DE102005034387A1 - Trench DRAM semiconductor memory has additional p-type anti-punch zone in semiconductor under neighboring strips of shallow trench isolation - Google Patents

Trench DRAM semiconductor memory has additional p-type anti-punch zone in semiconductor under neighboring strips of shallow trench isolation Download PDF

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Abstract

A trench DRAM semiconductor memory comprises a cell field (1) with parallel strips (2) of memory cells mutually insulated by shallow trench isolation (19) with neighboring cells along a strip also mutually isolated. A p-trench zone (11) in a semiconductor body (10) has an n-channel transistor per cell with source/drain connections to a bitline and through a buried strip to an electrode of a trench memory capacitor. A p-type anti-punch zone (23') lies in the trench beneath the bitline. An independent claim is also included for the production of an anti-punch zone for the above.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trench-DRAM-Halbleiterspeicher mit reduziertem Leckstrom sowie ein Verfahren zum Herstellen von Antipunch-Zonen zur Leckstromerniedrigung in einem Trench-DRAM-Halbleiterspeicher.The The invention relates to a Trench DRAM semiconductor memory with reduced leakage current and a method of fabricating anti-punch zones for reducing leakage in a trench DRAM semiconductor memory.

DRAMs (Dynamic Random Access Memory, Speicher mit wahlfreiem Zugriff) weisen ein Zellenfeld auf, in dem DRAM-Speicherzellen zur Speicherung einer einen Dateninhalt der jeweiligen Speicherzelle bestimmenden elektrischen Ladung angeordnet sind. Daneben dient ein Support-Bereich oder Unterstützungsbereich, welcher insbesondere Bauelemente für elektronische Schaltungen enthält, zur Ansteuerung einzelner Speicherzellen. Der Support-Bereich weist insbesondere p-Kanal- sowie n-Kanal-MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) auf.DRAMs (Dynamic Random Access Memory, Random Access Memory) have a cell array in which DRAM memory cells for storage one determining a data content of the respective memory cell electric charge are arranged. There is also a support area or support area, which in particular components for electronic circuits contains for controlling individual memory cells. The support area points in particular p-channel and n-channel MOSFETs (Metal oxide semiconductor field effect transistors).

Die DRAM-Speicherzellen umfassen jeweils einen Speicherkondensator zur Speicherung der elektrischen Ladung sowie einen Auswahltransistor, mit dem eine Verbindung einer Speicherelektrode des Speicherkondensators mit einer Datenleitung zum Schreiben oder Lesen von Ladung auf dem Speicherkondensator hergestellt werden kann. Die Speicherkondensatoren sind entweder als Stapel- oder Trenchkondensatoren ausgebildet. Trenchkondensatoren werden von einer Substratoberfläche aus in ein Halbleitersubstrat eingebracht, während Stapel- bzw. Stack-Kondensatoren oberhalb der Substratoberfläche in einem Verdrahtungsbereich des DRAMs vorgesehen sind. Die Auswahltransistoren sind als Feldeffekttransistoren in einem aktiven Gebiet mit jeweils einem Source- und Drain-Bereich ausgebildet, welche durch einen Kanalbereich voneinander beabstandet sind. Aktive gebiete benachbarter Speicherzellen werden beispielsweise über eine Shallow-Trench-Isolationsstruktur e lektrisch voneinander isoliert. Oberhalb des Kanalbereichs ist eine durch ein Gatedielektrikum beabstandete Gateelektrode vorgesehen, über deren Potential eine Leitfähigkeit des Kanalbereichs per Feldeffekt eingestellt werden kann. Somit lässt sich eine leitfähige Verbindung zwischen Source und Drain zum Schreiben oder Lesen von Ladungen des Speicherkondensators herstellen. Wird die Gateelektrode auf einem Potential gehalten, so dass sich kein leitfähiger Kanalbereich ausbildet, so wird die Ladung auf dem Speicherkondensator gehalten und fließt lediglich durch Leckströme im Laufe der Zeit auf. Um den Ladungszustand auf den Speicherkondensatoren möglichst lange aufrecht zu halten und damit zum Erzielen einer möglichst großen Retention Time ist es notwendig, die Leckströme zu reduzieren.The DRAM memory cells each include a storage capacitor for Storage of the electrical charge and a selection transistor, with the one connection of a storage electrode of the storage capacitor with a data line for writing or reading charge on the storage capacitor can be produced. The storage capacitors are either designed as stack or trench capacitors. trench capacitors are from a substrate surface introduced into a semiconductor substrate while stack capacitors above the substrate surface are provided in a wiring area of the DRAM. The selection transistors are as field effect transistors in an active area with one each Source and drain region formed, which through a channel region spaced apart from each other. Active areas of adjacent storage cells for example, via a Shallow trench isolation structure electrically isolated from each other. Above the channel region is one spaced apart by a gate dielectric Gate electrode provided over their potential a conductivity of the channel area can be set by field effect. Consequently let yourself a conductive Connection between source and drain for writing or reading Make charges of the storage capacitor. Will the gate electrode held at a potential, so that no conductive channel area forms, the charge is held on the storage capacitor and flows only by leakage currents over time. To the state of charge on the storage capacitors as long as possible to keep up and thus to achieve a possible huge Retention Time it is necessary to reduce the leakage currents.

Es ist bekannt, eine Antipunch-Zone über ein Bitleitungs-Kontaktloch in das aktive Gebiet zu implantieren, wodurch insbesondere ein Unterschwellstrom, im Folgenden als Deep-Sub-Vt Leckstrom bezeichnet, zwischen Source und Drain reduziert werden soll. In einem Buried-Strap Trench-DRAM-Zellenfeld, in welchem Speicherzellen durch eine Shallow-Trench-Isolationsstruktur elektrisch voneinander isoliert sind, treten jedoch weitere Arten von Leckströmen auf. Einer dieser Leckstrombeiträge wird im Folgenden als Sub-STI Leckstrom bezeichnet und entspricht einem parasitären MOS-Strom, wobei Source und Drain dieses parasitären MOS-Transistors durch ein Buried-Strap-Gebiet vom n-Leitfähigkeitstyp einer ersten Speicherzelle sowie einer Halbleiterzone vom n-Leitfähigkeitstyp unterhalb eines Bitleitungskontakts einer durch die Shallow-Trench-Isolationsstruktur benachbarten Speicherzelle ausgebildet wird. Die Einsatzspannung dieses parasitären MOS-Transistors wird im Wesentlichen durch die Dicke der Shallow-Trench-Isolationsstruktur als auch durch ein Potential oberhalb der Shallow-Trench-Isolationsstruktur, welches beispielsweise über darüber liegende Metallleitungen definiert wird, bestimmt. Neben diesem Sub-STI Leckstrom tritt in dem Buried-Strap-Trench-DRAM-Halbleiterspeicher mit entlang Streifen angeordneten und durch eine Shallow-Trench-Isolationsstruktur voneinander isolierten Speicherzellen ein weiterer so genannter Self-Gating-Sub-Vt Leckstrom auf. Hierbei handelt es sich um einen Leckstrom, der zwischen entlang eines Streifens benachbarten Speicherzellen zwischen einem Bitleitungskontakt der einen Speicherzelle und dem Buried-Strap der anderen Speicherzelle auftritt, wobei die eine und die andere Speicherzelle durch einen Trench voneinander isoliert sind. In bekannter Weise werden diese beiden Leckströme durch Anlegen eines negativen Potenzials an die p-Wanne des n-Kanal Auswahltransistors reduziert, was jedoch den Nachteil eines erhöhten Junction-Leckstroms zwischen dem Buried-Strap und der p-Wanne aufgrund der über diesem Übergang sodann anliegenden höheren Sperrspannung mit sich bringt. Ebenso besteht bei der eingangs erwähnten Implantation der Antipunch-Zone über das Bitleitungs-Kontaktloch aufgrund von Dejustierungen die Gefahr, dass der implantierte Bereich im aktiven Silizium reduziert wird und/oder die Implantation teilweise auf dem Trench-Top-Oxid erfolgt, so dass die Implantation anstatt vollständig in das aktive Gebiet gerichtet zu sein, teilweise in das Oxid gerichtet ist. Als Folge hieraus kann eine Erhöhung des Self-Gating-Sub-Vt Leckstroms resultieren.It It is known to have an antipunch zone via a bit line contact hole in the implant active region, whereby in particular a sub-threshold current, hereinafter referred to as deep sub Vt Leakage current referred to be reduced between source and drain should. In a buried-strap trench DRAM cell array, in which memory cells through a shallow-trench isolation structure are electrically isolated from each other, however, other species occur of leakage currents on. One of these leakage current contributions is hereinafter referred to as sub-STI leakage current and corresponds a parasitic MOS current, wherein source and drain of this parasitic MOS transistor by a Buried strap region of n conductivity type a first memory cell and an n-type conductivity semiconductor region below a bit line contact one through the shallow trench isolation structure adjacent memory cell is formed. The threshold voltage this parasitic MOS transistor is essentially determined by the thickness of the shallow trench isolation structure as well as by a potential above the shallow-trench isolation structure, which, for example, over about that lying metal lines is defined determines. Beside this Sub-STI leakage occurs in the buried strap trench DRAM semiconductor memory arranged along strips and through a shallow-trench isolation structure one another so-called self-gated sub-Vt Leakage on. This is a leakage current between along a strip adjacent memory cells between a Bit line contact of one memory cell and the buried strap of the other Memory cell occurs, wherein the one and the other memory cell isolated from each other by a trench. In a known manner these two leakage currents by applying a negative potential to the p-well of the n-channel Selection transistor is reduced, but with the disadvantage of increased junction leakage between the buried strap and the p-tub due to the then overlying this transition higher Blocking voltage brings with it. Likewise, there is the implantation mentioned above the antipunch zone over the bit line contact hole due to misalignments the danger that the implanted region is reduced in the active silicon and / or the implantation takes place partially on the trench top oxide, so that the implantation rather than complete directed into the active area, partially directed into the oxide is. As a result, an increase in the self-gating sub-Vt Leakage result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trench-DRAM-Halbleiterspeicher mit reduziertem Leckstrom sowie ein Verfahren zum Herstellen von Antipunch-Zonen zur Leckstromerniedrigung in dem Trench-DRAM-Halbleiterspeicher anzugeben, so dass die oben beschriebenen Probleme umgangen werden.The invention is based on the object ei To provide a reduced leak current Trench DRAM semiconductor memory and a method for producing anti-punch zones for reducing the leakage current in the trench DRAM semiconductor memory, so that the above-described problems are avoided.

Die Aufgabe wird durch einen Trench-DRAM-Halbleiterspeicher mit reduziertem Leckstrom gemäß dem Patentanspruch 1 als auch durch ein Verfahren zum Herstellen von Antipunch-Zonen zur Leckstromerniedrigung in dem Trench-DRAM-Halbleiterspeicher gemäß Patentanspruch 4 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The The object is achieved by a trench DRAM semiconductor memory with reduced leakage current according to the claim 1 as well as by a method for making anti-punch zones for decreasing the leakage current in the trench DRAM semiconductor memory according to claim 4 solved. Preferred embodiments are the subject of the dependent Claims.

Erfindungsgemäß wird ein Trench-DRAM-Halbleiterspeicher mit reduziertem Leckstrom bereitgestellt mit in einem Zellenfeld im Wesentlichen entlang parallel verlaufender Streifen angeordneter Speicherzellen, die durch eine Shallow-Trench-Isolationsstruktur voneinander elektrisch isoliert sind, wobei die Shallow-Trench-Isolationsstruktur sowohl entlang eines Streifens benachbart Speicherzellen als auch Speicherzellen benachbarter Streifen elektrisch voneinander isoliert, einem in einer Wannenzone vom p-Leitfähigkeitstyp im Halbleiterkörper ausgebildeten n-Kanalauswahltransistor je Speicherzelle, der durch eine von zwei als Source und Drain in der Wannenzone ausgebildeten Halbleiterzonen vom n-Leitfähigkeitstyp über einen Bitleitungskontakt mit einer Bitleitung und durch die andere der zwei Halbleiterzonen über ein Buried-Strap-Gebiet mit einer Elektrode eines Trench-Speicherkondensators leitend verbunden ist, einer in der Wannenzone in einem Bereich unterhalb des Bitleitungskontakts eingebetteten Antipunch-Zone vom p-Leitfähigkeitstyp sowie einer im Halbleiterkörper unterhalb des zwischen benachbarten Streifen verlaufenden Teils der Shallow-Trench-Isolationsstruktur ausgebildeten weiteren Antipunch-Zone vom p-Leitfähigkeitstyp. Die weitere Antipunch-Zone führt insbesondere zur Erhöhung einer Einsatzspannung eines parasitären MOS-Transistors, dessen Source- und Draingebiet durch ein Buried-Strap-Gebiet eines Streifens sowie eine Halbleiterzone vom n-Leitfähigkeitstyp unterhalb des Bitleitungskontakts eines benachbarten Streifens ausgebildet sind. Als Gatedielektrikum dieses parasitären MOS-Transistors wirkt die Shallow-Trench-Isolationsstruktur zwischen den benachbarten Streifen. Somit dient die weitere Antipunch-Zone insbesondere zur Verkleinerung des Self-Gating-Sub-VT Leckstroms.According to the invention, a trench DRAM semiconductor memory with reduced leakage current provided with in a cell array arranged substantially along parallel strips Memory cells created by a shallow-trench isolation structure are electrically insulated from each other, wherein the shallow-trench isolation structure both adjacent to a strip adjacent memory cells as well Memory cells of adjacent strips electrically isolated from each other, one formed in a well zone of the p-type conductivity in the semiconductor body n-channel select transistor per memory cell, which is accessed by one of two as source and drain in the well zone formed semiconductor zones of the n-type conductivity over a Bit line contact with a bit line and through the other of the two semiconductor zones over a buried strap area with an electrode of a trench storage capacitor is conductively connected, one in the well zone in an area below the bit line contact embedded anti-punch zone from p-type conductivity and one in the semiconductor body below the part running between adjacent strips the shallow-trench isolation structure formed further anti-punch zone of the p-conductivity type. The further antipunch zone leads in particular to increase a threshold voltage of a parasitic MOS transistor whose Source and drain area through a buried strap area of a strip and an n-type conductivity semiconductor region below the bit line contact an adjacent strip are formed. As a gate dielectric this parasitic MOS transistor The shallow trench isolation structure acts between the adjacent ones Strips. Thus, the further anti-punch zone is used in particular for Reduction of self-gating sub-VT Leakage current.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform stimmt ein Dotierelement zur Einstellung des p-Leitfähigkeitstyps der Antipunch-Zone mit dem Dotierelement der weiteren Antipunch-Zone überein. Im Idealfall werden die beiden Antipunch-Zonen in einem gemeinsamen Implantationsschritt ausgebildet. Der p-Leitfähigkeitstyp wird beispielsweise durch Implantieren eines dreiwertigen Elements wie Bor oder Indium festgelegt.at an advantageous embodiment is correct a doping element for adjusting the p-type conductivity of the anti-punch zone with the doping element the other anti-punch zone match. Ideally, the two anti-pound zones are in one common Implantation step formed. For example, the p-conductivity type becomes by implanting a trivalent element such as boron or indium established.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Dotierstoffkonzentration in der weiteren Antipunch-Zone größer als in der Wannenzone. Hierdurch lässt sich eine Erhöhung der Einsatzspannung des parasitären MOS-Transistors zwischen durch die Shallow-Trench-Isolationsstruktur benachbarten Speicherzellen erzielen.at a further preferred embodiment is a dopant concentration in the further antipunch zone greater than in the tub zone. This leaves an increase the threshold voltage of the parasitic MOS transistor between through the shallow trench isolation structure achieve adjacent memory cells.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Antipunch-Zonen zur Leckstromerniedrigung in einem Trench-DRAM-Halbleiterspeicher wird ein Halbleitersubstrat bereitgestellt mit wenigstens in einem Halbleiterkörper im Wesentlichen entlang parallel verlaufender Streifen angeordneter Trenches für auszubildende Speicherzellen, einem geöffneten Bereich für eine Shallow-Trench-Isolationsstruktur zur elektrischen Isolation der Speicherzellen untereinander, wobei die Shallow-Trench-Isolationsstruktur entlang eines Streifens benachbarte Speicherzellen als auch Speicherzellen benachbarter Streifen elektrisch voneinander isoliert, einem innerhalb der Trenches freiliegenden Seitenwandbereich, der an eine Wannenzone vom p-Leitfähigkeitstyp eines aktiven Gebiets der Speicherzelle angrenzt, wobei oberhalb desjenigen Bereichs des aktiven Gebiets, das an den Seitenwandbereich angrenzt, in nachfolgenden Schritten ein Bitleitungskontakt eines auszubildenden n-Kanal Auswahltransistors vorgesehen ist sowie Implantieren von Dotierstoffen in den Halbleiterkörper entlang einer zur Oberflächennormalen des Halbleiterkörpers verkippten Richtung zur Ausbildung von Antipunch-Zonen vom p-Leitfähigkeitstyp im Halbleiterkörper derart, dass die Do tierstoffe durch den frei liegenden Seitenwandbereich in das aktive Gebiet im Halbleiterkörper und ebenso in den Halbleiterkörperbereich unterhalb desjenigen Bereichs der Shallow-Trench-Isolationsstruktur eingebracht werden, der Speicherzellen benachbarter Streifen elektrisch voneinander isoliert. Der Halbleiterkörper ist vorzugsweise aus Silizium gebildet und liegt als Halbleiterscheibe (Wafer) vor. Darüber hinaus kann dieser jedoch auch aus weiteren Halbleitermaterialien wie beispielsweise Germanium oder Silizium-Germanium ausgebildet sein. Die durch den freiliegenden Seitenwandbereich implantierten Dotierstoffe dienen insbesondere zur Reduzierung des Deep-Sub-Vt Leckstroms und definieren somit eine Antipunch-Zone unterhalb des in nachfolgenden Schritten auszubildenden Bitleitungskontakts. Zur Erniedrigung der weiteren Leckströme, d.h. dem Sub-STI-Leckstrom sowie dem Self-Gating-Sub-Vt Leckstrom, dienen die unterhalb der Shallow-Trench-Isolationsstruktur zwischen benachbarten Speicherzellen eingebrachten Dotierstoffe. Diese führen zu einer Erhöhung der Einsatzspannung des jeweiligen parasitären MOS-Transistors. Eine Dejustage der somit implantierten Antipunch-Zonen hinsichtlich eines aktiven Gebiets der Speicherzellen ist ausgeschlossen, da die Implantation nicht über von Dejustage betroffene Kontaktlöcher erfolgt.In a method according to the invention for producing anti-punch zones for reducing the leakage current in a trench DRAM semiconductor memory, a semiconductor substrate is provided with trenches for arrays of memory cells to be formed, at least in a semiconductor body substantially along parallel strips, an open area for a shallow trench isolation structure electrically insulating the memory cells with each other, wherein the shallow trench isolation structure electrically isolates adjacent memory cells as well as memory cells of adjacent strips from one another, a sidewall region exposed within the trenches adjacent to a p-type well region of an active region of the memory cell, wherein above the region of the active region which adjoins the side wall region, in subsequent steps, a bit line contact of an n-channel selection transistor to be formed is provided is seen and implant dopants in the semiconductor body along a tilted surface normal to the semiconductor body direction to form p-type anti-punch zones in the semiconductor body such that the Do animal substances through the exposed sidewall region in the active region in the semiconductor body and also in the Semiconductor body region are introduced below that portion of the shallow trench isolation structure, the memory cells of adjacent strips electrically isolated from each other. The semiconductor body is preferably formed of silicon and is present as a semiconductor wafer. In addition, however, this may also be formed of other semiconductor materials such as germanium or silicon germanium. The dopants implanted through the exposed sidewall region serve, in particular, to reduce the deep-sub-Vt leakage current and thus define an antipunch zone below the bit line contact to be formed in subsequent steps. In order to reduce the further leakage currents, ie the sub-STI leakage current and the self-gating sub-Vt leakage current, the dopants introduced below the shallow-trench isolation structure between adjacent memory cells serve. These lead to an increase in the threshold voltage of the respective parasitic MOS transistor. A misalignment of the thus implanted anti-punch zones with respect to an active area of the memory cells is excluded, since the implantation does not take place affected by misalignment contact holes.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Implantation unter einem Implantationswinkel von wenigstens 5° relativ zur Oberflächennormalen. Hierdurch wird sichergestellt, dass Dotierstoffe durch den freiliegenden Seitenwandbereich in das aktive Gebiet zur Ausbildung einer insbesondere den Deep-Sub-VT-Leckstrom reduzierenden Antipunch-Zone implantiert werden. Der Implantationswinkel ist hierbei durch mehrere Parameter wie beispielsweise den minimalen Strukturabmessungen als auch der Implantationsenergie bestimmt. Somit kann die Effizienz zur Reduzierung von Deep-Sub-VT-Leckströmen einerseits und Sub-STI sowie Self-Gating-Sub-VT- Leckströmen andererseits durch Ändern des Implantationswinkels getrennt eingestellt werden.at an advantageous embodiment the implantation takes place at an implantation angle of at least 5 ° relative to the surface normal. This ensures that dopants through the exposed Sidewall area in the active area to form a particular implanted the deep-sub-VT leakage current reducing antipunch zone become. The implantation angle is in this case by several parameters such as the minimum structural dimensions as well as the Implantation energy determined. Thus, the efficiency can be reduced of deep-sub-VT leakage currents on the one hand and sub-STI and self-gating sub-VT leakage currents, on the other hand, by changing the Implantation angle can be set separately.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Dotierstoffe über mehrere Implantationsschritte eingebracht, wobei die Implantationsschritte sich wenigstens bezüglich einem der Parameter Implantationsenergie, Implantationswinkel, Implantationsdosis und implantierter Dotierstoff voneinander unterscheiden. Mehrere Implantationsschritte ermöglichen eine Optimierung der Antipunch-Zonen unterhalb der Bitleitungskontakte einerseits als auch unterhalb der Shallow-Trench-Isolationsstruktur zwischen benachbarten Streifen andererseits. Somit können die Antipunch-Zonen gezielt hinsichtlich einer optimalen Reduzierung des jeweils beeinflussbaren Leckstroms optimiert werden.at In a further advantageous embodiment, the dopants are over several Implantation steps introduced, wherein the implantation steps at least regarding one of the parameters implantation energy, implantation angle, implantation dose and implanted dopant differ from each other. Several Enable implantation steps an optimization of the anti-punch zones below the bit line contacts on the one hand and below the shallow trench isolation structure between adjacent ones Stripes on the other hand. Thus, you can the anti-punch zones targeted for optimal reduction be optimized of each influenceable leakage.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das aktive Gebiet der Speicherzellen mit einer Implantationsschutzmaske bedeckt. Somit werden die Dotierstoffe entlang eines Streifens mit Speicherzellen lediglich über den frei liegenden Seitenwandbereich in das aktive Gebiet eingebracht.at In a further advantageous embodiment, the active Area of the memory cells covered with an implantation protection mask. Thus, the dopants become along a stripe with memory cells only about introduced the exposed sidewall area in the active area.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform folgt die Implantation nach einer Oxidation des aktiven Gebiets. Folglich kann das thermische Budget während der Oxidation des aktiven Gebiets nicht zur Aktivierung der implantierten Dotierstoffe genutzt werden.at In another advantageous embodiment, the implantation follows after oxidation of the active area. Consequently, the thermal budget can while the oxidation of the active area not to activate the implanted Dopants are used.

Bei einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Implantation vor einer Oxidation des aktiven Gebiets. In diesem Falle kann das thermische Budget während der Oxidation zur Aktivierung der Dotierstoffe verwendet werden.at an alternative embodiment the implantation takes place before an oxidation of the active area. In this case, the thermal budget during the oxidation for activation the dopants are used.

Die Erfindung und insbesondere bestimmte Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden de taillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht. Es zeigen:The Invention and in particular certain features, aspects and advantages The invention will be described with reference to the following de detailed description in Connection with the attached Drawings clarified. Show it:

1 in Teilfigur A eine schematische Querschnittsansicht auf ein Buried-Strap Trench-DRAM-Zellenfeld in vereinfachter Darstellung und in Teilfigur B eine Zuordnung von Leckstrompfaden zum Zellenfeld; 1 in Part A, a schematic cross-sectional view of a buried-strap trench DRAM cell array in a simplified representation and in Part B an assignment of leakage current paths to the cell array;

2 eine schematische Querschnittsansicht eines Trench-DRAM-Halbleiterspeichers bei der Implantation einer Antipunch-Zone nach einem bekannten Verfahren; 2 a schematic cross-sectional view of a trench DRAM semiconductor memory in the implantation of an anti-punch zone according to a known method;

3 in Teilfigur A eine Aufsicht auf ein Zellenfeld des Trench-DRRM-Halbleiterspeichers und in Teilfigur B eine Querschnittsansicht des Halbleiterspeichers unmittelbar vor Implantation von Antipunch-Zonen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 3 in Part A is a plan view of a cell array of the trench DRRM semiconductor memory and in Part B is a cross-sectional view of the semiconductor memory immediately prior to implantation of anti-punch zones according to an embodiment of the invention;

4 in Teilfigur A eine schematische Querschnittsansicht auf einen Zellenfeldstreifen und in Teilfigur B eine Aufsicht auf das Zellenfeld bei schräger Implantation der Dotierstoffe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und 4 in Part A, a schematic cross-sectional view of a cell field strip and in Part B a plan view of the cell array with oblique implantation of the dopants according to an embodiment of the invention; and

5 eine schematische dreidimensionale Ansicht auf ein Zellenfeld mit eingebrachten Antipunch-Zonen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 5 a schematic three-dimensional view of a cell array with introduced anti-punch zones according to an embodiment of the invention.

1A ist eine schematische Ansicht auf ein Zellenfeld 1 eines Buried-Strap Trench-DRAM-Halbleiterspeichers gezeigt. Entlang von Streifen 2 des Zellenfeldes 1 sind Speicherzellen angeordnet, wobei ein Oberflächenbereich 3 einer Speicherzelle schematisch gekennzeichnet ist. Die Streifen 2 des Zellen felds 1 werden über Isolationsgebiete 4 elektrisch voneinander isoliert. Zur besseren Veranschaulichung der nachfolgend erläuterten Leckströme sind die Isolationsgebiete 4 zwischen dem Streifen 2 des Zellenfelds 1 lediglich als Aussparung dargestellt. Die Isolationsgebiete 4 sind als Shallow-Trench-Isolationsstruktur realisiert. Zur Erläuterung der Leckströme sind relevante Teile benachbarter Speicherzellen hervorgehoben. Hierbei handelt es sich um Bitleitungskontakte 5a, 5b, 5c, 5c benachbarter Speicherzellen, tiefe Trenches 6a, 6b, 6c, 6d benachbarter Speicherzellen, Buried-Straps benachbarter Speicherzellen 7a, 7b, 7c, 7d, als auch eine Gateelektrode 8 im Oberflächenbereich der gekennzeichneten Speicherzelle 3. Innerhalb der gekennzeichneten Speicherzelle 3 fließt zwischen dem Buried-Strap 7a und dem Bitleitungskontakt 5b ein mit Hilfe eines Pfeils gekennzeichneter Deep-Sub-Vt Leckstrom 9a. Ebenso fließt zwischen dem Buried-Strap 7d einer weiteren Speicherzelle sowie dem Bitleitungskontakt 5b der gekennzeichneten Speicherzelle 3 ein mit einem Pfeil gekennzeichneter Sub-STI Leckstrom 9b. Ein mit einem weiteren Pfeil gekennzeichneter Self-Gating-Sub-Vt Leckstrom 9c fließt zwischen dem Buried-Strap 7d der weiteren Speicherzelle sowie einem Bitleitungskontakt 5d einer hiervon verschiedenen Speicherzelle. Zu beachten gilt, dass die jeweils durch einen Pfeil gekennzeichneten Leckströme sowohl zwischen weiteren der gekennzeichneten Bereiche als auch innerhalb weiterer nicht dargestellter Speicherzellen fließen. So fließt beispielsweise ein Self-Gating-Sub-Vt Leckstrom ebenso jeweils zwischen den Buried-Straps 7a, 7b und 7c sowie dem dazugehörigen jeweiligen Bitleitungskontakt 5a, 5b sowie 5c. Eine entsprechende Betrachtung findet auf den Sub-STI-Leckstrom Anwendung. 1B dient der Veranschaulichung der in 1A lediglich unvollständig gekennzeichneten Leckströme. Ausgehend von der gekennzeichneten Speicherzelle 3 in 1a fließt der schon erwähnte Deep-Sub-VT-Leckstrom zwischen dem Bitleitungskontakt 7a und dem Buried-Strap 5b. Ein Sub-STI Leckstrom fließt ausgehend von der gekennzeichneten Speicher zelle 3 sowohl zum Bitleitungskontakt 5c einer Speicherzelle in einem ersten benachbarten Streifen als auch zum Bitleitungskontakt 5d einer weiteren Speicherzelle in einem zweiten benachbarten Streifen. Darüber hinaus fließt ein Self-Gating-Sub-VT-Leckstrom ausgehend vom Buried-Strap 7a der gekennzeichneten Speicherzelle 3 in den benachbarten Bitleitungskontakt 5a einer Speicherzelle desselben Streifens. Die soeben im Hinblick auf die gekennzeichnete Speicherzelle 3 beschriebenen Leckströme liegen ebenso den benachbarten Speicherzellen zugrunde, was jedoch der Einfachheit halber aufgrund der beschränkten Anzahl dargestellter Bitleitungskontakte, tiefen Trenches sowie Buried-Straps nicht erkennbar ist. 1A is a schematic view on a cell field 1 a buried-strap trench DRAM semiconductor memory. Along the strip 2 of the cell field 1 Memory cells are arranged, with a surface area 3 a memory cell is schematically indicated. The Stripes 2 of the cell field 1 become over isolation areas 4 electrically isolated from each other. To better illustrate the leakage currents explained below are the isolation areas 4 between the strip 2 of the cell field 1 only shown as a recess. The isolation areas 4 are realized as a shallow-trench isolation structure. To explain the leakage currents relevant parts of adjacent memory cells are highlighted. These are bit line contacts 5a . 5b . 5c . 5c adjacent storage cells, deep trenches 6a . 6b . 6c . 6d adjacent memory cells, buried straps of adjacent memory cells 7a . 7b . 7c . 7d , as well as a gate electrode 8th in the surface area of the designated memory cell 3 , Within the designated memory cell 3 flows between the buried strap 7a and the bit line contact 5b a deep sub Vt leakage current indicated by an arrow 9a , Likewise flows between the Bu ried-Strap 7d another memory cell and the bit line contact 5b the designated memory cell 3 a sub-STI leakage current indicated by an arrow 9b , A self-gated sub-Vt leakage current indicated by another arrow 9c flows between the buried strap 7d the further memory cell and a bit line contact 5d a different memory cell. It should be noted that the respective leakage currents marked by an arrow flow both between further of the marked areas and within further memory cells (not shown). For example, a self-gating sub-Vt leakage current also flows between each of the buried straps 7a . 7b and 7c and the associated respective bit line contact 5a . 5b such as 5c , A similar consideration applies to the sub-STI leakage current. 1B serves to illustrate the in 1A only incompletely marked leakage currents. Starting from the designated memory cell 3 in 1a the already mentioned deep sub VT leakage current flows between the bit line contact 7a and the buried strap 5b , A sub-STI leakage current flows from the designated memory cell 3 both to the bit line contact 5c a memory cell in a first adjacent strip as well as to the bit line contact 5d another memory cell in a second adjacent strip. In addition, a self-gating sub-VT leakage current flows from the buried strap 7a the designated memory cell 3 in the adjacent bit line contact 5a a memory cell of the same strip. The just with regard to the designated memory cell 3 described leakage currents are also based on the adjacent memory cells, but for the sake of simplicity, due to the limited number of bit line contacts shown, deep trench and buried straps is not recognizable.

2 zeigt schematische Querschnittsansichten eines Buried-Strap Trench-DRAM-Halbleiterspeichers sowohl entlang eines Streifens des Zellenfeldes (linke Teilfigur) als auch senkrecht hierzu (rechte Teilfigur). Die Figur dient der Veranschaulichung der Ausbildung einer Antipunch-Zone gemäß einem bekannten Verfahren. Hierbei sind die tiefen Trenches 6 benachbarter Speicherzellen lediglich unvollständig in die Tiefe eines Halbleiterkörpers 10, insbesondere lediglich innerhalb einer Wannenzone vom p-Leitfähigkeitstyp 11 dargestellt. Innerhalb der Trenches 6 an die Wannenzone vom p-Leitfähigkeitstyp 11 angrenzend ist ein Dielektrikum 12, welches ins Innere der Trenches 6 an eine Elektrode 13 angrenzt. Die Elektrode 13 setzt sich in die Tiefe der Trenches 6 fort und grenzt dort an ein Kapazitätsdielektrikum an (nicht dargestellt). Die Elektrode 13 ist mit einem Teil der Oberseite jeweils mit dem Buried-Strap 7 verbunden, als auch mit einem isolierenden Trench-Top-Oxid 14, welches benachbarte Speicherzellen isoliert und zusätzlich innerhalb der jeweiligen Trenches an die Oberfläche 15 des Halbleiterkörpers 10 angrenzt. Oberhalb des an das Trench-Top-Oxid 14 in der Abbildung rechtseitig angrenzenden Bereichs der Wannenzone 11 vom p-Leitfähigkeitstyp sind Bitleitungskontaktöffnungen 16 ausgebildet. Zum Erzeugen eines Gebiets 18 mit Antipunch-Zone und Bitleitungskontaktanschlusszone werden entsprechend als Pfeil gekennzeichnete Implantationen von Dotierstoffen, etwa Bor für die Antipunch-Zone und Arsen für die Bitleitungskontaktanschlusszone, durchgeführt. Zu beachten gilt, dass beim Implantieren der Antipunch-Zone und insbesondere abhängig von der Justage der Kontaktlöcher für die Antipunch-Zone vorgesehene Dotierstoffe im Trench-Top-Oxid 14 landen und somit nicht zur Leckstromreduzierung beitragen. In der rechten Teilfigur ist eine schematische Querschnittsansicht senkrecht zu den Streifen des Zellenfeldes dargestellt. Die beiden benachbarten Trenches 6 entsprechen somit Trenches übernächst benachbarter Streifen, wobei in der dazwischen liegenden Wannenzone 11 vom p-Leitfähigkeitstyp eine Speicherzelle in einem dazwischen verlaufenden Streifen ausbildet. Eine Shal-low-Trench-Isolationsstruktur 19 dient der elektrischen Isolation benachbarter Streifen. 2 shows schematic cross-sectional views of a buried-strap trench DRAM semiconductor memory both along a strip of the cell array (left part of the figure) and perpendicular thereto (right part of the figure). The figure serves to illustrate the formation of an antipunch zone according to a known method. Here are the deep trenches 6 adjacent memory cells only incomplete in the depth of a semiconductor body 10 , in particular only within a p-type well zone 11 shown. Inside the trenches 6 to the p-type well region 11 adjacent is a dielectric 12 which enters the interior of the Trenches 6 to an electrode 13 borders. The electrode 13 sits down in the depths of the trenches 6 and adjoins there to a capacitance dielectric (not shown). The electrode 13 is with a part of the top each with the buried strap 7 connected, as well as with an insulating trench top oxide 14 which isolates adjacent memory cells and additionally within the respective trenches to the surface 15 of the semiconductor body 10 borders. Above the to the trench top oxide 14 in the figure right side adjacent area of the tub zone 11 p conductivity type are bit line contact holes 16 educated. To create an area 18 with antipunch zone and bit line contact pad zone, implantations of dopants labeled as arrow, such as boron for the antipunch zone and arsenic for the bit line contact pad zone, are performed correspondingly. It should be noted that when doping the anti-punch zone and in particular depending on the adjustment of the contact holes provided for the anti-punch zone dopants in the trench top oxide 14 land and thus do not contribute to the leakage current reduction. In the right part of the figure, a schematic cross-sectional view is shown perpendicular to the strips of the cell array. The two neighboring trenches 6 thus correspond to trenches overcoming neighboring strips, with in the intermediate well zone 11 of p conductivity type, a memory cell is formed in a stripe therebetween. A shallow-low trench isolation structure 19 serves the electrical isolation of adjacent strips.

In 3A ist eine schematische Aufsicht auf ein Zellenfeld 1 mit zugehörigem Streifen 2 des Zellenfelds 1 bei der Erzeugung von Antipunch-Zonen zur Leckstromerniedrigung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Zellenfeld 1 wird beidseitig über einen Zellenfeld-Randbereich 20 abgeschlossen. Mit AB und CD sind Schnittlinien gekennzeichnet, entlang denen die in Teilfigur B dargestellten Querschnittsansichten verlaufen. Im linken Teilbild in Teilfigur B ist die Querschnittsansicht auf die Schnittlinie AB aus Teilfigur A bezogen und stellt entlang eines Streifens benachbarte Trenches 6 dar. Die zwischen benachbarten Trenches 6 liegende Wannenzone 11 vom p-Leitfähigkeitstyp ist an der Oberfläche 15 des Halbleiterkörpers mit einer Schutzschicht 21 wie einem SiN-Liner bedeckt. Diese Schutzschicht 21 schützt die der Ausbildung eines Auswahltransistors dienende Wannenzone 11 vom p-Leitfähigkeitstyp davor, während der nachfolgenden Herstellung der Antipunch-Zonen zur Leckstromerniedrigung mit unerwünscht implantierten Dotierstoffen versetzt zu werden. Zu beachten gilt, dass die Schutzschicht 21 oberhalb der Trenches 6 geöffnet ist und ein Teil der ursprünglich aufgefüllten Trenches 6 entfernt wurde zur Freilegung eines an die Oberfläche 15 des Halbleiterkörpers angrenzenden Seitenwandbereichs 22 innerhalb der Trenches 6. Dieser Seitenwandbereich 22 grenzt an denjenigen Bereich des aktiven Gebiets an, oberhalb dem in nachfolgenden Schritten ein Bitleitungskontakt eines auszubildenden n-Kanalauswahltransistors vorgesehen ist.In 3A is a schematic plan view of a cell field 1 with associated strip 2 of the cell field 1 in the generation of anti-punch zones for leakage reduction according to an embodiment of the invention. The cell field 1 is on both sides of a cell field edge area 20 completed. With AB and CD are marked lines of intersection along which the cross-sectional views shown in part of Figure B. In the left partial image in subfigure B, the cross sectional view is related to the section line AB from subfigure A and shows adjacent trenches along a strip 6 The between neighboring trenches 6 lying tub zone 11 of p conductivity type is on the surface 15 the semiconductor body with a protective layer 21 covered like a SiN liner. This protective layer 21 protects the well zone serving to form a selection transistor 11 of the p-conductivity type, to be added with undesired implanted dopants during the subsequent production of the anti-punch zones for reducing the leakage current. It should be noted that the protective layer 21 above the trenches 6 is open and part of the originally filled trenches 6 was removed to expose one to the surface 15 of the semiconductor body adjacent sidewall region 22 within the trenches 6 , This sidewall area 22 is adjacent to that region of the active region above which a bit line contact of an n-channel selection transistor to be formed is provided in subsequent steps.

In der rechten Teilfigur (in 3B) ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie CD aus 3A zur Darstellung einer Querschnittsansicht senkrecht zu den Streifen 2 des Zellenfeldes 1 dargestellt. Die gezeigten Trenches 6 bilden übernächst benachbarte Trenches aus, wobei zwischenliegend jeweils ein weiterer Streifen liegt. Neben der Öffnung der Schutzschicht 21 sind ebenso Teile der Wannenzone 11 vom p-Leitfähigkeitstyp als auch einer Füllung der Trenches 6, etwa der Elektrode 13, zur Ausbildung einer Shal-low-Trench-Isolationsstruktur entfernt. Somit liegen unmittelbar vor Implantation der Antipunch-Zonen zur Leckstromerniedrigung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sowohl über den freiliegenden Seitenwandbereich 22 innerhalb der Trenches Teile der Wannenzone 11 vom p-Leitfähigkeitstyp als auch zum geöffneten Bereich für die Shallow-Trench-Isolationsstruktur angrenzende weitere Teile der Wannenzone 11 vom p-Leitfähigkeitstyp frei.In the right part of the figure (in 3B ) is a schematic cross-sectional view along the section line CD 3A to illustrate a cross-sectional view perpendicular to the strips 2 of the cell field 1 shown. The trenches shown 6 form neighboring trenches, with one strip in between. In addition to the opening of the protective layer 21 are also parts of the tub zone 11 of the p-conductivity type as well as a filling of the trenches 6 , about the electrode 13 , removed to form a shallow-low trench isolation structure. Thus, immediately prior to implantation of the anti-punch zones for leakage current reduction according to an embodiment of the invention, both over the exposed sidewall region 22 inside the trenches parts of the tub zone 11 p-type conductivity as well as the open area for the shallow trench isolation structure adjacent other parts of the well zone 11 free from the p-conductivity type.

In 4A ist eine von einer SEM-(Scanning Electron Microscope)-Querschnittsansicht abgeleitete Ansicht entlang eines Streifens im Zellenfeld während der Implantation zum Herstellen von Antipunch-Zonen zur Leckstromerniedrigung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Implantation erfolgt hierbei um einen Implantationswinkel α gegenüber einer Senkrechten der Oberfläche 15 des Halbleiterkörpers 10 verkippt. Die Implantation ist dabei so gerichtet, dass diese Dotierstoffe zur Ausbildung der Antipunch-Zonen durch den freiliegenden Seitenwandbereich 22 in die Wannenzone 11 im p-Leitfähigkeitstyp eindringen. Oberhalb eines hierbei ausgebildeten implantierten Bereichs 23' wird in nachfolgenden Verfahrensschritten ein Bitleitungskontakt gesetzt. Die Schutzschicht 21 hält in einem weiteren Bereich 23'' Dotierstoffe davon ab, über die Oberfläche 15 des Halbleiterkörpers in denjenigen Bereich der Wannenzone 11 vom p-Leitfähigkeitstyp einzudringen, der der späteren Ausbildung des Auswahltransistors dient.In 4A Figure 4 is a view, taken from a scanning electron microscope (SEM) cross-sectional view, taken along a strip in the cell array during implantation for producing anti-punch zones for leakage current reduction in accordance with an embodiment of the invention. The implantation takes place here by an implantation angle α with respect to a vertical of the surface 15 of the semiconductor body 10 tilted. The implantation is directed so that these dopants to form the anti-punch zones through the exposed sidewall area 22 in the tub zone 11 penetrate in the p-conductivity type. Above a trained here implanted area 23 ' a bit line contact is set in subsequent process steps. The protective layer 21 holds in another area 23 '' Dopants off, over the surface 15 of the semiconductor body in that region of the well zone 11 Penetrate p-type conductivity, which serves the later formation of the selection transistor.

4B zeigt eine schematische Aufsicht auf das Zellenfeld 1 mit Streifen 2, die durch eine nachfolgend auszubildende Shallow-Trench-Isolationsstruktur beabstandet sind. Die implantierten Bereichen 23' gehen auf die in 4A gezeigte Implantation durch den freiliegenden Seitenwandbereich 22 zurück. Der zwischen den Streifen 2 durchgängig implantierte Bereich 23''' stellt eine weitere Antipunch-Halbleiterzone innerhalb derjenigen Bereiche der Halbleiterzone vom p-Leitfähigkeitstyp dar, die zur Ausbildung der Shallow-Trench-Isolationsstruktur geöffnet wurden (vgl. hierzu auch 3b, rechte Teilabbildung). Der implantierte Bereich 23' dient insbesondere zur Reduzierung des Deep-Sub-Vt Leckstroms, während der implantierte Bereich 23''' insbesondere zur Reduzierung des Sub-STI als auch des Self-Gating-Sub-Vt Leckstroms geeignet ist. Zu beachten gilt, dass die implantierten Bereiche 23' sowie 23''' mit Hilfe eines oder auch mehrerer Implantationsschritte hergestellt werden können. 4B shows a schematic plan view of the cell array 1 With stripes 2 which are spaced by a shallow trench isolation structure to be subsequently formed. The implanted areas 23 ' go to the in 4A shown implantation through the exposed sidewall area 22 back. The one between the strips 2 consistently implanted area 23 ''' represents another anti-punch semiconductor zone within those regions of the p-type conductivity semiconductor region that have been opened to form the shallow-trench isolation structure (see also 3b , right part illustration). The implanted area 23 ' Specifically, it serves to reduce deep-sub-Vt leakage current during the implanted region 23 ''' especially suitable for reducing the sub-STI as well as the self-gating sub-Vt leakage current. It should be noted that the implanted areas 23 ' such as 23 ''' can be produced with the help of one or more implantation steps.

In 5 ist eine schematische 3D-Ansicht gezeigt zur Darstellung der gemäß 4A und B implantierten Bereiche 23' und 23'''. Dabei ist ein zur 1A identischer Ausschnitt aus dem Zellenfeld 1 dargestellt. Unterhalb der Bitleitungskontakte 5a, 5b, 5c, 5d liegt der implantierte Bereich 23', welcher eine Antipunch-Zone zur Reduzierung von insbesondere dem Deep-Sub-Vt Leckstrom ausbildet. An den Halbleiterkörper 10 unterhalb des Isolationsgebiets 4 zwischen benachbarten Streifen 2 des Zellenfeldes 1, d.h. unterhalb der später auszubildenden Shallow-Trench-Isolationsstruktur, liegt der implantierte Bereich 23''', welcher insbesondere der Reduzierung des Sub-STI Leckstroms als auch des Self-Gating-Sub-Vt Leckstroms (vgl. auch 1A) dient.In 5 is a schematic 3D view shown to illustrate the according to 4A and B implanted areas 23 ' and 23 ''' , It is a to 1A identical section of the cell field 1 shown. Below the bit line contacts 5a . 5b . 5c . 5d lies the implanted area 23 ' which forms an anti-punch zone for reducing, in particular, the deep-sub-Vt leakage current. To the semiconductor body 10 below the isolation area 4 between adjacent strips 2 of the cell field 1 , ie below the shallow-trench isolation structure to be formed later, is the implanted region 23 ''' , which in particular the reduction of the sub-STI leakage current as well as the self-gating sub-Vt leakage current (see also 1A ) serves.

11
Zellenfeldcell array
22
Streifen des Zellenfeldsstrip of the cell field
33
Oberflächenbereich einer gekennzeichneten Speicherzellesurface area a designated memory cell
44
Isolationsgebiet zwischen Streifen des Zellenfeldsisolation region between strips of the cell field
5, 5a, 5b, 5c, 5d5, 5a, 5b, 5c, 5d
Bitleitungskontakt, Bitleitungskontakte benachbarter Speicherzellenbit line contact, Bit line contacts of adjacent memory cells
6, 6a, 6b, 6c, 6d6 6a, 6b, 6c, 6d
Trench, Trenches benachbarter Speicherzellentrench, Trenches of adjacent storage cells
7, 7a, 7b, 7c, 7d7, 7a, 7b, 7c, 7d
Buried-Strap, Buried-Straps benachbarter SpeicherzellenBuried strap, Buried straps of adjacent memory cells
88th
Gateelektrodegate electrode
9a, 9b, 9c9a 9b, 9c
Deep-Sub-Vt Leckstrom, Sub-STI Leckstrom, Self-Gating-Sub-Vt LeckstromDeep sub-Vt Leakage current, sub-STI leakage current, self-gating sub-Vt leakage current
1010
HalbleiterkörperSemiconductor body
1111
Wannenzone vom p-Leitfähigkeitstypwell region of the p-conductivity type
1212
Dielektrikumdielectric
1313
Elektrodeelectrode
1414
Top-OxidTop oxide
1515
Oberfläche des HalbleiterkörpersSurface of the Semiconductor body
1616
Bitleitungskontaktöffnungbit line contact
1717
Isolations- und Verdrahtungsbereichinsulation and wiring area
1818
Gebiet mit Antipunch-Zone und Bitleitungskontaktanschlusszonearea with anti-punch zone and bit line contact connection zone
1919
Shallow-Trench-IsolationsstrukturShallow trench isolation structure
2020
Zellenfeld-RandbereichCell array edge area
2121
Schutzschichtprotective layer
2222
freiliegender Seitenwandbereichexposed Sidewall region
23', 23'', 23'''23 ', 23' ', 23' ''
implantierte Bereiche für Antipunch-Zonenimplanted Areas for Anti Punch Zones
αα
Implantationswinkelimplantation angle

Claims (9)

Trench-DRAM Halbleiterspeicher mit: – in einem Zellenfeld (1) im Wesentlichen entlang parallel verlaufender Streifen (2) angeordneter Speicherzellen, die durch eine Shallow Trench Isolationsstruktur (19) voneinander elektrisch isoliert sind, wobei die Shallow Trench Isolationsstruktur (19) sowohl entlang eines Streifens (2) benachbarte Speicherzellen als auch Speicherzellen benachbarter Streifen (2) voneinander isoliert; – einem in einer Wannenzone (11) vom p-Leitfähigkeitstyp im Halbleiterkörper (10) ausgebildeten n-Kanal Auswahltransistor je Speicherzelle, der durch eine von zwei als Source und Drain in der Wannenzone (11) ausgebildeten Halbleiterzonen vom n-Leitfähigskeitstyp über einen Bitleitungskontakt mit einer Bitleitung und durch die andere der zwei Halbleiterzonen über ein Buried Strap Gebiet (7) mit einer Elektrode (13) eines Trench-Speicherkondensators leitend verbunden ist; – einer in der Wannenzone (11) in einem Bereich unterhalb des Bitleitungskontakts eingebetteten Antipunch-Zone (23') vom p-Leitfähigkeitstyp, dadurch gekennzeichnet, dass im Halbleiterkörper (10) unterhalb des zwischen benachbarten Streifen (2) verlaufenden Teils der Shallow Trench Isolationsstruktur (19) eine weitere Antipunch-Zone (23''') vom p-Leitfähigkeitstyp ausgebildet ist.Trench DRAM semiconductor memory with: - in a cell array ( 1 ) substantially along parallel strips ( 2 ) arranged memory cells, which by a shallow trench isolation structure ( 19 ) are electrically isolated from each other, wherein the shallow trench isolation structure ( 19 ) both along a strip ( 2 ) adjacent memory cells as well as memory cells of adjacent strips ( 2 ) isolated from each other; - one in a bathing zone ( 11 ) of the p-conductivity type in the semiconductor body ( 10 ) formed n-channel select transistor per memory cell, which by one of two as the source and drain in the well zone ( 11 ) n-type conductivity type semiconductor regions via a bit line contact with a bit line and through the other of the two semiconductor regions via a buried strap region (US Pat. 7 ) with an electrode ( 13 ) of a trench storage capacitor is conductively connected; - one in the tub zone ( 11 ) in an area below the bit line contact embedded anti-punch zone ( 23 ' ) of the p-conductivity type, characterized in that in the semiconductor body ( 10 ) below that between adjacent strips ( 2 ) extending portion of the shallow trench isolation structure ( 19 ) another antipunch zone ( 23 ''' ) is formed by the p-type conductivity. DRAM Halbleiterspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dotierelement zur Einstellung des p-Leitfähigkeitstyps der Antipunch-Zone (23') mit dem Dotierelement der weiteren Antipunch-Zone (23''') übereinstimmt.DRAM semiconductor memory according to claim 1, characterized in that a doping element for adjusting the p-type conductivity of the antipunch zone ( 23 ' ) with the doping element of the further antipunch zone ( 23 ''' ) matches. DRAM Halbleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dotierstoffkonzentration in der weiteren Antipunch-Zone (23''') größer ist als in der Wannenzone (11).DRAM semiconductor according to claim 1 or 2, characterized in that a dopant concentration in the further anti-punch zone ( 23 ''' ) is larger than in the bath zone ( 11 ). Verfahren zum Herstellen von Antipunch-Zonen (23', 23''') zur Leckstromerniedrigung in einem Trench-DRAM Halbleiterspeicher mit: – Bereitstellen eines Halbleitersubstrats mit wenigstens: – in einem Halbleiterkörper (10) im Wesentlichen entlang parallel verlaufender Streifen (2) angeordneter Trenches (6) für auszubildende Speicherzellen; – einem geöffneten Bereich im Halbleiterkörper (10) für eine Shallow Trench Isolationsstruktur (19) zur elektrischen Isolation der Speicherzellen untereinander, wobei die Shallow Trench Isolationsstruktur (19) entlang eines Streifens (2) benachbarte Speicherzellen als auch Speicherzellen benachbarter Streifen (2) voneinander isoliert; – einem innerhalb der Trenches (6) freiliegenden Seitenwandbereich (22), der an eine Wannenzone (11) vom p-Leitfähigkeitstyp eines aktiven Gebiets der Speicherzelle angrenzt, wobei oberhalb desjenigen Bereichs des aktiven Gebiets, der an den Seitenwandbereich (22) angrenzt, in nachfolgenden Schritten ein Bitleitungskontakt eines auszubildenden n-Kanal Auswahltransistors vorgesehen ist; und – Implantieren von Dotierstoffen in den Halbleiterkörper (10) entlang einer zur Oberflächennormalen des Halbleiterkörpers (10) verkippten Richtung zur Ausbildung von Antipunch-Zonen (23', 23''') vom p-Leitfähigkeitstyp im Halbleiterkörper (10) derart, dass die Dotierstoffe durch den freiliegenden Seitenwandbereich (22) in das aktive Gebiet im Halbleiterkörper (10) und ebenso in den Halbleiterkörperbereich unterhalb des geöffneten Bereichs für die Shallow Trench Isolations- struktur (19), der Speicherzellen benachbarter Streifen (2) elektrisch voneinander isoliert, eingebracht werden.Method for producing anti-punch zones ( 23 ' . 23 ''' ) for reducing the leakage current in a trench DRAM semiconductor memory, comprising: - providing a semiconductor substrate having at least: - in a semiconductor body ( 10 ) substantially along parallel strips ( 2 ) arranged trenches ( 6 ) for trainee memory cells; An opened region in the semiconductor body ( 10 ) for a shallow trench isolation structure ( 19 ) for the electrical isolation of the memory cells with each other, wherein the shallow trench isolation structure ( 19 ) along a strip ( 2 ) adjacent memory cells as well as memory cells of adjacent strips ( 2 ) isolated from each other; - one within the trenches ( 6 ) exposed sidewall area ( 22 ), which leads to a bathtub zone ( 11 ) is adjacent to the p-type conductivity of an active area of the memory cell, wherein above that area of the active area adjacent to the sidewall area ( 22 ), in subsequent steps a bit line contact of a trainee n-channel select transistor is provided; and implanting dopants into the semiconductor body ( 10 ) along one of the surface normal of the semiconductor body ( 10 ) tilted direction to form anti-punch zones ( 23 ' . 23 ''' ) of the p-conductivity type in the semiconductor body ( 10 ) such that the dopants through the exposed sidewall region ( 22 ) in the active region in the semiconductor body ( 10 ) and also in the semiconductor body region below the open area for the shallow trench isolation structure ( 19 ), the memory cells of adjacent strips ( 2 ) electrically isolated from each other, are introduced. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Implantation unter einem Implantationswinkel von wenigstens 5° relativ zur Oberflächennormalen erfolgt.Method according to claim 4, characterized in that that the implantation at an implantation angle of at least 5 ° relative to the surface normal he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierstoffe über mehrere Implantationsschritte eingebracht werden, wobei die Implantationsschritte sich wenigstens bezüglich eines Parameters oder mehrerer der Parameter Implantationsenergie, Implantationswinkel (α), Implantationsdosis und implantierter Dotierstoff voneinander unterscheiden.Method according to one of claims 4 or 5, characterized that the dopants over several Implantation steps are introduced, wherein the implantation steps at least regarding one or more of the parameters implantation energy, Implantation angle (α), implantation dose and implanted dopant differ from each other. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Gebiet der Speicherzellen mit einer Implantationsschutzmaske (21) bedeckt ist.Method according to one of claims 4 to 6, characterized in that the active region of the memory cells with an implantation protective mask ( 21 ) is covered. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Implantation nach einer Oxidation des aktiven Gebiets erfolgt.Method according to one of claims 4 to 7, characterized that the implantation takes place after an oxidation of the active area. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Implantation vor einer Oxidation des aktiven Gebiets erfolgt.Method according to one of claims 3 to 6, characterized that the implantation takes place before an oxidation of the active area.
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