JP2007184533A - 半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を提供する。
【解決手段】半導体基板上に、トレンチが形成される第1領域を露出させるハードマスク膜パターンを形成する段階と、ハードマスク膜パターンをマスクとした第1エッチング工程を行って第1トレンチを形成し、ハードマスク膜パターンは除去する段階と、第1トレンチを含む半導体基板上にバリア膜を形成する段階と、バリア膜上に第1トレンチを露出する感光膜を含むイオン注入マスク膜を形成する段階と、イオン注入マスク膜及びバリア膜を用いて第1トレンチ下部の半導体基板内にイオン注入層を形成する段階と、イオン注入マスク膜及びバリア膜をマスクとして第2エッチング工程を行って球状の第2トレンチを形成し、第1トレンチ及び第2トレンチからなるバルブタイプのリセスチャネル用トレンチを形成する段階と、イオン注入マスク膜及びバリア膜を除去する段階と、を備える。
【選択図】図9

Description

本発明は、半導体素子の製造方法に係り、さらに詳細には、半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法に関する。
近来、集積回路半導体素子の集積度増加及びデザインルール(design rule)の急な減少によって、トランジスタの安定した動作が確保し難くなってきた。例えば、ゲートの幅が減少しトランジスタの短チャネル化が急に進行しており、これによる短チャネル効果(short channel effect)が頻繁に発生している。さらに、短チャネル効果によって、トランジスタのソースとドレインとのパンチスルー(punch-through)が深刻に発生しており、このパンチスルーは、素子の誤動作の主要原因とされている。そこで、最近では、短チャネル効果を克服すべく、デザインルールの増加無しでチャネルの長さをさらに確保する種々の方法が研究されている。特に、限られたゲート線幅に対してチャネル長をより拡張させる構造として、2段階のエッチング工程を用いてバルブタイプ(bulb type)のリセスチャネルを有する半導体素子を形成し、チャネル長をより延長させようと試みている。
図1及び図2は、従来技術によるリセスチャネルを有する半導体素子の製造方法を説明するための図である。
まず、図1を参照すると、素子分離膜102で活性領域が限定された半導体基板100内に、下端部を球状にしたバルブタイプのリセスチャネル用トレンチ104を形成する。続いて、セルトランジスタのしきい電圧を確保するために、半導体基板100の全面にチャネルイオン注入工程を行い、これで、バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ104を取り囲む不純物領域106が形成される。
続いて、図2を参照すると、バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ104と重なるゲートスタック118を形成し、不純物を注入してソース/ドレイン領域120を形成する。ここで、ゲートスタックは、ゲート絶縁膜パターン110、導電膜パターン112、金属膜パターン114及びハードマスク膜パターン116を備えてなる。
米国特許出願公開第2006/0060936号明細書 米国特許出願公開第2005/0272233号明細書
しかしながら、この場合、バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ104を取り囲む不純物領域106とソース/ドレイン領域120とが重なる(overlap)領域Aが存在し、よって、不純物濃度が高まりながら電界(electric field)が増加してしまう。これにより、電圧が変化しながら素子のリフレッシュ(refresh)特性が劣化するという問題があった。
そこで、ソース/ドレイン領域とチャネル形成のための不純物領域とが接する部分における電界を減少させリフレッシュ特性を向上させる方法が望まれている。
本発明は、ソース/ドレイン領域とチャネル形成のための不純物領域とが接する部分における電界を減少させリフレッシュ特性を向上させることができる半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を提供することにある。
また、バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ形成時にトレンチ上部に発生する損傷を防止できる半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を提供することにある。
本発明に係る半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法は、半導体基板上に、トレンチが形成される第1領域を露出させるハードマスク膜パターンを形成する段階と、前記ハードマスク膜パターンをマスクとした第1エッチング工程を行って第1トレンチを形成し、前記ハードマスク膜パターンは除去する段階と、前記第1トレンチを含む半導体基板上にバリア膜を形成する段階と、前記バリア膜上に、前記第1トレンチを露出するイオン注入マスク膜を形成する段階と、前記イオン注入マスク膜及びバリア膜を用いて前記第1トレンチ下部の半導体基板内にイオン注入層を形成する段階と、前記イオン注入マスク膜及びバリア膜をマスクとして第2エッチング工程を行って球状の第2トレンチを形成し、第1トレンチ及び第2トレンチからなるバルブタイプのリセスチャネル用トレンチを形成する段階と、前記イオン注入マスク膜及びバリア膜を除去する段階と、を備える。
前記ハードマスク膜パターン形成以前に、バッファ膜パターンを形成する段階を備えることが好ましい。
前記ハードマスク膜パターンは、ポリシリコン膜で形成することが好ましい。
前記ハードマスク膜パターンは、800〜1200オングストロームの厚さに形成することが好ましい。
前記バッファ膜パターンは、酸化膜で形成することが好ましい。
前記イオン注入マスク膜は、感光膜を含むことが好ましい。
前記第1トレンチは、400〜1000オングストロームの深さを有することが好ましい。
前記バリア膜は、高温熱酸化膜(HTO)を含むことが好ましい。
前記バリア膜は、30〜100オングストロームの厚さに形成することが好ましい。
前記イオン注入層は、前記バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ下部の半導体基板内に不純物を注入する局所的チャネルイオン注入工程(LCI)で形成することが好ましい。
前記イオン注入層は、5〜7°のチルト角度で0°及び180°の回転方向として実施する局所的チャネルイオン注入工程によって形成することが好ましい。
前記イオン注入層は、前記第1トレンチの底から400〜1000オングストロームの深さに位置するように形成することが好ましい。
前記球状の第2トレンチは、前記第1トレンチの底から400〜1000オングストロームの深さに形成することが好ましい。
前記第2エッチング工程は、等方性エッチングを用いることが好ましい。
本発明に係る半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法は、半導体基板上に、トレンチが形成される第1領域を露出させるハードマスク膜パターンを形成する段階と、前記ハードマスク膜パターンをマスクとした第1エッチング工程を行って第1トレンチを形成する段階と、前記ハードマスク膜パターンを用いて前記第1トレンチ下部の半導体基板内にイオン注入層を形成し、前記ハードマスク膜パターンは除去する段階と、前記半導体基板の全面にバリア膜を形成する段階と、前記バリア膜をマスクとして第2エッチング工程を行って球状の第2トレンチを形成し、第1トレンチ及び第2トレンチからなるバルブタイプのリセスチャネル用トレンチを形成する段階と、前記バリア膜を除去する段階と、を備える。
前記ハードマスク膜パターン形成以前に、バッファ膜パターンを形成する段階を備えることが好ましい。
前記ハードマスク膜パターンは、非晶質カーボン膜で形成することが好ましい。
前記非晶質カーボン膜は、2000〜3000オングストロームの厚さに形成することが好ましい。
前記バッファ膜は、酸化膜で形成することが好ましい。
前記第1トレンチは、400〜1000オングストロームの深さを有することが好ましい。
前記イオン注入層は、前記バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ下部の半導体基板内に垂直方向に不純物を注入する局所的チャネルイオン注入工程(LCI)によって形成することが好ましい。
前記イオン注入層は、前記第1トレンチの底から400〜1000オングストロームの深さに位置するように形成することが好ましい。
前記局所的チャネルイオン注入工程は、20〜30keVの注入エネルギーと、2.0〜5.0×1013ions/cm2のドーズ量で不純物を注入して行うことが好ましい。
前記バリア膜は、30〜100オングストロームの厚さに形成することが好ましい。
前記球状の第2トレンチは、前記第1トレンチの底から400〜1000オングストロームの深さに形成することが好ましい。
前記第2エッチング工程は、等方性エッチングを用いることが好ましい。
本発明に係る半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法によれば、チャネル形成のためのイオン注入工程時にチャネルが形成されるトレンチ下端部の半導体基板内にのみイオン注入層が形成されるため、リフレッシュ特性を向上させることが可能になる。
また、バリア膜を含んだ膜によれば、バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ形成のためのエッチング工程時に半導体基板に発生する損傷を防止することが可能になる。
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、種々の形態に改変可能なもので、下記する実施の形態に限定されるものではない。なお、図面では、複数の層及び領域をより明確に表すためにその厚さを拡大して示し、同一の構成要素については同一符号及び番号を共通使用し、重複する説明は省略するものとする。
図3乃至図9は、本発明の一実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。
まず、図3を参照すると、半導体基板200上に、半導体基板200の素子分離領域を露出させるバッファ膜202及びパッド窒化膜(図示せず)を形成する。続いて、半導体基板200の露出部分に対するエッチング工程を行って一定深さを有するトレンチ(図示せず)を形成する。次に、トレンチが埋め立てられるように全面に絶縁膜を形成し、平坦化工程を行った後にパッド窒化膜パターンを除去し、半導体基板200の素子分離領域を定義するトレンチ素子分離膜204を形成する。ここで、バッファ膜202は、酸化膜を含んで形成することができる。
続いて、図4を参照すると、半導体基板200上にハードマスク膜206を形成し、ハードマスク膜206上に、感光膜を塗布及びパターニングしてハードマスク膜206の所定領域を露出させる感光膜パターン208を形成する。ここで、ハードマスク膜206は、ポリシリコン膜で800〜1200オングストローム(1オングストロームは0.1nm)の厚さを有するように形成する。
その後、図5を参照すると、感光膜パターン208をマスクとしてハードマスク膜206及びバッファ膜202をエッチングし、半導体基板200の第1領域を露出させるハードマスク膜パターン210及びバッファ膜パターン212を形成する。ここで、図示せぬ第1領域は、後でバルブタイプのリセスチャネル用トレンチが形成される領域である。続いて、ハードマスク膜パターン210及びバッファ膜パターン212をマスクとした第1エッチング工程を実施し半導体基板200上に第1トレンチ214を形成した後、ハードマスク膜パターン210は除去する。ここで、第1トレンチ214は、バルブ(bulb)タイプのリセスチャネル用トレンチのネック(neck)部分に該当し、400〜1000オングストロームの深さを有するように形成する。
次に、図6を参照すると、第1トレンチ214を含む半導体基板200の全面にバリア膜216を形成する。ここで、バリア膜216は、後続するバルブタイプのリセスチャネル用トレンチを形成するための第2エッチング工程において半導体基板200が過度にエッチングされるのを防止する役割を担い、高温酸化膜(HTO;High Temperature Oxidation)を含んで30〜100オングストロームの厚さに形成することができる。
続いて、図7を参照すると、バリア膜216上に感光膜を塗布及びパターニングし、第1トレンチ214を露出させるイオン注入マスク膜218を形成する。そして、イオン注入マスク膜218及びバリア膜216をマスクとして第1トレンチ214の下部の半導体基板200内に不純物を注入する局所的チャネルイオン注入(LCI;Local channel Implant)工程を実施してイオン注入層220を形成する。ここで、局所的なチャネルイオン注入(LCI)は、5〜7°のチルト(tilt)角を有するように注入し、回転(rotation)方向は、第1トレンチ214の下部の半導体基板200内に注入されるように0°及び180°に回転させて注入する。このときに、イオン注入層220は、第1トレンチ214の底から400〜1000オングストロームの深さに位置するように注入することが好ましい。このようにイオン注入層220をチルト角5〜7°として第1トレンチ214の底から400〜1000オングストロームの深さに位置するように注入すると、以降形成されるチャネル形成領域の幅と深さが一致するようになる。
次に、図8を参照すると、イオン注入マスク膜218及びバリア膜216をマスクとした第2エッチング工程を行い、第1トレンチ214の下端部に球状の第2トレンチ222を形成し、第1トレンチ214及び第2トレンチ222からなるバルブタイプのリセスチャネル用トレンチ224を形成する。
続いて、洗浄工程を行い、イオン注入マスク膜218及びバルブタイプのリセスチャネル用トレンチ224上に残っているバリア膜216を除去する。そして、半導体基板200上に40〜60オングストローム厚のスクリーン酸化膜(図示せず)を形成する。その後、スクリーン酸化膜をイオン注入マスクとして通常のウェルイオン注入及びチャネルイオン注入を行った後、スクリーン酸化膜は除去する。
ここで、第2トレンチ222は、第1トレンチ214の底から400〜1000オングストロームの深さに形成することができる。第2エッチング工程は、全方向に同じ速度でエッチングされエッチング後に曲面を有する等方性エッチング(isotropic etch)とすることが好ましい。等方性エッチングを行う間に、バリア膜216は、バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ224の側面が過度にエッチングされることから生じる半導体基板200の損傷を防ぐ機能を担う。
ところで、従来は、バリア膜216のみをエッチングマスクとして第2エッチング工程を行い、エッチング選択比によって半導体基板200と隣接するバルブタイプのリセスチャネル用トレンチ224の上端部領域215のシリコン(Si)に損傷が発生することがあった。そこで、本実施の形態では、バリア膜216上に、感光膜からなるイオン注入マスク膜218を形成し第2エッチング工程を行うことによって、半導体基板200と隣接するバルブタイプのリセスチャネル用トレンチ224の上端部領域215のシリコン(Si)に損傷が発生するのを防止している。
本発明の実施の形態では、第1トレンチ214を形成した後に、チャネルイオン注入工程、例えば局所的チャネルイオン注入工程(LCI)によってチャネルが形成される第1トレンチ214の下端部にイオン注入層220を形成する。続いて、第2トレンチ222を形成し、第1トレンチ214及び第2トレンチ222からなるバルブタイプのリセスチャネル用トレンチ224を形成する。その結果、イオン注入層220は、以降チャネルが形成されるバルブタイプのリセスチャネル用トレンチ224の下端部に位置するようになる。したがって、チャネルの形成される領域にのみ選択的にイオン注入が行え、よって、以降形成するソース/ドレイン領域と重なる部分が減少し電界が低くなるため、リフレッシュ特性が改善される。
次に、図9を参照すると、バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ224上にゲートスタック234を形成し、不純物を注入してソース/ドレイン領域236を形成する。ここで、ゲートスタック234は、30〜50オングストローム厚のゲート絶縁膜パターン226と、400〜700オングストローム厚のドープされたポリシリコン膜からなる導電膜パターン228、1000〜1500オングストローム厚のタングステンシリサイド膜からなる金属膜パターン230及び2000〜2500オングストローム厚のハードマスク膜パターン232を含んでなる。
本発明の一実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法は、イオン注入層220がバルブタイプのリセスチャネル用トレンチ224の下端部の半導体基板200内に位置するように第1トレンチ214を形成し、感光膜からなるイオン注入マスク膜218及びバリア膜216をマスク膜として局所的チャネルイオン注入(LCI)工程を行う。これにより、従来に比べてソース/ドレイン領域236とイオン注入層220とが重なる(overlap)部分が減少するため、電界が増加する現象を防止しリフレッシュ特性を改善することができる。また、バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ形成時にエッチングマスクを、イオン注入工程で用いたイオン注入マスク膜218及びバリア膜216とすることができ、半導体基板200が損傷するのを防止できる。
図10乃至図16は、本発明の他の実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。
まず、図10を参照すると、素子分離膜302で活性領域が定義された半導体基板300上に、バッファ膜304及びハードマスク膜306を形成する。ここで、素子分離膜302の形成の詳細は、本発明の一実施の形態で詳述されており、ここでは省略するものとする。バッファ膜304は、通常の熱工程を用いた酸化膜で形成でき、ハードマスク膜306は、非晶質カーボン(amorphous carbon)膜で2000〜3000オングストロームの厚さに形成することができる。ここで、非晶質カーボン膜は、シリコン(Si)よりも選択比が高いため、後続の第1トレンチ形成のためのエッチング工程時にほとんど除去されず、後続の局所的チャネルイオン注入工程(LCI)においてイオン注入マスク膜として用いることができる。
次に、図11を参照すると、ハードマスク膜306上に感光膜を塗布及びパターニングし、ハードマスク膜306の所定領域を露出する感光膜パターン308を形成する。続いて、感光膜パターン308を用いてバッファ膜304を露出するハードマスク膜パターン310を形成し、感光膜パターン308は除去する。
続いて、図12を参照すると、ハードマスク膜パターン310をマスクとして半導体基板300の第1領域(図示せず)を露出するバッファ膜パターン312を形成する。ここで、第1領域は、後でバルブタイプのリセスチャネル用トレンチが形成される領域である。続いて、ハードマスク膜パターン310及びバッファ膜パターン312をマスクとした第1エッチング工程を行い、半導体基板300上に第1トレンチ314を形成する。ここで、第1トレンチ314は、バルブ(bulb)タイプのリセスチャネル用トレンチのネック(neck)部分に該当し、400〜1000オングストロームの深さを有するように乾式エッチングで形成できる。非晶質カーボン(amorphous carbon)膜からなるハードマスク膜パターン310をエッチングマスクとする場合、第1エッチング工程を行う間にハードマスク膜パターン310はほとんど除去されず、後続の局所的チャネルイオン注入工程(LCI)においてイオン注入マスク膜として機能することができる。
次に、図13を参照すると、ハードマスク膜パターン310及びバッファ膜パターン312をイオン注入マスクとして第1トレンチ314の下部の半導体基板300内に不純物を注入する局所的チャネルイオン注入工程(LCI)を行ってイオン注入層316を形成する。局所的チャネルイオン注入工程(LCI)は、20〜30keVの注入エネルギーと2.0〜5.0×1013ions/cm2のドーズ量で不純物を注入して行うことができる。このときに、局所的チャネルイオン注入工程(LCI)は、以降形成される第2トレンチよりも深い位置にイオン注入層316が位置するように行うことが好ましい。そして、ハードマスク膜パターン310は除去する。
次に、図14を参照すると、バッファ膜パターン312を含む半導体基板300の全面に、バリア膜318を30〜100オングストロームの厚さに形成する。ここで、バリア膜318は、酸化膜系列の物質からなり、後続の第2エッチング工程において球状の第2トレンチの側面が過度にエッチングされ半導体基板300が損傷するのを防ぐ役割を担う。
次に、図15を参照すると、バッファ膜パターン312及びバリア膜318をマスクとした第2エッチング工程を行い、第1トレンチ314の下端部に球状の第2トレンチ320を形成することで、第1トレンチ314及び第2トレンチ320からなるバルブタイプのリセスチャネル用トレンチ322を形成する。ここで、第2エッチング工程は、全方向に同じ速度でエッチングされエッチング後に曲面を有する等方性エッチング(isotropic etch)とすることが好ましい。このときに、第2トレンチ320は、第1トレンチ314の底から400〜1000オングストロームの深さを有するように形成することができる。また、等方性エッチングを行う間に、バリア膜318は、球状の第2トレンチ320の側面が過度にエッチングされるのを防止し半導体基板300の損傷を抑制する。その後、洗浄工程を行い、バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ322上に残っているバリア膜318を除去する。
本実施の形態では、第1トレンチ314を形成した後にチャネルイオン注入工程、例えば局所的チャネルイオン注入工程(LCI)を行い、チャネルの形成される第1トレンチ314の下端部にイオン注入層316を形成する。続いて、第2トレンチ320を形成することで、第1トレンチ314及び第2トレンチ320からなるバルブタイプのリセスチャネル用トレンチ322を形成する。その結果、イオン注入層316は、以降チャネルが形成されるバルブタイプのリセスチャネル用トレンチ322の下端部に位置するようになる。これにより、チャネルの形成される領域にのみ選択的にイオン注入が行え、以降形成するソース/ドレイン領域と重なる部分が減少し電界が低くなるため、リフレッシュ特性が改善される。
次に、図16に示すように、バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ322上にゲートスタック332を形成し、不純物を注入してソース/ドレイン領域334を形成する。ここで、ゲートスタック332は、ゲート絶縁膜パターン324、導電膜パターン326、金属膜パターン328及びハードマスク膜パターン330を含んでなる。
本発明による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法は、チャネルが形成されるトレンチ下端部の半導体基板内にのみイオン注入層が形成されるように局所的チャネルイオン注入工程(LCI)を行いソース/ドレイン領域とイオン注入層とが重なる部分を最小限にすることによって、電界が増加する現象を防止し、リフレッシュ特性を改善することができる。
また、非晶質カーボン膜をトレンチ形成のためのエッチングマスクとする場合、エッチング工程を行う間にほとんど除去されないため、局所的チャネルイオン注入工程(LCI)でイオン注入マスク膜の役割をし、局所的チャネルイオン注入工程(LCI)を実施することができる。
なお、バリア膜と感光膜パターンの二重構造からなるハードマスク膜をイオン注入マスク膜とすることによって、バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ形成のためのエッチング工程時に半導体基板に発生する損傷を防ぐことができる。
従来技術によるリセスチャネルを有する半導体素子の製造方法を説明するための図である。 従来技術によるリセスチャネルを有する半導体素子の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の一実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の一実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の一実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の一実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の一実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の一実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態による半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法を説明するための図である。
符号の説明
200,300 半導体基板、206,304 ハードマスク膜、224,322 バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ、220,316 イオン注入層、234,332 ゲートスタック。

Claims (26)

  1. 半導体基板上に、トレンチが形成される第1領域を露出させるハードマスク膜パターンを形成する段階と、
    前記ハードマスク膜パターンをマスクとした第1エッチング工程を行って第1トレンチを形成し、前記ハードマスク膜パターンは除去する段階と、
    前記第1トレンチを含む半導体基板上にバリア膜を形成する段階と、
    前記バリア膜上に、前記第1トレンチを露出するイオン注入マスク膜を形成する段階と、
    前記イオン注入マスク膜及びバリア膜を用いて前記第1トレンチ下部の半導体基板内にイオン注入層を形成する段階と、
    前記イオン注入マスク膜及びバリア膜をマスクとして第2エッチング工程を行って球状の第2トレンチを形成し、第1トレンチ及び第2トレンチからなるバルブタイプのリセスチャネル用トレンチを形成する段階と、
    前記イオン注入マスク膜及びバリア膜を除去する段階と、
    を備える、半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  2. 前記ハードマスク膜パターン形成以前に、バッファ膜パターンを形成する段階を備えることを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  3. 前記ハードマスク膜パターンは、ポリシリコン膜で形成することを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  4. 前記ハードマスク膜パターンは、800〜1200オングストロームの厚さに形成することを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  5. 前記バッファ膜パターンは、酸化膜で形成することを特徴とする、請求項2に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  6. 前記イオン注入マスク膜は、感光膜を含むことを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  7. 前記第1トレンチは、400〜1000オングストロームの深さを有することを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  8. 前記バリア膜は、高温熱酸化膜(HTO)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  9. 前記バリア膜は、30〜100オングストロームの厚さに形成することを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  10. 前記イオン注入層は、前記バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ下部の半導体基板内に不純物を注入する局所的チャネルイオン注入工程(LCI)で形成することを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  11. 前記イオン注入層は、5〜7°のチルト角度で0°及び180°の回転方向として実施する局所的チャネルイオン注入工程によって形成することを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  12. 前記イオン注入層は、前記第1トレンチの底から400〜1000オングストロームの深さに位置するように形成することを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  13. 前記球状の第2トレンチは、前記第1トレンチの底から400〜1000オングストロームの深さに形成することを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  14. 前記第2エッチング工程は、等方性エッチングを用いることを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  15. 半導体基板上に、トレンチが形成される第1領域を露出させるハードマスク膜パターンを形成する段階と、
    前記ハードマスク膜パターンをマスクとした第1エッチング工程を行って第1トレンチを形成する段階と、
    前記ハードマスク膜パターンを用いて前記第1トレンチ下部の半導体基板内にイオン注入層を形成し、前記ハードマスク膜パターンは除去する段階と、
    前記半導体基板の全面にバリア膜を形成する段階と、
    前記バリア膜をマスクとして第2エッチング工程を行って球状の第2トレンチを形成し、第1トレンチ及び第2トレンチからなるバルブタイプのリセスチャネル用トレンチを形成する段階と、
    前記バリア膜を除去する段階と、
    を備える、半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  16. 前記ハードマスク膜パターン形成以前に、バッファ膜パターンを形成する段階を備えることを特徴とする、請求項15に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  17. 前記ハードマスク膜パターンは、非晶質カーボン膜で形成することを特徴とする、請求項15に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  18. 前記非晶質カーボン膜は、2000〜3000オングストロームの厚さに形成することを特徴とする、請求項17に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  19. 前記バッファ膜は、酸化膜で形成することを特徴とする、請求項16に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  20. 前記第1トレンチは、400〜1000オングストロームの深さを有することを特徴とする、請求項15に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  21. 前記イオン注入層は、前記バルブタイプのリセスチャネル用トレンチ下部の半導体基板内に垂直方向に不純物を注入する局所的チャネルイオン注入工程(LCI)によって形成することを特徴とする、請求項15に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  22. 前記イオン注入層は、前記第1トレンチの底から400〜1000オングストロームの深さに位置するように形成することを特徴とする、請求項15に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  23. 前記局所的チャネルイオン注入工程は、20〜30keVの注入エネルギーと、2.0〜5.0×1013ions/cm2のドーズ量で不純物を注入して行うことを特徴とする、請求項21に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  24. 前記バリア膜は、30〜100オングストロームの厚さに形成することを特徴とする、請求項15に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  25. 前記球状の第2トレンチは、前記第1トレンチの底から400〜1000オングストロームの深さに形成することを特徴とする、請求項15に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
  26. 前記第2エッチング工程は、等方性エッチングを用いることを特徴とする、請求項15に記載の半導体素子のリセスチャネル用トレンチ形成方法。
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