JPH07254640A - スタック・トレンチ・コンデンサ形成工程におけるトレンチ分離構造形成方法 - Google Patents
スタック・トレンチ・コンデンサ形成工程におけるトレンチ分離構造形成方法Info
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Abstract
離構造。 【構成】 バッファ層(16)及び中間層(12)を通
って半導体基板(14)にトレンチ領域(18)を形成
することにより形成され得る。トレンチ壁層(20)を
トレンチ領域(18)の内側壁上に中間層(12)と接
触して成長させる。トレンチ・フィルタ層(28)がバ
ッファ層(16)及びトレンチ壁層(20)上でトレン
チ領域内に形成される。トレンチ・フィルタ層(28)
がバッファ層(16)から除去されるが、トレンチ領域
(18)内に残る。蓄積誘電体(30)がバッファ層
(16)及びトレンチ・フィルタ層(28)でトレンチ
領域(18)内に形成される。フィールド・プレート層
(32)が蓄積誘電体(30)上及びトレンチ領域(1
8)内に形成される。トレンチ領域(18)の外側にあ
るフィールド・プレート層(32)、蓄積誘電体(3
0)、バッファ層(16)及び中間層(12)が除去さ
れる。
Description
に関し、更に詳細には、スタック・トレンチ・コンデン
サ形成工程におけるトレンチ分離構造形成方法に関連す
る。
の動作上の特徴を改善するために集積回路デバイス形成
での用途が急増している。しかし、より小さいサイズの
デバイスが要請されるため、より小さなデバイス形成技
術を利用するために分離スペースも小さくしなければな
らない。従来のトレンチ分離構造はLOCOS技術を用
いて形成されていた。しかし、LOCOS分離方法はリ
ソグラフィの限界まで縮小することはできない。そのた
め、リソグラフィの限界まで縮小することが可能なトレ
ンチ分離構造を形成する方法が必要とされている。
分離スペースサイズを縮小させたトレンチ分離構造工程
が要請されている。さらに、リソグラフィの限界まで縮
小が可能なトレンチ分離工程も必要とされている。
ンサ形成工程におけるトレンチ分離構造形成方法は、従
来のトレンチ分離構造工程に付随する欠点及び問題点を
実質的に消去または減少させる。
に中間層を形成し、中間層上にバッファ層を形成するこ
とを含むスタック・トレンチ・コンデンサ形成工程にお
けるトレンチ分離構造形成方法が提供される。トレンチ
領域が、バッファ層と中間層とを通って半導体基板内に
形成される。トレンチ壁層がトレンチ領域の壁の内側に
形成され、半導体基板の残された中間層と接触する。ト
レンチ・フィルタ層が、トレンチ壁層上のトレンチ領域
内に形成される。蓄積誘電体がトレンチ・フィルタ層の
上のトレンチ領域内で形成され、その後、トレンチ領域
内の蓄積誘電体の上にフィールド・プレート層が形成さ
れる。トレンチ・フィルタ層、蓄積誘電体層、及びフィ
ールド・プレート層がトレンチ・キャップとトレンチ壁
層とで囲まれるようにトレンチ・キャップ層がフィール
ド・プレート上に形成される。
工程を越える様々な技術的利点を提供する。例えば技術
的利点の1つは、スタック・トレンチ・コンデンサ形成
工程を用いたトレンチ分離構造の形成である。別の技術
的利点は、従来の工程に比べ分離スペースがより小さい
トレンチ分離構造の形成である。さらに他の技術的利点
は、リソグラフィの限界まで縮小するトレンチ分離構造
の形成である。この他の技術的利点も、添付の図面や記
述及び請求項から当業者には明らかである。
ために、ここで添付する図面に関連させて以下の説明の
ために参照する。同じ参照番号は、同等の部分を示す。
サ・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ・セル
10の形成工程を示す。形成工程は、図1Aで、好まし
くは酸化物層である中間層12が半導体基板14上で成
長することから始まる。好ましくは窒化物層であるバッ
ファ層16が中間層12上に成長し、その後バッファ層
16と中間層12とを通って、半導体基板14内へのト
レンチ領域18をエッチングする。図1Bにおいて、好
ましくは熱酸化物層であるトレンチ壁層20がトレンチ
領域18の内部壁上で中間層12と接触して成長する。
図1Cにおいて、第1のフォトレジスト・コート22
が、トレンチ領域18内でトレンチ壁層20上に形成さ
れる。第2のフォトレジスト・コート24が、フォトレ
ジスト・コート22及びトレンチ壁層20の右半分の上
部に形成される。ディグレーズ(deglaze )工程が基板
上で成されてトレンチ領域18の端部26でトレンチ壁
層20の一部を除去する。
去した後、図1Dに示すように、好ましくはポリシリコ
ン層であるトレンチ・フィルタ層28が、端部26でト
レンチ壁層20、バッファ層16及び半導体基板14上
に形成される。トレンチ・フィルタ層28の一部がバッ
ファ層16から除去され、蓄積誘電体30がトレンチ・
フィルタ上のトレンチ領域18内で、図1Eに示すよう
にバッファ層16上に形成される。その後、好ましくは
ポリシリコン層であるフィールド・プレート層32が図
1Fに示すように、蓄積誘電体30上に形成される。フ
ィールド・プレート層32の一部が、図1Gに示すよう
に、端部26の付近で蓄積誘電体30から除去される。
さらに図1Hにおいて、酸化物層34がフィールド・プ
レート層32及び蓄積誘電体30上に形成され、その後
窒化物層36が酸化物層34及び蓄積誘電体30上に形
成される。工程の終了は図1Iに示され、窒化物層36
が酸化物層34上に残された窒化物層36の一部を除去
する。バッファ16及び酸化物層12がディグレーズ
アウェイ(deglazed away )され、好ましくは酸化物層
であるゲート中間層38を成長させ、好ましくはポリシ
リコン層であるブロック層40を形成させ、ソース/ド
レイン領域42をインプラントする。この結果の構造
は、図1Iに示ように、スタック・トレンチ・コンデン
サ・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリセルに
なる。
イナミック・ランダム・アクセス・メモリセルの形成工
程は、図1C、図1H及び図1Iに示したステップを除
去することによるトレンチ分離構造を形成するのに用い
られ得る。図2A−Fは、スタック・トレンチ・コンデ
ンサ・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリセル
の形成に関する前述のステップを省いたトレンチ分離構
造の形成工程を示す。工程は、図2Aにおいて、酸化物
層12が半導体基板14上で成長し、窒化物層16が酸
化物層12上に成長することから始まる。トレンチ領域
18がバッファ層16及び酸化物層12を通って半導体
基板14内へエッチングされる。図2Bは、熱酸化物層
20がトレンチ領域18内で酸化物層12と接触して形
成されることを示す。
ン層28が熱酸化物層20及び窒化物層16上に形成さ
れ、図1Cに示したフォトレジストのパターニング工程
をとばし、前述のトレンチ・コンデンサ形成工程にある
ように端部26が露出されないようにする。図2Dに示
すように、ポリシリコン層28の一部が窒化物層16か
ら除去され、蓄積誘電体30が窒化物層16及びポリシ
リコン層28上でトレンチ領域内に形成される。フィー
ルド・プレート・ポリシリコン層32が図2Eに示すよ
うに、蓄積誘電体30上でトレンチ領域18内に形成さ
れる。フィールド・プレート・ポリシリコン層32の一
部が、図2Fに示すように、蓄積誘電体30から除去さ
れる。
外側の蓄積誘電体30、窒化物層16、ポリシリコン層
28及び酸化物層12の露出領域が除去され、ゲート酸
化物層38が半導体基板14の上で、ポリシリコン層2
8、蓄積誘電体30、及びフィールド・プレート・ポリ
シリコン層32が酸化物で囲まれるようにトレンチ領域
18上部に形成される。スタック・トレンチ・コンデン
サ形成工程における分離スペース形成では、他の付加的
工程のステップは必要とされない。
ド接触をなくすことによって、トレンチ領域18はチッ
プ上のデバイスの完全な分離を提供する。このような分
離トレンチ領域は、同じチップ上の他の回路またはデバ
イスを分離するのに適している。さらに、非常に小さな
分離スペースを実現するための小さなトレンチ深さ(de
pth )が達成され得る。レイアウト強調(intensive )
回路において、非常に厳格なレイアウト規則が強く望ま
れている。0.3μm〜0.5μmのような小さな分離
スペースが、この工程によって実現可能である。従来の
IOCOS型分離技術は0.5μm分離スペースのみを
提供した。閾値電圧を上げるために、トレンチ領域18
の壁にそってドーパント濃度を調整する付加的パターニ
ング及びトレンチ壁のインプラントが形成され得る。
ティブ(アクティブ間)領域の分離において有効であ
る。図3は、トレンチ領域18がインターアクティブ領
域分離を提供する方法の一例を示す。アクティブ領域4
4が、アクティブ領域がトレンチ領域18によってお互
いに分離されるようにトレンチ領域18の両側にインプ
ラントされる。
断面図の典型的なレイアウト図を示す。インターウェル
分離は、デバイスを絶えずON状態にせしめるラッチ・
アップをさせないようにするのに有効である。N型ウェ
ル領域46及びP型ウェル領域48の間で深く分離され
たトレンチ領域18は、電流パスが、ラッチ・アップが
起こるためにはトレンチ領域の廻りを進まなければなら
ないようにする。そのような長く遠回りの電流パスが実
質的にデバイスの利得を減少し、ラッチ・アップに関す
る問題に対する回路の免疫性を増加させる。
ンサ・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリセル
の形成工程は、トレンチ分離構造を形成するために修正
され得る。トレンチ分離構造は、ラッチ・アップを防止
するためのインターアクティブ領域分離及びインターウ
ェル分離に用いられ得る。
タック・トレンチ・コンデンサ・ダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリセルにおけるトレンチ分離構造の
形成方法が提供されることが明らかである。好ましい実
施例が詳述されているが、種々の代替及び変更が成され
得ることを理解されたい。例えば、図面と関連した記載
とは別の材料及び別の形成工程が成され得る。添付の特
許請求の範囲によって定められた本発明の範囲内で他の
例も、この技術の分野の習熟者には容易に確認し得る。
る。
形成工程でトレンチ分離構造を形成する方法において、
半導体基板上に中間層を形成し、中間層上にバッファ層
を形成し、中間層とバッファ層とを通って半導体基板内
にトレンチ領域を形成し、トレンチ領域の内側壁上にト
レンチ壁層を形成し、該トレンチ壁層は半導体基板上の
残された中間層と接触し、トレンチ壁層上でトレンチ領
域内にトレンチ・フィルタ層を形成し、トレンチ・フィ
ルタ層上でトレンチ領域内に蓄積誘電体を形成し、蓄積
誘電体上でトレンチ領域内にフィールド・プレート層を
形成し、トレンチ・フィルタ層、蓄積誘電体及びフィー
ルド・プレート層がトレンチ壁層及びトレンチ・キャッ
プ層によって囲まれるように、トレンチ・キャップ層を
フィールド・プレート層上に形成する工程を含む方法。
レンチ分離構造がインターアクティブ領域分離を提供す
るようなトレンチ分離構造の両側にアクティブ領域を形
成する工程を更に含む方法。
レンチ分離構造がインターウェル分離を提供するような
トレンチ分離構造の両側にウェル構造を形成する工程を
更に含む方法。
レンチ分離構造が回路のラッチ・アップをしないように
充分深いことをさらに含む方法。
レンチ領域の端部でトレンチ領域の一部を除去して蓄積
ノード接触をつくる工程を更に含む方法。
ッファ層の一部、蓄積誘電体の一部、及びフィールド・
プレート層の一部を端部の付近から除去し、端部の付近
で半導体基板上にゲート中間層を形成し、ゲート中間層
の一部上でブロック層を形成し、ブロック層の両側上で
半導体基板にインプラント領域を形成して、スタック・
トレンチ・コンデンサ・ダイナミック・ランダム・アク
セス・メモリ・セルをつくることを更に含む方法。
形成工程でトレンチ分離構造を形成する方法において、
半導体基板上に酸化物層を成長させ、酸化物層上に窒化
物層を形成し、窒化物層と酸化物層を通って半導体基板
内にトレンチ領域をエッチングし、トレンチ領域の内側
壁上に第2の酸化物層を成長させ、該第2の酸化物層は
半導体基板上の残された酸化物層と接触し、第2の酸化
物層上でトレンチ領域内にポリシリコン層を形成し、蓄
積誘電体上でトレンチ領域内にフィールド・プレート・
ポリシリコンを形成し、ポリシリコン層、蓄積誘電体、
及びフィールド・プレート・ポリシリコン層が酸化物で
囲まれるようにフィールド・プレート層上に第3の酸化
物層を成長させる工程を含む方法。
レンチ分離構造がインターアクティブ領域分離を提供す
るようなトレンチ分離構造の両側に第1の導電型を有す
るアクティブ領域を形成する工程を更に含む方法。
レンチ分離構造の第1の側に第1の導電型の第1のウェ
ル構造を形成し、トレンチ分離構造がインターウェル分
離を提供するようなトレンチ分離構造の第2の側に第2
の導電型の第2のウェル構造を形成する工程を更に含む
方法。
トレンチ分離構造が回路のラッチ・アップを避けるよう
に充分深いことをさらに含む方法。
トレンチ領域の端部で第2の酸化物層の一部をディグレ
ーズして蓄積ノード接触をつくる工程を更に含む方法。
て、窒化物層の一部、蓄積誘電体の一部、及びフィール
ド・プレート・ポリシリコン層の一部を端部の付近から
エッチングし、端部の付近でアクティブ領域を露出し、
端部付近で半導体基板上にゲート酸化物層を成長させ、
ゲート酸化物層の一部上にポリシリコン・ブロック層を
形成させ、ポリシリコン・ブロック層の両側に半導体基
板のソース/ドレイン領域をインプラントして、スタッ
ク・トレンチ・コンデンサ・ダイナミック・ランダム・
アクセス・メモリ・セルをつくることを更に含む方法。
サ形成工程におけるトレンチ分離構造は、バッファ層
(16)及び中間層(12)を通って半導体基板(1
4)にトレンチ領域(18)を形成することにより形成
され得る。トレンチ壁層(20)をトレンチ領域(1
8)の内側壁上に中間層(12)と接触して成長させ
る。トレンチ・フィルタ層(28)がバッファ層(1
6)及びトレンチ壁層(20)上でトレンチ領域内に形
成される。トレンチ・フィルタ層(28)がバッファ層
(16)から除去されるが、トレンチ領域(18)内に
残る。蓄積誘電体(30)がバッファ層(16)及びト
レンチ・フィルタ層(28)でトレンチ領域(18)内
に形成される。フィールド・プレート層(32)が蓄積
誘電体(30)上及びトレンチ領域(18)内に形成さ
れる。トレンチ領域(18)の外側にあるフィールド・
プレート層(32)、蓄積誘電体(30)、バッファ層
(16)及び中間層(12)が除去される。トレンチ領
域(18)内のトレンチ・フィルタ層(28)、蓄積誘
電体(30)及びフィールド・プレート層(32)がト
レンチ壁(20)及びトレンチ・キャップ層(38)で
囲まれるように、トレンチ・キャップ層(38)が半導
体基板(14)上に形成されて、トレンチ分離構造を形
成する。トレンチ分離構造は、インターアクティブ領域
及びインターウェル分離に用いられ得る。
ク・ランダム・アクセス・メモリ・セルの形成工程を示
す。
造を示す。
示す。
Claims (2)
- 【請求項1】 スタック・トレンチ・コンデンサ形成工
程でトレンチ分離構造を形成する方法において、 半導体基板上に中間層を形成し、 中間層上にバッファ層を形成し、 中間層とバッファ層とを通って半導体基板内にトレンチ
領域を形成し、 トレンチ領域の内側壁上にトレンチ壁層を形成し、該ト
レンチ壁層は半導体基板上の残された中間層と接触し、 トレンチ壁層上でトレンチ領域内にトレンチ・フィルタ
層を形成し、 トレンチ・フィルタ層上でトレンチ領域内に蓄積誘電体
を形成し、 蓄積誘電体上でトレンチ領域内にフィールド・プレート
層を形成し、 トレンチ・フィルタ層、蓄積誘電体及びフィールド・プ
レート層がトレンチ壁層及びトレンチ・キャップ層によ
って囲まれるように、トレンチ・キャップ層をフィール
ド・プレート層上に形成する工程を含む方法。 - 【請求項2】 スタック・トレンチ・コンデンサ形成工
程でトレンチ分離構造を形成する方法において、 半導体基板上に酸化物層を成長させ、 酸化物層上に窒化物層を形成し、 窒化物層と酸化物層を通って半導体基板内にトレンチ領
域をエッチングし、 トレンチ領域の内側壁上に第2の酸化物層を成長させ、
該第2の酸化物層は半導体基板上の残された酸化物層と
接触し、 第2の酸化物層上でトレンチ領域内にポリシリコン層を
形成し、 蓄積誘電体上でトレンチ領域内にフィールド・プレート
・ポリシリコンを形成し、 ポリシリコン層、蓄積誘電体、及びフィールド・プレー
ト・ポリシリコン層が酸化物で囲まれるようにフィール
ド・プレート層上に第3の酸化物層を成長させる工程を
含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
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US6306724B1 (en) | 2001-10-23 |
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