DE10128211C1 - Speicher mit einer Speicherzelle, umfassend einen Auswahltransistor und einen Speicherkondensator sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Speicher mit einer Speicherzelle, umfassend einen Auswahltransistor und einen Speicherkondensator sowie Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Abstract
Es wird eine Speicherzelle (10) mit einem Auswahltransistor (60) und einem Grabenkondensator (30) gebildet. Der Grabenkondensator (30) ist mit einer leitfähigen Grabenfüllung (35) gefüllt, auf der eine isolierende Deckschicht (40) angeordnet ist. Die isolierende Deckschicht wird seitlich, ausgehend von dem Substrat (15), mit einer selektiv aufgewachsenen Epitaxieschicht (45) überwachsen. In der selektiv aufgewachsenen Epitaxieschicht (45) wird der Auswahltransistor (60) gebildet und umfaßt dabei ein Source-Gebiet (65), das mit dem Grabenkondensator (30) zu verbinden ist, und ein Drain-Gebiet (70), das mit einer Bitleitung zu verbinden ist. Die Junction-Tiefe des Source-Gebiets (65) wird nun so gewählt, daß das Source-Gebiet (65) bis an die isolierende Deckschicht (40) heranreicht. Optional kann dazu die Dicke (50) der Epitaxieschicht (45) mittels einer Oxidation und einer nachfolgenden Ätzung auf eine geeignete Dicke reduziert werden. Nachfolgend wird durch das Source-Gebiet (65) hindurch ein Kontaktgraben (95) bis zu der leitfähigen Grabenfüllung (35) geätzt, der mit einem leitfähigen Kontakt (90) gefüllt wird und die leitfähige Grabenfüllung (35) elektrisch mit dem Source-Gebiet (65) verbindet.
Description
Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Speicher mit einer
Speicherzelle, umfassend einen Auswahltransistor und einen
Speicherkondensator sowie ein Verfahren zu seiner Herstel
lung.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf eine DRAM-
Speicherzelle eines Halbleiterspeichers erläutert. Zu Diskus
sionszwecken wird die Erfindung hinsichtlich der Bildung ei
ner einzelnen Speicherzelle beschrieben.
Integrierte Schaltungen (ICs) oder Chips enthalten Kondensa
toren zum Zwecke der Ladungsspeicherung, wie zum Beispiel ein
dynamischer Schreib-Lesespeicher mit wahlfreiem Zugriff
(DRAM: Dynamic Random Access Memory). Der Ladungszustand in
dem Kondensator repräsentiert dabei ein Datenbit.
Ein DRAM-Chip enthält eine Matrix von Speicherzellen, welche
in Form von Zeilen und Spalten angeordnet sind und von Wort
leitungen und Bitleitungen angesteuert werden. Das Auslesen
von Daten aus den Speicherzellen oder das Schreiben von Daten
in die Speicherzellen wird durch die Aktivierung geeigneter
Wortleitungen und Bitleitungen bewerkstelligt.
Eine DRAM-Speicherzelle enthält üblicherweise einen mit einem
Kondensator verbundenen Transistor. Der Transistor wird als
Auswahltransistor bezeichnet und besteht unter anderem aus
zwei Dotierungsgebieten, welche durch einen Kanal voneinander
getrennt sind, der von einem Gate gesteuert wird. Abhängig
von der Richtung des Stromflusses wird ein Dotiergebiet als
Drain-Gebiet und das andere als Source-Gebiet bezeichnet. Das
Source-Gebiet ist beispielsweise mit dem Grabenkondensator,
das Drain-Gebiet ist mit einer Bitleitung und das Gate ist
mit einer Wortleitung verbunden. Durch Anlegen geeigneter
Spannungen an das Gate wird der Transistor so gesteuert, daß
ein Stromfluß zwischen dem Source-Gebiet und dem Drain-Gebiet
durch den Kanal hindurch ein- und ausgeschaltet wird.
Die in dem Kondensator gespeicherte Ladung baut sich mit der
Zeit aufgrund von Leckströmen ab. Bevor sich die Ladung auf
einen Pegel unterhalb eines Schwellwertes abgebaut hat, muß
der Speicherkondensator aufgefrischt werden. Aus diesem Grund
werden diese Speicher als dynamisches RAM (DRAM) bezeichnet.
Das zentrale Problem bei den bekannten DRAM-Varianten auf Ba
sis eines Grabenkondensators ist die Erzeugung einer ausrei
chend großen Kapazität des Grabenkondensators. Diese Proble
matik verschärft sich in Zukunft durch die fortschreitende
Miniaturisierung von Halbleiterbauelementen. Die Erhöhung der
Integrationsdichte bedeutet, daß die pro Speicherzelle zur
Verfügung stehende Fläche und damit die Kapazität des Graben
kondensators immer weiter abnimmt.
Leseverstärker fordern einen ausreichenden Signalpegel für
ein zuverlässiges Auslesen der in der Speicherzelle befindli
chen Informationen. Das Verhältnis der Speicherkapazität zu
der Bitleitungskapazität ist entscheidend bei der Bestimmung
des Signalpegels. Falls die Speicherkapazität zu gering ist,
kann dieses Verhältnis zu klein zur Erzeugung eines hinrei
chenden Signals sein.
Ebenfalls erfordert eine geringere Speicherkapazität eine hö
here Auffrischfrequenz, denn die in dem Grabenkondensator ge
speicherte Ladungsmenge ist durch seine Kapazität begrenzt
und nimmt zusätzlich durch Leckströme ab. Wird eine Mindest
ladungsmenge in dem Speicherkondensator unterschritten, so
ist es nicht mehr möglich, die in ihm gespeicherte Informati
on mit einem angeschlossenen Leseverstärker auszulesen, die
Information geht verloren und es kommt zu Lesefehlern.
Zur Vermeidung von Lesefehlern bietet sich die Reduktion der
Leckströme an. Zum einen können Leckströme durch Transisto
ren, zum anderen durch Dielektrika, wie zum Beispiel das Kon
densatordielektrikum, reduziert werden. Durch diese Maßnahmen
kann eine unerwünscht verringerte Haltezeit (retention time)
verlängert werden.
Üblicherweise werden in DRAMs Stapelkondensatoren (stacked
capacitor) oder Grabenkondensatoren (trench capacitor) ver
wendet. Ein Grabenkondensator weist dabei eine dreidimensio
nale Struktur auf, die zum Beispiel in einem Siliziumsubstrat
ausgebildet ist. Eine Erhöhung der Kondensatorelektrodenflä
che und damit der Kapazität des Grabenkondensators kann zum
Beispiel durch tieferes Ätzen in das Substrat und damit durch
tiefere Gräben erreicht werden. Dabei bewirkt die Steigerung
in der Kapazität des Grabenkondensators keine Vergrößerung
der von der Speicherzelle beanspruchten Substratoberfläche.
Dieses Verfahren ist aber auch beschränkt, da die erzielbare
Ätztiefe des Grabenkondensators von dem Grabendurchmesser ab
hängt, und bei der Herstellung nur bestimmte, endliche
Aspektverhältnisse zwischen Grabentiefe und Grabendurchmesser
erzielbar sind.
Bei fortschreitender Erhöhung der Integrationsdichte nimmt
die pro Speicherzelle zur Verfügung stehende Substratoberflä
che immer weiter ab. Die damit verbundene Reduktion des Gra
bendurchmessers führt zu einer Verringerung der Grabenkonden
satorkapazität. Ist die Grabenkondensatorkapazität so gering
bemessen, daß die speicherbare Ladung nicht zum einwandfreien
Auslesen mit den nachgeschalteten Leseverstärkern ausreicht,
so hat diese Lesefehler zur Folge.
Dieses Problem wird beispielsweise in der Druckschrift DE 199 41 148
erläutert, wobei der Auswahltransistor, der üblicher
weise neben dem Grabenkondensator angeordnet wird, oberhalb
des Grabenkondensators angeordnet ist. Dadurch kann der Graben
des Grabenkondensators einen Teil der Substratoberfläche
einnehmen, die herkömmlicherweise für den Transistor reser
viert war. Durch diese Anordnung teilen sich der Grabenkon
densator und der Transistor einen Teil der Substratoberflä
che. Ermöglicht wird diese Anordnung durch eine Epitaxie
schicht, die oberhalb des Grabenkondensators gewachsen wird.
Problematisch ist dabei allerdings der elektrische Anschluß
des Grabenkondensators an den Transistor. Rein lithographi
sche Verfahren zur Herstellung des elektrischen Anschlusses
erfordern für die lithographische Justage der einzelnen li
thographischen Ebenen zueinander einen Mindestabstand zwi
schen dem Grabenkondensator und dem Transistor. Durch rein
lithographische Verfahren benötigen die Speicherzellen in dem
Speicherzellenfeld eine relativ große Fläche und ist für die
Integration in einem hochintegrierten Zellenfeld ungeeignet.
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Spei
cherzellen ist, daß der Widerstand des elektrischen Anschlus
ses zwischen dem Grabenkondensator und dem Source-Gebiet des
Transistors einen relativ großen Wert aufweist, der den Zu
griff auf die Speicherzelle verlangsamt.
Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik besteht darin,
daß eine ausreichende Speicherzeit (retention time) nur durch
aufwendige Isolationsmaßnahmen erreicht wird, die eine große
Anzahl von Prozessierungsschritten benötigen. Dabei wird der
elektrische Kontakt aufwendig von dem Substrat isoliert.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Speicher
mit einer Speicherzelle, umfassend einen Auswahltransistor
und einen Speicherkondensator sowie ein Verfahren zu seiner
Herstellung anzugeben, bei der die Speicherzeit (retention
time) verbessert ist.
Bezüglich des Speichers wird die Aufgabe gelöst durch einen
Speicher mit einer Speicherzelle, umfassend:
- - ein Substrat mit einer Substratoberfläche und einem Graben, in dem ein Grabenkondensator angeordnet ist, der mit einer leitfähigen Grabenfüllung gefüllt ist, auf der in dem Gra ben eine isolierende Deckschicht angeordnet ist;
- - eine selektiv aufgewachsene Epitaxieschicht, die sich aus gehend von der Substratoberfläche seitlich über die isolie rende Deckschicht erstreckt und auf der Substratoberfläche und der isolierenden Deckschicht angeordnet ist;
- - einen Auswahltransistor, der ein Source-Gebiet, ein Drain- Gebiet, ein Gate-Oxid und eine Gate-Elektrode umfaßt, wobei das Source-Gebiet und das Drain-Gebiet in der Epitaxie schicht und das Gate-Oxid auf der Epitaxieschicht angeord net ist und sich das Source-Gebiet von einer dem Substrat abgewandten Oberfläche der Epitaxieschicht bis an die iso lierende Deckschicht heran erstreckt;
- - einen leitfähigen Kontakt, der in einem in der Epitaxie schicht und der isolierenden Deckschicht angeordneten Kon taktgraben auf der leitfähigen Grabenfüllung angeordnet ist und das Source-Gebiet mit der leitfähigen Grabenfüllung verbindet.
Das Source-Gebiet erstreckt sich von der Oberfläche der Epi
taxieschicht bis zu der isolierenden Deckschicht, so daß hier
zwischen der Dotierung des Source-Gebiets einerseits und des
Kanalgebiets und des Bulk-Gebiets andrerseits ein pn-Übergang
angeordnet ist, der einen unkontrollierten Stromfluß und
Leckströme verhindert. Mittels der Gate-Elektrode ist der
Stromfluß durch den Kanal steuerbar, so daß der Transistor
definiert ein- und ausgeschaltet werden kann. Weiterhin ist
vorteilhaft, daß bei dem erfindungsgemäßen Speicher auf eine
aufwendige Isolierung des leitfähigen Kontakts verzichtet
werden kann, da Leckströme bereits durch die vorteilhafte
Ausgestaltung des Source-Gebiets vermieden werden. Somit ist
der leitfähige Kontakt zwischen dem Source-Gebiet und der
leitfähigen Grabenfüllung mit einer vergrößerten Quer
schnittsfläche ausbildbar, die einen niedrigeren Anschlußwiderstand
ermöglicht. Somit wird auch die Geschwindigkeit der
Speicherzelle und des Speichers verbessert.
Die Dotierung für das Source-Gebiet und die Dotierung für das
Drain-Gebiet können in zwei separaten Prozeßschritten in die
Epitaxieschicht eingebracht werden, so daß das Source-Gebiet
zum Beispiel mit einer wesentlich größeren Junction-Tiefe
ausgebildet werden kann als das Drain-Gebiet. Die flache
Junction-Tiefe des Source-Gebiets ist vorteilhaft, da sie ei
nen Floating-Body-Effekt vermeidet, da das Substrat mit dem
Kanal des Transistors mit dem Substrat verbunden ist. Weiter
hin wird durch das flach dotierte Drain-Gebiet eine verbes
serte Overlay-Toleranz ermöglicht, da der Transistor bei ei
nem entsprechend flach ausgebildeten Drain-Gebiet auch ganz
oberhalb des Grabenkondensators angeordnet werden kann und
dennoch der Floating-Body-Effekt vermieden wird.
Die aus dem Stand der Technik bekannte und dort zwingend er
forderliche zusätzliche Collar-Isolation im unteren Bereich
des leitfähigen Kontakts kann somit eingespart werden. Dies
wird durch die Veränderung des Dotierprofils des Source-
Gebiets ermöglicht. So ist beispielsweise die Junction-Tiefe
des Source-Gebiets so gewählt, daß sie bis an die isolierende
Deckschicht heranreicht. Somit können die aus dem Stand der
Technik erforderlichen Prozeßschritte wie das Abscheiden ei
nes CVD-Isolationskragens (Chemical Vapour Deposition), das
nachfolgende Plasmaätzen zur Strukturierung des Isolations
kragens, eine chemische Reinigung, das Abscheiden eines ar
sendotierten polykristallinen Siliziums, das Plasmaätzen so
wie ein weiteres Naßätzen eingespart werden. Somit ergibt
sich auch eine Kostenreduktion für den erfindungsgemäßen
Speicher im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten
Speichern.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Gate-
Elektrode auf der Epitaxieschicht angeordnet ist und den Gra
ben zumindest teilweise überdeckt. Diese Anordnung weist den
Vorteil auf, daß der Auswahltransistor platzsparend oberhalb
des Grabenkondensators, in der Epitaxieschicht angeordnet
werden kann, so daß die einzelnen Speicherzellen mit einem
reduzierten Platzbedarf angeordnet sind.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Speicherzel
le sieht vor, daß eine Grabenisolation ausgehend von der dem
Substrat abgewandten Oberfläche der Epitaxieschicht - über
die Isolationsschicht hinaus - in das Substrat hinein reicht,
um benachbarte Speicherzellen voneinander zu isolieren.
Die Grabenisolierung wird üblicherweise als STI (Shallow
Trench Isolation) bezeichnet und ist in diesem Fall so ausge
bildet, daß sie ausgehend von der dem Substrat abgewandten
Oberfläche der Epitaxieschicht durch die Epitaxieschicht hin
durch mindestens bis zu der isolierenden Deckschicht reicht.
Die Grabenisolation kann dabei durchaus tiefer in das Sub
strat eingebracht sein und beispielsweise einen Teil des ur
sprünglich von dem Graben des Grabenkondensators beanspruch
ten Platz einnehmen. So ersetzt das STI einen Teil des Gra
bens und der leitfähigen Grabenfüllung mit einem Isolations
material.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Speicherzel
le sieht vor, daß eine zweite Gate-Elektrode als passierende
Wortleitung auf der Grabenisolation angeordnet ist und der
Kontaktgraben zwischen der ersten Gate-Elektrode und der
zweiten Gate-Elektrode mit dem darin befindlichen leitfähigen
Kontakt angeordnet ist. Die Anordnung des Kontaktgrabens zwi
schen der ersten Gate-Elektrode und der zweiten Gate-
Elektrode ermöglicht, daß der Kontaktgraben selbstjustiert
zwischen der ersten Gate-Elektrode und der zweiten Gate-
Elektrode gebildet wird.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Speicherzel
le sieht vor, daß die Epitaxieschicht eine Dicke zwischen 25 nm
und 100 nm, vorzugsweise zwischen 40 nm und 80 nm, aufweist.
Eine Epitaxieschicht mit einer in den angegebenen Be
reichen liegenden Schichtdicke weist den Vorteil auf, daß die
Junction-Tiefe des Source-Gebiets erfindungsgemäß so ausge
bildet werden kann, daß das Source-Gebiet bis an die isolie
rende Deckschicht heranreicht. Das Drain-Gebiets wird so
flach ausgebildet, daß ein Floating-Body-Effekt vermieden
wird. Beispielsweise kann das Drain-Gebiet dazu mit ein Im
plantationstiefe ausgebildet werden, die in etwa der halben
Dicke der Epitaxieschicht entspricht. Dies ist ebenfalls mög
lich, wenn die Kanallänge des Auswahltransistors einen Wert
zwischen 20 nm und 300 nm annimmt.
Dabei wird die Epitaxieschicht, in welcher der Auswahltransi
stor angeordnet ist, mit einer verbesserten Uniformität aus
gebildet.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Speicherzel
le sieht vor, daß auf einer dem Substrat abgewandten Oberflä
che der ersten Gate-Elektrode und auf daran angrenzenden Sei
tenflächen eine isolierende Hülle angeordnet ist. Die isolie
rende Hülle weist den Vorteil auf, daß sie als Ätzmaske für
die selbstjustierte Bildung des Kontaktgrabens verwendet wer
den kann. Weiterhin ist es möglich, die isolierende Hülle als
selbstjustierte Ätzmaske für die Bildung eines Bitleitungs
kontakts zu verwenden, der das Drain-Gebiet mit einer Bitlei
tung verbindet.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Speicherzel
le sieht vor, daß eine Zwischenschicht in dem Kontaktgraben
zwischen der leitfähigen Grabenfüllung und dem leitfähigen
Kontakt oder zwischen der leitfähigen Grabenfüllung und dem
Source-Gebiet zur Vermeidung von Kristallversetzungen oder
zur Kontrolle einer Diffusion angeordnet ist. Die Zwischen
schicht kann beispielsweise als leitfähige Schicht ausgestal
tet sein. Die Zwischenschicht kann ebenfalls als isolierende
Schicht ausgebildet sein, die allerdings mit einer so gerin
gen Dicke gebildet ist, daß ein großer Tunnelstrom durch sie
hindurchfließen kann. Üblicherweise beträgt die Schichtdicke
dann höchstens zwei Nanometer. Die Zwischenschicht weist den
Vorteil auf, daß Kristallversetzungen, die eventuell in der
leitfähigen Grabenfüllung angeordnet sind, nicht in den Aus
wahltransistor fortgepflanzt werden können und somit auch das
Source-Gebiet und die pn-Junction zwischen Source-Gebiet und
Bulk-Gebiet nicht schädigen können. Weiterhin kann die Diffu
sion von Dotierstoff durch die Zwischenschicht verhindert
werden, so daß der Kanal nicht mit Dotierstoff zuläuft, der
aus dem leitfähigen Kontakt stammt. Somit kann die Zwischen
schicht Leckströme vermindern.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein
Verfahren zur Herstellung eines Speichers mit einer Speicher
zelle, die einen Auswahltransistor mit einem Source-Gebiet,
einem Drain-Gebiet, einem Gate-Oxid und einer Gate-Elektrode
aufweist sowie einen Grabenkondensator mit einer inneren
Elektrode, einer äußeren Elektrode und einer dazwischen ange
ordneten isolierenden Schicht aufweist, mit den Schritten:
- - Bereitstellen eines Substrats mit einem Graben;
- - Füllen des Grabens mit einer leitfähigen Grabenfüllung zur Bildung der inneren Elektrode des Grabenkondensators;
- - Bilden einer isolierenden Deckschicht auf der leitfähigen Grabenfüllung;
- - Aufwachsen einer Epitaxieschicht auf das Substrat, wobei die Epitaxieschicht seitlich ausgehend von dem Substrat über die isolierende Deckschicht wächst, so daß die Epita xieschicht die isolierende Deckschicht zumindest teilweise überdeckt;
- - Bilden einer Grabenisolation in der Epitaxieschicht zur Isolation benachbarter Speicherzellen;
- - Bilden der ersten Gate-Elektrode auf der Epitaxieschicht und einer zweiten Gate-Elektrode für eine passierende Wort leitung auf der Grabenisolation;
- - Einbringen von Dotierstoff zur Bildung des Source-Gebiets und des Drain-Gebiets, wobei die vorbestimmte Dicke der Epitaxieschicht und die Dotierung so gewählt werden, daß das Source-Gebiet von der dem Substrat abgewandten Oberflä che der Epitaxieschicht bis an die Isolationsschicht heran reicht;
- - Ätzen eines Kontaktgrabens zwischen der ersten Gate- Elektrode und der zweiten Gate-Elektrode, wobei die Epita xieschicht und die isolierende Deckschicht aus dem Bereich zwischen der ersten Gate-Elektrode und der zweiten Gate- Elektrode entfernt werden und die leitfähige Grabenfüllung freigelegt wird;
- - Einbringen eines leitfähigen Kontakts in den Kontaktgraben zur elektrischen Verbindung des Source-Gebiets mit der leitfähigen Grabenfüllung.
In vorteilhafter Weise wird hierbei das Source-Gebiet mit ei
ner Junction-Tiefe ausgebildet, die bis an die isolierende
Deckschicht heranreicht. Hierdurch ist, wie schon im Zusam
menhang mit dem beanspruchten Speicher erläutert, das Spei
cherverhalten und die Retention-Time des Speichers verbessert
sowie der Widerstand des leitfähigen Kontakts zur elektri
schen Verbindung der leitfähigen Grabenfüllung mit dem Sour
ce-Gebiet verringert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens sieht vor, daß die Epitaxieschicht auf eine vorbestimmte
Dicke gedünnt wird. Dies ist vorteilhaft, da die Epitaxie
schicht so auf eine Dicke reduziert werden kann, die kleiner
als die verwendete Junction-Tiefe des Source-Gebiets ist, so
daß das Source-Gebiet bis an die isolierende Deckschicht her
anreicht.
Bei der Bildung der Epitaxieschicht wird die Epitaxieschicht
seitlich ausgehend von dem Substrat über die in dem Graben
befindliche isolierende Deckschicht gewachsen. Zur vollstän
digen Überdeckung der isolierenden Deckschicht wird die se
lektive Epitaxieschicht mit einer Dicke gebildet, die größer
als der halbe Durchmesser des Grabens ist. Da diese Dicke
durchaus größer sein kann, als eine sinnvolle Junction-Tiefe
des Source-Gebiets des Auswahltransistors, wird die Epitaxie
schicht nachfolgend entsprechend gedünnt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens sieht vor, daß die Epitaxieschicht auf eine Dicke zwi
schen 25 nm und 100 nm, vorzugsweise auf eine Dicke zwischen
40 nm und 80 nm, gedünnt wird. Die angegebenen Dicken für die
Epitaxieschicht sind in vorteilhafter Weise dazu geeignet,
daß die Junction-Tiefe des Source-Gebiets durch die gesamte
Epitaxieschicht hindurch gebildet werden kann und bis an die
isolierende Deckschicht heranreicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sieht vor, daß die Epitaxieschicht zu ihrer Dün
nung teilweise zu einer Oxidschicht oxidiert wird und die
Oxidschicht selektiv zu dem Rest der Epitaxieschicht entfernt
wird.
Eine weitere vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Ver
fahrens sieht vor, daß die Epitaxieschicht mittels chemisch-
mechanischem Polieren gedünnt wird. Chemisch-mechanisches Po
lieren (CMP) ist ebenfalls zur Dünnung der Epitaxieschicht
geeignet. Hierbei ist allerdings zu berücksichtigen, daß zu
mindest eine weitere Dünnung mittels einer Oxidation durchge
führt werden sollte, da eine mittels CMP polierte Oberfläche
stark aufgerauht ist und verbessert werden sollte, wenn ein
Kanal eines Transistors in dieser Oberfläche angeordnet wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sieht vor, daß die Oxidation der Epitaxieschicht
als Feuchtoxidation bei einer Temperatur zwischen 900°C und
1100°C durchgeführt wird. Eine Feuchtoxidation ist bei
spielsweise aufgrund der ausreichenden Geschwindigkeit zur
Bildung der Oxidschicht geeignet, die Epitaxieschicht zu oxi
dieren.
Eine weitere Verfahrensvariante sieht vor, daß die Oxidation
in wasserstoffperoxid- und wasserstoffhaltiger Atmosphäre
durchgeführt wird. Die genannte Atmosphäre ist beispielsweise
für eine Feuchtoxidation geeignet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sieht vor, daß die Oxidschicht naßchemisch ent
fernt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird dahingehend weitergebil
det, daß die nach dem Ätzen des Kontaktgrabens freigelegte
Oberfläche der leitfähigen Grabenfüllung gereinigt wird, wo
bei die Oberfläche oxidiert wird und die dabei gebildete
Oxidschicht entfernt wird. Die Reinigung der leitfähigen Gra
benfüllung weist den Vorteil auf, daß ein elektrischer Kon
takt mit einem verringerten Kontaktwiderstand zwischen der
leitfähigen Grabenfüllung und dem nachfolgend gebildeten
leitfähigen Kontakt gebildet werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht vor, daß der leitfähige Kontakt mittels einer selekti
ven Abscheidung gebildet wird. Eine selektive Abscheidung
kann beispielsweise als selektive Siliziumabscheidung durch
geführt werden, wobei das aufgewachsene Silizium lediglich
auf Silizium, wie beispielsweise einkristallinem Silizium
oder polykristallinem Silizium aufwächst. Die Selektivität
begründet sich nun darin, daß das aufgewachsene Silizium bei
spielsweise nicht auf einer Siliziumoxidschicht, einer Sili
ziumnitridschicht oder anderen Materialien aufwächst. Die Se
lektivität der Abscheidung kann beispielsweise durch geeigne
te Prozeßparameter eingestellt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge
genstand der jeweiligen Unteransprüche.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie
len und Figuren näher erläutert.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Schnittbild einer erfindungsgemäßen Speicher
zelle;
Fig. 2 die Draufsicht auf ein Speicherzellenfeld des er
findungsgemäßen Speichers;
Fig. 3 ein Substrat mit einer selektiv aufgewachsenen Epi
taxieschicht;
Fig. 4 das Substrat aus Fig. 3, wobei die selektive Epi
taxieschicht zumindest teilweise in eine Oxid
schicht umgewandelt wurde;
Fig. 5 das Substrat aus Fig. 4, wobei die Oxidschicht
entfernt wurde;
Fig. 6 das Substrat aus Fig. 5, wobei zwei Auswahltransi
storen in - beziehungsweise auf - der Epitaxie
schicht gebildet wurden;
Fig. 7 das Substrat aus Fig. 6, wobei ein Kontaktgraben
gebildet wurde;
Fig. 8 das Substrat aus Fig. 7, wobei in dem Kontaktgra
ben ein leitfähiger Kontakt gebildet wurde.
In Fig. 1 ist eine Speicherzelle 10 eines Speichers 5 in ei
nem Substrat 15 im Schnittbild dargestellt. In dem Substrat
15, das eine Substratoberfläche 20 aufweist, ist ein Graben
25 angeordnet. In dem Graben 25 ist ein Grabenkondensator 30
als Speicherkondensator gebildet. Der Speicherkondensator um
faßt eine innere Elektrode 130, eine äußere Elektrode 135 und
eine isolierende Schicht 140, die zwischen der inneren Elek
trode 130 und der äußeren Elektrode 135 angeordnet ist. Die
innere Kondensatorelektrode 130 wird beispielsweise von der
leitfähigen Grabenfüllung 35 gebildet, die in dem Graben 25
angeordnet ist.
Auf der leitfähigen Grabenfüllung 35 ist in dem Graben 25 ei
ne isolierende Deckschicht 40 angeordnet. Auf dem Substrat 15
und der isolierenden Deckschicht 40 ist eine selektiv aufge
wachsene Epitaxieschicht 45 angeordnet. Die selektiv aufge
wachsene Epitaxieschicht 45 weist eine Dicke 50 auf. Die Dic
ke 50 entspricht beispielsweise einer vorbestimmten Dicke 55.
In der selektiv aufgewachsenen Epitaxieschicht 45 ist ein
Auswahltransistor 60 angeordnet, der ein Source-Gebiet 65,
ein Drain-Gebiet 70, ein Gate-Oxid 75 und eine erste Gate-
Elektrode 80 umfaßt. Auf der ersten Gate-Elektrode 80 ist ei
ne leitfähige Schicht 81 angeordnet, welche dazu geeignet
ist, die Anordnung aus Gate-Elektrode 80 und leitfähiger
Schicht 81 als niederohmige Wortleitung auszugestalten. Das
Gate-Oxid 75 und die erste Gate-Elektrode 80 sind auf der dem
Substrat abgewandten Oberfläche 85 der Epitaxieschicht 45 an
geordnet.
Neben der Epitaxieschicht 45, in dem Substrat 15, ist eine
Grabenisolation 100 angeordnet. Die Grabenisolation 100 er
streckt sich von der dem Substrat abgewandten Oberfläche 85
in das Substrat 15 hinein, wobei die Grabenisolation 100 zu
mindest einen Teil des ursprünglich vom Graben 25 beanspruch
ten Volumens einnimmt. Auf der Grabenisolation 100 ist eine
zweite Gate-Elektrode 105 angeordnet. Die zweite Gate-
Elektrode 105 ist Bestandteil einer passierenden Wortleitung,
die zur Ansteuerung benachbarter Speicherzellen vorgesehen
ist.
Auf der dem Substrat abgewandten Oberfläche der ersten Gate-
Elektrode 115 und den angrenzenden Seitenflächen 120 ist eine
isolierende Hülle 125 angeordnet. Die isolierende Hülle 125
ist beispielsweise für die Bildung eines Kontaktgrabens 95
geeignet, in dem der leitfähige Kontakt 90 angeordnet ist.
Zwischen dem leitfähigen Kontakt 90 und der leitfähigen Gra
benfüllung 35 ist optional eine Zwischenschicht 145 angeord
net. Die Zwischenschicht 145 kann ebenfalls optional zwischen
dem leitfähigen Kontakt 90 und dem Source-Gebiet 65 angeord
net werden. Der leitfähige Kontakt 90 dient dabei zur elek
trischen Verbindung des Source-Gebiets 65 mit der leitfähigen
Grabenfüllung 35. In dem oberen Bereich des Grabens 25 ist
ein Isolationskragen 155 angeordnet.
Zur Kontaktierung der äußeren Elektrode 135 des Grabenkonden
sators 30 ist eine vergrabene Wanne 160 in das Substrat 15
eingebracht. Der Isolationskragen 155 dient zur Vermeidung
von Leckströmen zwischen der äußeren Elektrode 135 durch das
Substrat 15 zu dem Source-Gebiet 65 beziehungsweise dem
Drain-Gebiet 70. Auf dem Drain-Gebiet 70 ist ein Bitleitungs
kontakt 165 auf der dem Substrat abgewandten Oberfläche 85
der Epitaxieschicht 45, neben der ersten Gate-Elektrode 80
angeordnet.
Das Substrat ist beispielsweise aus leicht p-dotiertem Sili
zium gebildet und einkristallin ausgestaltet. Die leitfähige
Grabenfüllung umfaßt beispielsweise dotiertes, polykristalli
nes Silizium. Die isolierende Deckschicht 40 ist beispiels
weise aus Siliziumoxid gebildet und könnte ebenfalls Silizi
umnitrid umfassen. Die selektiv aufgewachsene Epitaxieschicht
wird entsprechend dem Substrat ebenfalls aus Silizium bezie
hungsweise leicht p-dotiertem Silizium gebildet. Das Source-
Gebiet 65 und das Drain-Gebiet 70 werden mit einer hohen Do
tierstoffkonzentration gebildet, wobei die Dotierung des
Source-Gebiets 65 und des Drain-Gebiets 70 die entgegenge
setzte Polarität zu der Dotierung des Substrats aufweist. Das
Gate-Oxid ist beispielsweise aus Siliziumoxid beziehungsweise
nitridiertem Siliziumoxid gebildet. Die erste Gate-Elektrode
80 umfaßt beispielsweise dotiertes, polykristallines Silizium,
und die leitfähige Schicht 81 enthält beispielsweise ein
Metall oder ein Metallsilizid oder ein Metallnitrid wie Wolf
ram oder Titansilizid oder Molybdänsilizid oder Wolframsili
zid oder Wolframnitrid oder Titannitrid oder Tantalsilizid
oder Tantalnitrid.
Der leitfähige Kontakt 90 ist beispielsweise aus hochdotier
tem polykristallinen Silizium gebildet. Die Grabenisolation
100 umfaßt beispielsweise dotiertes oder undotiertes Siliziu
moxid. Die passierende Wortleitung 110 mit der zweiten Gate-
Elektrode 105 ist entsprechend der ersten Gate-Elektrode 80
mit der leitfähigen Schicht 81 gebildet. Die isolierende Hül
le 125 umfaßt beispielsweise Siliziumnitrid. Die innere Elek
trode 130 des Kondensators 30 entspricht der leitfähigen Gra
benfüllung 35, und die äußere Elektrode 135 des Grabenkonden
sators 30 ist beispielsweise mittels einer Dotierung in das
Substrat 115 um den unteren Bereich des Grabenkondensators 30
gebildet. Die isolierende Schicht 140 des Grabenkondensators
30 umfaßt beispielsweise Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder
Siliziumoxinitrid.
Die Zwischenschicht 145 ist beispielsweise aus einem Metall
silizid oder einem Metallnitrid oder Siliziumnitrid gebildet.
Als Metallsilizid sind beispielsweise Titansilizid oder Mo
lybdänsilizid oder Wolframsilizid oder Tantalsilizid geeig
net. Als Metallnitrid ist beispielsweise Titannitrid oder
Wolframnitrid oder Tantalnitrid geeignet. Der Isolationskra
gen 155 umfaßt beispielsweise Siliziumoxid oder Siliziumni
trid. Der Bitleitungskontakt 165 umfaßt beispielsweise ein
Metall.
Mit Bezug auf Fig. 2 ist eine Draufsicht auf ein Speicher
zellenfeld eines Speichers 5 dargestellt. Die in Fig. 1 dar
gestellte Anordnung ist beispielsweise ein Schnittbild ent
lang der Schnittlinie A aus Fig. 2. Die Speicherzelle 10 um
faßt den Graben 25, den leitfähigen Kontakt 90, den Bitlei
tungskontakt 165 sowie die selektiv aufgewachsene Epitaxieschicht
45. Gegen benachbarte Speicherzellen ist die Spei
cherzelle 10 mittels der Grabenisolation 100 isoliert. Die
erste Gate-Elektrode 80 verläuft dabei über die Epitaxie
schicht 45. Die erste Gate-Elektrode 80 ist mit der isolie
renden Hülle 125 verkleidet. Benachbart zu der ersten Gate-
Elektrode 80 verläuft die passierende Wortleitung 110.
Mit Bezug auf die Fig. 3 bis 8 wird ein Verfahren zur Her
stellung der in Fig. 1 dargestellten Speicherzelle 10 be
schrieben.
In Fig. 3 ist das Substrat 15 dargestellt, in dem der Graben
25 angeordnet ist. In dem dargestellten oberen Bereich des
Grabens 25 ist der Isolationskragen 155 an der Seitenwand des
Grabens 25 angeordnet und der Graben 25 ist mit der leitfähi
gen Grabenfüllung 35 gefüllt. In dem Graben 25, auf der leit
fähigen Grabenfüllung 35, ist die isolierende Deckschicht 40
angeordnet. Nachfolgend wird ausgehend von der Substratober
fläche 20 die Epitaxieschicht 45 selektiv aufgewachsen, wobei
der Graben 25 und die den Graben abdeckende isolierende
Schicht 40 seitlich überwachsen werden. Das seitlich Über
wachsen findet beispielsweise von allen Seiten gleichzeitig
statt. Die selektive Epitaxieschicht 45 wird dabei beispiels
weise mit einer Dicke von ca. 300 nm gebildet.
Nachfolgend wird die gebildete Epitaxieschicht 45 thermisch
oxidiert, wobei die Epitaxieschicht 45 zumindest teilweise in
eine Oxidschicht 150 umgewandelt wird. Die Oxidation kann
beispielsweise als sogenannte Feuchtoxidation durchgeführt
werden, wobei eine Feuchtoxidation üblicherweise dadurch cha
rakterisiert ist, daß in der das Substrat umgebenden Atmo
sphäre während der Oxidation Wasserstoffperoxid und Wasser
stoff vorhanden sind. Die Feuchtoxidation kann beispielsweise
bei einer Temperatur zwischen 900°C und 1100°C, wie bei
spielsweise 1000°C, für eine Zeitdauer von beispielsweise
110 Minuten durchgeführt werden. Hierbei bildet sich typi
scherweise eine Oxidschicht von ca. 570 nm Dicke, und die
Resthöhe der Epitaxieschicht 45 beträgt bei einer ausgangs
300 nm dicken Epitaxieschicht nun noch etwa 50 nm. Während
dieses Prozesses kann das Mischungsverhältnis zwischen Was
serstoffperoxid zu Wasserstoff beispielsweise auf 1,67 einge
stellt sein.
Mit Bezug auf Fig. 5 wird die Oxidschicht 150 nachfolgend
naßchemisch entfernt und optional ein Reinigungsschritt der
freigelegten Oberfläche 85 der Epitaxieschicht 45 durchge
führt.
Mit Bezug auf Fig. 6 wird nachfolgend die Grabenisolation
100 in die Epitaxieschicht 45, das Substrat 15 und den Gra
benkondensator 30 geätzt und mit einem isolierenden Material
wie beispielsweise Siliziumoxid gefüllt. Nachfolgend wird die
erste Gate-Elektrode 80 und die zweite Gate-Elektrode 105 ge
bildet, wobei in diesem Ausführungsbeispiel eine polykristal
line Schicht und eine darauf angeordnete leitfähige Schicht
abgeschieden und zusammen strukturiert werden, wobei die er
ste Gate-Elektrode 80 zusammen mit der leitfähigen Schicht 81
gebildet werden und benachbart dazu die passierende Wortlei
tung 110 gebildet wird.
Nachfolgend wird Dotierstoff in die Epitaxieschicht 45 einge
bracht, wobei das Source-Gebiet 65 und das Drain-Gebiet 70
gebildet werden. Optional ist die Bildung der isolierenden
Hülle 125 vorgesehen, die beispielsweise auch zwischen zwei
Dotierschritten zur Bildung des Source-Gebiets 65 und des
Drain-Gebiets 70 gebildet werden kann. Das Source-Gebiet 65
wird dabei so tief in die Epitaxieschicht 45 hinein gebildet,
daß es bis zu der isolierenden Deckschicht 40 heranreicht.
Nachfolgend wird beispielsweise eine BPSG (Bor-Phosphor-
Silikatglas)-Schicht zur Planarisierung und darauf eine pho
tosensitive Maske 170 abgeschieden. Die photosensitive Maske
wird belichtet und strukturiert, so daß zwischen der ersten
Gate-Elektrode 80 und der zweiten Gate-Elektrode 105 der Kontaktgraben
95 gebildet werden kann. Vorteilhaft ist hierbei,
daß der Kontaktgraben 95 selektiv zu der isolierenden Hülle
125 gebildet werden kann. Dies hat in vorteilhafter Weise zur
Folge, daß die Bildung des Kontaktgrabens 95 selbstjustiert
durchgeführt werden kann.
Mit Bezug auf Fig. 7 wird die Epitaxieschicht 45 und die
isolierende Deckschicht 40 im Bereich des Kontaktgrabens ent
fernt, so daß die leitende Grabenfüllung 35 freigelegt wird.
Mit Bezug auf Fig. 8 wird nachfolgend der leitfähige Kontakt
90 in dem Kontaktgraben 95 gebildet, so daß die leitfähige
Grabenfüllung 35 elektrisch mit dem Source-Gebiet 65 verbun
den ist.
Die weiteren Verfahrensschritte, die zur Bildung des Bitlei
tungskontakts geeignet sind, werden entsprechend der aus dem
Stand der Technik bekannten Verfahren durchgeführt.
Nach Aufbringen einer ca. 300 nm dicken selektiven Epitaxie
schicht zum Zwecke des Überwachsens des Grabenkondensators
wird die Epitaxieschicht im Gegensatz zu aus dem Stand der
Technik bekannten Verfahren wieder zu einem Teil mittels Oxi
dation und anschließender Ätzung der gebildeten Oxidschicht
entfernt. Damit reduziert sich die vertikale Ausdehnung des
leitfähigen Kontakts 90 von vormals ca. 300 nm auf nun ca. 50 nm.
Nach erfolgter Entfernung der isolierenden Deckschicht 40
und Freilegung der leitfähigen Grabenfüllung 35 und einer op
tionalen Reinigung kann nachfolgend der leitfähige Kontakt 90
mittels Abscheidung gebildet werden. Hierdurch ist eine enor
me Vereinfachung des Anschlusses des Source-Gebiets 65 an die
leitfähige Grabenfüllung 35 ermöglicht.
5
Speicher
10
Speicherzelle
15
Substrat
20
Substratoberfläche
25
Graben
30
Grabenkondensator, Speicherkondensator
35
leitfähige Grabenfüllung
40
isolierende Deckschicht
45
selektiv aufgewachsene Epitaxieschicht
50
Dicke der Epitaxieschicht
55
vorbestimmte Dicke
60
Auswahltransistor
65
Source-Gebiet
70
Drain-Gebiet
75
Gate-Oxid
80
erste Gate-Elektrode
81
leitfähige Schicht
85
dem Substrat abgewandte Oberfläche der Epitaxieschicht
90
leitfähiger Kontakt
95
Kontaktgraben
100
Grabenisolation
105
zweite Gate-Elektrode
110
passierende Wortleitung
115
dem Substrat abgewandte Oberfläche der ersten Gate-
Elektrode
120
angrenzende Seitenfläche
125
isolierende Hülle
130
innere Elektrode des Grabenkondensators
135
äußere Elektrode des Grabenkondensators
140
isolierende Schicht
145
Zwischenschicht
150
Oxidschicht
155
Isolationskragen
160
vergrabene Wanne
165
Bitleitungskontakt
170
Maske
A Schnittlinie zu
A Schnittlinie zu
Fig.
1
Claims (17)
1. Speicher (5) mit einer Speicherzelle (10), umfassend:
ein Substrat (15) mit einer Substratoberfläche (20) und ei nem Graben (25), in dem ein Grabenkondensator (30) angeord net ist, der mit einer leitfähigen Grabenfüllung (35) ge füllt ist, auf der in dem Graben (25) eine isolierende Deckschicht (40) angeordnet ist;
eine selektiv aufgewachsene Epitaxieschicht (45), die sich ausgehend von der Substratoberfläche (20) seitlich über die isolierende Deckschicht (40) erstreckt und auf der Substra toberfläche (20) und der isolierenden Deckschicht (40) an geordnet ist;
einen Auswahltransistor (60), der ein Source-Gebiet (65), ein Drain-Gebiet (70), ein Gate-Oxid (75) und eine Gate- Elektrode (80) umfaßt, wobei das Source-Gebiet (65) und das Drain-Gebiet (70) in der Epitaxieschicht (45) und das Gate- Oxid (75) auf der Epitaxieschicht (45) angeordnet ist und sich das Source-Gebiet (65) von einer dem Substrat (15) ab gewandten Oberfläche (85) der Epitaxieschicht (45) bis an die isolierende Deckschicht (40) heran erstreckt;
einen leitfähigen Kontakt (90), der in einem in der Epita xieschicht (45) und der isolierenden Deckschicht (40) ange ordneten Kontaktgraben (95) auf der leitfähigen Grabenfül lung (35) angeordnet ist und das Source-Gebiet (65) mit der leitfähigen Grabenfüllung (35) verbindet.
ein Substrat (15) mit einer Substratoberfläche (20) und ei nem Graben (25), in dem ein Grabenkondensator (30) angeord net ist, der mit einer leitfähigen Grabenfüllung (35) ge füllt ist, auf der in dem Graben (25) eine isolierende Deckschicht (40) angeordnet ist;
eine selektiv aufgewachsene Epitaxieschicht (45), die sich ausgehend von der Substratoberfläche (20) seitlich über die isolierende Deckschicht (40) erstreckt und auf der Substra toberfläche (20) und der isolierenden Deckschicht (40) an geordnet ist;
einen Auswahltransistor (60), der ein Source-Gebiet (65), ein Drain-Gebiet (70), ein Gate-Oxid (75) und eine Gate- Elektrode (80) umfaßt, wobei das Source-Gebiet (65) und das Drain-Gebiet (70) in der Epitaxieschicht (45) und das Gate- Oxid (75) auf der Epitaxieschicht (45) angeordnet ist und sich das Source-Gebiet (65) von einer dem Substrat (15) ab gewandten Oberfläche (85) der Epitaxieschicht (45) bis an die isolierende Deckschicht (40) heran erstreckt;
einen leitfähigen Kontakt (90), der in einem in der Epita xieschicht (45) und der isolierenden Deckschicht (40) ange ordneten Kontaktgraben (95) auf der leitfähigen Grabenfül lung (35) angeordnet ist und das Source-Gebiet (65) mit der leitfähigen Grabenfüllung (35) verbindet.
2. Speicherzelle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Gate-Elektrode (80) auf der Epitaxieschicht (45) angeord
net ist und den Graben (25) zumindest teilweise überdeckt.
3. Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Grabenisolation (100) ausgehend von der dem Substrat ab
gewandten Oberfläche (85) der Epitaxieschicht (45) - über die
isolierende Deckschicht (40) hinaus - in das Substrat (15)
hineinreicht, um benachbarte Speicherzellen voneinander zu
isolieren.
4. Speicher nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine zweite Gate-Elektrode (105) als passierende Wortleitung
(110) auf der Grabenisolation (100) angeordnet ist und der
Kontaktgraben (95) zwischen der ersten Gate-Elektrode (80)
und der zweiten Gate-Elektrode (105) mit dem darin befindli
chen leitfähigen Kontakt (90) angeordnet ist.
5. Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Epitaxieschicht (45) eine Dicke zwischen 25 nm und 100 nm,
vorzugsweise zwischen 40 nm und 80 nm, aufweist.
6. Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf einer dem Substrat abgewandten Oberfläche (115) der er
sten Gate-Elektrode (80) und auf daran angrenzenden Seiten
flächen (120) eine isolierende Hülle (125) angeordnet ist.
7. Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Zwischenschicht (145) in dem Kontaktgraben (95) zwischen
der leitfähigen Grabenfüllung (35) und dem leitfähigen Kon
takt (90) oder zwischen der leitfähigen Grabenfüllung (35)
und dem Source-Gebiet (65) zur Vermeidung von Kristallverset
zungen oder zur Kontrolle einer Diffusion angeordnet ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Speicher (5) mit einer
Speicherzelle (10), die einen Auswahltransistor (60) mit ei
nem Source-Gebiet (65), einem Drain-Gebiet (70), einem Gate-
Oxid (75) und einer Gate-Elektrode (80) aufweist, sowie einen
Grabenkondensator (30) mit einer inneren Elektrode (130), ei
ner äußeren Elektrode (135) und einer dazwischen angeordneten
isolierenden Schicht (140) aufweist, mit den Schritten:
- - Bereitstellen eines Substrats (15) mit einem Graben (25);
- - Füllen des Grabens (25) mit einer leitfähigen Grabenfüllung (35) zur Bildung der inneren Elektrode (130) des Grabenkon densators (30);
- - Bilden einer isolierenden Deckschicht (40) auf der leitfä higen Grabenfüllung (35);
- - Aufwachsen einer Epitaxieschicht (45) auf das Substrat (15), wobei die Epitaxieschicht (45) seitlich, ausgehend von dem Substrat (15) über die isolierende Deckschicht (40) wächst, so daß die Epitaxieschicht (45) die isolierende Deckschicht (40) zumindest teilweise überdeckt;
- - Bilden einer Grabenisolation (100) in der Epitaxieschicht (45) zur Isolation benachbarter Speicherzellen;
- - Bilden der ersten Gate-Elektrode (80) auf der Epitaxie schicht (45) und einer zweiten Gate-Elektrode (105) für ei ne passierende Wortleitung (110) auf der Grabenisolation (100);
- - Einbringen von Dotierstoff zur Bildung des Source-Gebiets (65) und des Drain-Gebiets (70), wobei eine vorbestimmte Dicke (55) der Epitaxieschicht (45) und die Dotierung so gewählt werden, daß das Source-Gebiet (65) von der dem Sub strat (15) abgewandten Oberfläche (85) der Epitaxieschicht (45) bis an die Isolationsschicht (40) heranreicht;
- - Ätzen eines Kontaktgrabens (95) zwischen der ersten Gate- Elektrode (80) und der zweiten Gate-Elektrode (105), wobei die Epitaxieschicht (45) und die isolierende Deckschicht (40) aus dem Bereich zwischen der ersten Gate-Elektrode (80) und der zweiten Gate-Elektrode (105) entfernt werden und die leitfähige Grabenfüllung (35) freigelegt wird;
- - Einbringen eines leitfähigen Kontakts (90) in den Kontakt graben (95) zur elektrischen Verbindung des Source-Gebiets (65) mit der leitfähigen Grabenfüllung (35).
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Epitaxieschicht (45) auf eine vorbestimmte Dicke (55) ge
dünnt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Epitaxieschicht (45) auf eine Dicke zwischen 25 nm und
100 nm, vorzugsweise zwischen 40 nm und 80 nm, gedünnt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Epitaxieschicht (45) zu ihrer Dünnung teilweise zu einer
Oxidschicht (150) oxidiert wird und die Oxidschicht 150 se
lektiv zu dem Rest der Epitaxieschicht (45) entfernt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Epitaxieschicht (45) mittels chemisch-mechanischem Polie
ren gedünnt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oxidation der Epitaxieschicht (45) als Feuchtoxidation
bei einer Temperatur zwischen 900°C und 1100°C durchgeführt
wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oxidation in wasserstoffperoxid- und wasserstoffhaltiger
Atmosphäre durchgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oxidschicht (150) naßchemisch entfernt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die nach dem Ätzen des Kontaktgrabens (95) freigelegte Ober
fläche der leitfähigen Grabenfüllung (35) gereinigt wird, wobei
die Oberfläche oxidiert wird und die dabei gebildete
Oxidschicht entfernt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
der leitfähige Kontakt (90) mittels einer selektiven Abschei
dung gebildet wird.
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