裸露；(b4)移除光刻膠；及(b5)在該溝槽裸露的周面與該第一膜層的表面形成一層以介電材料構(gòu)成且厚度小于該第一膜層的厚度的第二膜層，該第一膜層與該第二膜層相配合形成該介電層并界定該底部與該延伸部。
8.如權(quán)利要求7所述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其特征在于該步驟(d)包括以下次步驟(dl)在該基板表面摻雜載流子而形成一個(gè)成相反于第一導(dǎo)電性的第二導(dǎo)電性的植入?yún)^(qū)，并界定未摻雜載流子的區(qū)域?yàn)橐粚拥谝粚芋w；及(d2)在該植入?yún)^(qū)表面摻雜載流子而形成一層成第一導(dǎo)電性的第三層體，并界定該植入?yún)^(qū)未摻雜載流子的區(qū)域?yàn)橐粚拥诙芋w。
9.如權(quán)利要求8所述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其特征在于該步驟(b2)填入該預(yù)定高度至對應(yīng)地位于該第一層體的光刻膠，而使所形成該介電層的延伸部與該底部的交界處對應(yīng)地位于該第一層體。
10.如權(quán)利要求9所述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其特征在于該步驟(b2)是先在該第一膜層界定的空間中填入大于預(yù)定高度的光刻膠，再利用顯影工藝與刻蝕工藝使光刻膠達(dá)預(yù)定高度。
11.如權(quán)利要求10所述的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法，其特征在于該步驟(a)是以多晶的方式依序形成一個(gè)第一部，及一個(gè)主要載流子濃度小于該第一部的主要載流子濃度的主體而構(gòu)成該基板,且該溝槽形成于該主體中。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種具有厚底部介電層的溝槽式晶體管，包含依序?qū)盈B且導(dǎo)電性兩兩相異的第一、二、三層體及溝槽結(jié)構(gòu)，溝槽結(jié)構(gòu)包括延伸至第一層體的溝槽、介電層及導(dǎo)電材，溝槽具有與第三層體連接的周面及與周面底緣連接的底面，介電層附著于周面與底面且包括遠(yuǎn)離第三層體的底部及自底部往上延伸且厚度較底部小的延伸部，導(dǎo)電材與介電層界定的渠道，本發(fā)明利用厚的底部產(chǎn)生較小的柵極到漏極間電容(gate to drain capacitance，Cgd)以提高元件操件速度。本發(fā)明還提供借例如光刻膠保護(hù)將成為厚底部介電層的區(qū)域的具有厚底部介電層的溝槽式晶體管的制作方法。
文檔編號(hào)H01L29/78GK102646707SQ201110220528
公開日2012年8月22日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者吳孟韋, 徐守一, 林永發(fā), 石逸群, 陳面國 申請人:茂達(dá)電子股份有限公司