NL193765C - Werkwijze voor de vervaardiging van gestapelde sleufcondensatoren voor DRAM's. - Google Patents

Description

1 193765 c

Werkwijze voor de vervaardiging van gestapelde sleufcompensatoren voor DRAM’s

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de vervaardiging van gestapelde sleufcondensatoren, waarbij 5 a) in een substraat een sleuf (2) voorzien van zijwanden en een bodem wordt gevormd tussen poorten (1) van transistoren en in de sleuf (2) een thermische oxidefilm (3) wordt aangebracht ter vermijding van lekstromen door de zijwanden van de sleuf (2); b) aan elke zijwand van de sleuf (2) onder een voorafbepaald niveau een zijstandhoudende siliciumlaag (4) wordt gevormd door het afzetten van.een siliciumlaag (4) in de sleuf (2) en het uitvoeren van anisotrope 10 etsing van de siliciumlaag (4); c) de oxidefilm (4) wordt verwijderd waar deze niet wordt beschermd door de zijafstandhoudende silicium (4); en d) in de aldus gevormde sleuf (2) de condensator wordt gevormd.

Een werkwijze van deze soort is bekend uit de Japanse octrooiaanvrage nr. 1.101.664. Hierin wordt een 15 sleufcondensator beschreven, gevormd door een opslagelektrode, een diëlektrische laag en een tegen-elektrode. De wijze waarop deze structuur verkregen wordt, is af te leiden uit figuur 1. Een sleuf wordt gevormd in een p-type Si-substraat. Vervolgens wordt in de sleuf een isolerende siliciumoxidelaag aangebracht, gevolgd door een polykristallijne siliciumlaag. De siliciumlaag wordt vervolgens buiten de sleuf verwijderd, zodat een siliciumlaag overblijft, waarna de opslagelektrode en het complementerende gedeelte 20 van de condensator, zoals hierboven beschreven, wordt aangebracht.

Hierbij treden er aanzienlijke lekstromen op door de bodem van de sleuven. Dit probleem van lekstroom door de bodem van de sleuven wordt van meer betekenis naarmate de tussen afstand tussen de sleuven afneemt en/of de diepte van de sleuven toeneemt.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze die de bovenstaande nadelen opheft.

25 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat een doteermiddel wordt aangebracht van een soort met tegengestelde geleidbaarheid ten opzichte van die van het transistordiffusiegebied in het substraat aan de bodem van de sleuf ter vermindering van de lekstromen door de bodem van de sleuf, waarbij een zijafstandhoudende siliciumlaag wordt aangebracht die alleen de zijwand van de sleuf bedekt.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm zet men na de ionenimplantatie een ongedoteerde polykristallijne 30 of amorfe siliciumlaag voor zijopvulling af tot een dikte van 150-300 wm.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm wordt de siliciumlaag die als opslagelektrode van de sleufcondensator dienst doet afgezet tot een dikte van 100-300 wm, welke siliciumlaag in contact komt met het zijoppervlak van het overgangsgebied van de transistor door openen van de thermische oxidefilm onder toepassing van natte etsing. · 35 Volgens nog een andere voorkeursuitvoeringsvorm wordt de siliciumlaag anisotroop gëëtst onder toepassing van reactieve ionenetsing op zodanige wijze dat de resulterende silicium-zijopvullingslaag slechts de zijwand van de sleuf bedekt voorzover deze dieper is dan de diepte van de transistorovergang.

De werkwijze volgens de uitvinding zal worden beschreven aan de hand van de tekening, waarin: 40 - de figuren A-D doorsneden zijn van de inrichting, om de bewerkingsopeenvolging volgens de uitvinding uit te leggen.

De procedure van de werkwijze volgens de uitvinding zal in detail worden beschreven aan de hand van een voorbeeld van de fabricage van een STC-structuur met een N-MOS-transistor.

45 Eerst wordt, zoals weergegeven in figuur A, de sleuf gevormd tussen de stuurelektroden 1 van een transistor onder toepassing van de fotolithografie- en de RIE-techniek. Vervolgens laat men een oxidefim 3 met een dikte van enkele tienden wm thermisch groeien.

Vervolgens worden de doteermiddelen 5a van het p-type door ionen-implantatie aangebracht om een elektrische isolatie te verschaffen in de bodem van sleuf 2. De dosis en de energie van de ionenimplantatie 50 worden bepaald rekening houdend met de dikte van de oxidelaag, met het doteringsniveau van de later afgezette opslagelektrode-siliciumlaag 5, als weergegeven in figuur B, en met ionenimplantatiebeschadigin-gen.

Na de ionenimplantatie wordt een ongedoteerde polykristallijne of amorfe siliciumlaag 4 afgezet, tot een dikte van 150-300 nm, zoals weergegeven in figuur C, siliciumlaag 4 wordt anisotroop geëtst door RIE 55 onder achterlating van slechts de silicium-zijopvullingslaag 4a die de zijwand van de sleuf 2 beneden het N*-overgangsgebied 8 van de transistor bedekt.

Vervolgens wordt de thermische oxidelaag 3 nat geëtst zodat precies het gedeelte van de zijwand van

Claims (4)

4 9 193765 2 het NP-overgangsgebied wordt opengelegd. In deze werkwijze blijft de oxidatiefilm 3a die de zijwand beneden overgang 8 bedekt intact daar deze wordt beschermd door silicium-zijopvullingslaag 4a. De 100-300 nm dikke siliciumlaag 5, die als opslagelektrode van de condensator dienst doet, wordt afgezet, zoals weergegeven in figuur D. Het condensatorgebied wordt gedefinieerd onder toepassing van conventio-5 nele foto-etsing. Vervolgens wordt de dunne diëlektrische laag 6 afgezet, en vervolgens bedekt met polykristallijn silicium 7 voor de tegenelektrode. De hierboven beschreven, door de werkwijze volgens de uitvinding geproduceerde STC-structuur heeft voordelen ten opzichte van de stand van de techniek: W (1) Het siliciumsubstraat 5a onder de boom van sleuf 2 wordt gedoteerd met doteermiddel van het p-type, waardoor de lekstroom door de bodem van de sleuven wordt verminderd. (2) Daar de opslagelektrode-siliciumlaag 5 gladde concave hoeken heeft rondom de bodem van de sleuf kan de dunne diëlektrische laag met een gelijkmatige dikte worden afgezet, en zonder elektrisch zwakke plekken waar ladingen kunnen weglekken. Op deze wijze kunnen condensatoren met een grote betrouw-15 baarheid, met een verminderde lekstroom tussen de elektroden, worden gefabriceerd. Op grond van de beschreven gunstige aspecten kan de onderhavige STC-structuur worden toegepast voor een DRAM van hoge dichtheid boven 4M, waarbij de sleuven dieper en de afstanden tussen de sleuven kleiner zijn. 20

1. Werkwijze voor de vervaardiging van gestapelde sleufcondensatoren, waarbij a) in een substraat een sleuf voorzien van zijwanden en een bodem wordt gevormd tussen poorten van 25 transistoren en in de sleuf een thermische oxidefilm wordt aangebracht ter vermijding van lekstromen door de zijwanden van de sleuf; b) aan elke zijwand van de sleuf onder een voorafbepaald niveau een zijstandhoudende siliciumlaag wordt gevormd door het afzetten van een siliciumlaag in de sleuf en het uitvoeren van anisotrope etsing van de siliciumlaag; 30 c) de oxidefilm wordt verwijderd waar deze niet wordt beschermd door de zijafstandhoudende silicium laag; en d) in de aldus gevormde sleuf de condensator wordt gevormd e) met het kenmerk, dat een doteermiddel (5a) wordt aangebracht door middel van ionenimplantatie van een soort met tegengestelde geleidbaarheid ten opzichte van die van het transistordiffusiegebied in het 35 substraat aan de bodem van de sleuf (2) ter vermindering van de lekstromen door de bodem van de sleuf (2), waarbij f) een zijafstandhoudende siliciumlaag wordt aangebracht die alleen de zijwand van de sleuf bedekt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 en 2, met het kenmerk, dat men na de ionenimplantatie een ongedoteerde polykristallijne of amorfe siliciumlaag voor zijopvulling afzet tot een dikte van 150-300 nm.

3. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de siliciumlaag die als opslagelektrode van de sleufcondensator dienst doet wordt afgezet tot een dikte van 100-300 nm, welke siliciumlaag in contact komt met het zijoppervlak van het overgangsgebied van de transistor door het openen van de thermische oxidefilm onder toepassing van natte etsing.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de siliciumlaag anisotroop 45 wordt geëtst onder toepassing van reactieve ionenetsing op zodanige wijze dat de resulterende zijafstandhoudende siliciumlaag slechts de zijwand van de sleuf bedekt voorzover deze dieper is dan de diepte van de transistorovergang. Hierbij 2 bladen tekening