TW302544B - - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 發明領域 本發明關於諸如動態隨機存取記憶（DRAM)的半 導體裝置和其製造方法。 相關技藝說明 近年來，半導體裝置的密度和速度增高，所以D RA Μ的製造需要較多步驟而變更複雜，令DRAM製造困難 。隨著較髙密度和較高速度的此增加趨勢，以高良率達成 產生便宜裝置的簡單製造方法極重要。 圖5顯示傳統D R AM的例子，由Minoru Kobayas-hi 描述於頒給 Nikkan Kogyo Shinbun Κ. K.的 'VLSI Process Techno logy# 。圖 5 的 DRAM 有 P 型半導體基 底1、裝置隔離的氧化物膜2 (由矽的局部氧化（ LOCOS)形成）、閘極氧化物膜2、多晶矽組成的閘 極4、化學蒸鍍（CVD)所形成的氧化物膜5 β 記憶格之MO S電晶體的源極6 a和汲極6 b都由η 型半導體區組成。也提供由C VD產生爲側壁膜的氧化物 膜7、記億格的位元線8 a、釋放缺陷記憶格的冗餘熔線 8b，8a和8b都由鎢（W)多晶矽化物製成的導電膜 組成。 * DRAM另包含使用CVD所形成的氧化物膜9、使 用低壓CVD所形成並提供儲存結點的多晶矽1 0、使用 低壓CVD所形成並提供格板的多晶矽11·雖未示於圖 請先閱讀背面之注意事項ί .<寫本頁) .裝· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -4 - 3u^iJ44 經濟部中央橾準扃貝工消费合作社印裂 A7 B7_五、發明説明（2 ) 5 ，但做爲電容器之電容絕緣膜的ΟΝΟ膜設在儲存結點 與格板11之間。 另包含在D R A Μ的是使用C V D所產生的氧化物膜 12、第一層的鋁（下文稱爲、A1# )電極線13、使 用SOG處理或蝕回處理等所形成的氧化物膜1 4、第二 層的A 1電極線15、使用電漿CVD形成爲保護膜的氮 化矽膜1 6、形成於冗餘熔線8 b上的腔1 7。 傳統DRAM中，如圖5 ，使用W多晶矽化物所形成 的導電膜做爲釋放缺陷記憶格的冗餘熔線8 b。膜9、 1 2、1 4、1 6組成的極厚多層絕緣膜形成於冗餘熔線 8b。爲使冗餘釋放容易，須蝕刻絕緣膜12、14、 1 6的主要部分，只在最後步驟於冗餘熔線8 b上留下約 200至400nm的絕緣膜9。這須切除冗餘熔線8b 而以非缺陷記憶格取代缺陷記憶格。 因此，在冗餘熔線8 b上形成絕緣膜（亦即氧化物膜 9 )很重要，薄但不露出W多晶矽化合物，以允許冗餘熔 線8 b的容易切斷。由於不同類絕緣膜（亦即9、12、 14、16)組成的多層形成於冗餘熔線8b上，故極難 以良好控制穗定蝕刻這些絕緣膜9、12、14、16〇 所以，冗餘釋放良率也低。 發明概要 本發明解決上述問題，本發明的目標是提供半導體裝 置和其製造方法，有形成於冗餘每線上之絕緣膜的良好膜 本紙張尺度逋用中國國家梂率（CNS )八4規格（210X297公釐) 請先閲讀背面之注意事項ί 寫本頁) 裝. 訂 :線 -5 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（3 ) 厚控制、良好均勻性、相當容易製造、較高冗餘釋放良率 ，而不對傳統製程增加步驟數目。 爲此，依據本發明，提供半導髖裝置，其中記億格和 第一絕緣膜形成於半導體基底上，釋放缺陷記億格的冗餘 熔線形成於第一絕緣膜上，第二絕緣膜覆蓋冗餘熔線’第 三絕緣膜形成於第二絕緣膜上•第三絕緣膜在冗餘熔線正 上方有腔，腔比冗餘熔線寬且與第二絕緣膜表面等髙•沿 著第三絕緣膜的腔底部內周環形留下導體。 以此配置，當蝕刻第三絕緣膜而完整或確實除去第三 絕緣膜時沿著第三絕緣膜之腔底部內周留下的環形導體做 爲蝕刻止塊。可達成冗餘熔線上之絕緣膜厚度的良好控制 性、良好均勻性、極簡單製程、增加冗餘釋放良率· 此外*依據半導體裝置的製造方法，當記憶格形成於 半導體基底上時，同時實施以下處理：第一，第一絕緣膜 形成於半導體基底上；第二，當形成記憶格之電晶體源極 上的位元線時，使用與用於位元線的相同材料，釋放缺陷 記憶格的冗餘熔線同時形成第一絕緣膜上；第三，第二絕 緣膜覆蓋冗餘熔線；第四，當形成記憶格的格板時，利用 與用於格板的相同材料，比冗餘熔線寬的導體形成於第二 絕緣膜上的冗餘熔線正上方；第五，形成覆蓋導體的第三 絕緣膜；第六，使用光阻，比導體窄但比冗餘熔線寬的腔 圖型形成於第三絕緣膜的冗餘熔線正上方；第七，使用光 阻做爲罩，蝕刻第三絕緣膜直到露出導體，藉以將對應於 腔圖型的腔供給第三絕緣膜；最後，經由腔蝕刻導體以露 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意Ϋ項hi,寫本頁) .裝_ ^02344 A7 B7 五、發明説明（4 ) · 出第二絕緣膜。 依據此法，蝕刻第三絕緣膜時使用導體做爲蝕刻止塊 可只完全除去冗餘熔線上的第三絕緣膜。其後，除去導體 而在冗餘熔線上留下第二絕緣膜。因此，本發明的方法允 許冗餘熔線上之絕緣膜厚度的良好控制、良好均勻性、較 易製造、較高冗餘釋放良率、較髙半導體裝置良率。再者 ，與形成記億格的格板同時製成導體，使用與用於格板的 相同材料；因此，不增加半導體裝置之傳統製程步驟數目 0 圖式簡述 圓1是顯示本發明之實施例之D RAM組態主要區的 剖面圖； 圖2是顯示本發明之實施例之D R AM製造方法第一 步驟的剖面圖； 圖3是顯示本發明之實施例之D RAM製造方法第二 步驟的剖面圖； 圖4是顯示本發明之實施例之D RAM製造方法第三 步驟的剖面圖； 圖5是顯示傳統D RAM組態主要區的剖面圖。 % 較佳實施例說明 圖1是顯示賁施例主要區的剖面圖，其中本發明的半 導體裝置用於DRAM。圇1的DRAM包含P型（ 本紙張尺度逋用中國國家搮準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請先閲讀背面之注意事項ki.寫本頁) •裝· 訂 線 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -7 - 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 A7 __B7___五、發明説明（5 ) 1 0 0 )半導體基底2 1、對應於申請專利範圍第一絕緣 膜之LOCOS所形成之裝置隔離的氧化物膜2 2、閘極 氧化物膜2 3、多晶矽組成的閘極2 4、使用CVD所形 成的氧化物膜2 5 » 記億格之MO S電晶體的源極2 6 a和汲極2 6 b都 由η型半導體區組成•也提供由C VD產生爲側壁膜的氧 化物膜2 7、記億格的位元線2 8 a、釋放缺陷記憶格的 冗餘熔線28b，28a和28b都由W多晶矽化物組成 〇 D R AM另包含對應於申請專利範圍第二絕緣膜且使 用C VD所形成以覆蓋位元線2 8 a和冗餘熔線2 8 b的 氧化物膜29'使用低壓CVD所形成之多晶矽的儲存結 點30、格板3 1 a、做爲冗餘熔線28b上之蝕刻止塊 的導體3 1 b ，3 1 a和3 1 b都由使用低壓CVD所形 成的多晶矽組成。本發明的特徵在於··形成記憶格的格板 3 1 a同時多晶矽組成的導體3 1 b也形成於冗餘熔線 28b上，使用與用於形成格板31 a相同的材料》雖未 示於圖1 ，但做爲電容器之電容絕緣膜的ΟΝΟ膜設在儲 存結點3 0與格板3 la之間。 另包含在D R AM的是使用C V D所產生且對應於申 請專利範圍第三絕緣膜的氧化物膜3 2、第一層的A 極線3 3、使用SOG處理或蝕回處理等所形成且對應於 申請專利範圍第三絕緣膜的氧化物膜3 4、第二層的A 1 電極線3 5、使用電漿CVD形成爲保護膜且對應於申請 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1;--------:-參—* — (请先閲讀背面之注意事項4 i,寫本育) 訂 '屎 -8 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 ^〇2B44 B7五、發明説明（6 ) 專利範圍第三絕緣膜的氮化矽膜3 6。 形成於冗餘熔線2 8 b正上方的腔3 7比冗餘熔線 2 8 b寬，與氧化物膜2 9的表面等高。使用多晶矽組成 的導體3 1 b做爲蝕刻止塊，同時蝕刻氮化矽膜3 6、氧 化物膜3 4、氧化物膜3 2而形成腔3 7。絕緣膜與多晶 矽的結合增加上述材料的蝕刻率比以符合蝕刻要求；因此 ，即使設定延長的過蝕刻時間，絕緣膜36、34、32 的蝕刻也完全停止於導體3 1 b ·然後，蝕刻導體3 1 b 。依此方式，36、34、32.組成之極厚絕緣膜的蝕刻 完全停止在導體3 1 b，以極準確的控制可在冗餘熔線 28b上留下氧化物膜29。 因此，本發明允許蝕刻36、34、32組成之很厚 多層絕緣膜的極佳控制性、良好均勻性、相當簡單製造， 不增加傳統D RAM製程的步驟數目。有較高記憶格冗餘 釋放良率和較高D RAM良率* 參照圖2至4，說明本發明之半導體裝置製造方法用 來製造D R A Μ的實施例。製造方法顯示製造圖1之 D R A Μ的方法》 圖2顯示ρ型（1〇〇)半導體基底21、使用 L Ο C Ο S處理所形成之裝置隔離的3 5 0 nm氧化物膜 22、12nm閘極氧化物膜23、多晶矽組成的25 0' nm閘極2 4、低壓CVD所形成的2 8 0 nm氧化物膜 2 5。記憶格之MOS電晶體的源極2 6 a和汲極2 6 b 都由使用離子植入所形成的η型半導體區組成。也顯示由 -------Μ 裝-7. 請先閱讀背面之注意^項ii,.寫本莧 訂 旅 本紙張尺度適用中國國家標串 ( CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 _ _B7 __五、發明説明（7 ) 低壓C VD產生爲側壁膜的1 4 0 nm氧化物膜2 7、記 憶格的位元線2 8 a、釋放缺陷記憶格的冗餘熔線2 8 b ，2 8 a和2 8b都由W多晶矽化物製的3 0 0 nm導電 膜組成。 氧化物膜2 9是使矽酸硼磷玻璃（B P S G )膜流動 所產生的絕緣膜，使用大氣C VD經由8 5 0°C的熱處理 形成；氧化物膜2 9在冗餘熔線2 8 b上形成3 0 0 nm 。儲存結點3 0由5 0 0 nm多晶矽組成，使用低壓 CVD形成於記憶格汲極上* 記憶格的格板3 1 a和做爲冗餘熔線2 8 b上之蝕刻 止塊的導體3 1 b都由使用低壓CVD所形成的1 5 0 n m多晶矽組成。本發明的特徽在於：使用與形成記憶格 之格板3 1 a相同的材料和步驟，做爲蝕刻止塊的導體 3 1 b也形成於冗餘熔線2 8 b上；導體3 1 b比冗餘熔 線2 8匕寬。做爲電容器之絕緣膜電容的ΟΝΟ膜設在儲 存結點3 0與格板3 1 a之間，雖未示於圖2。 圖3中，使BPSG流動產生氧化物膜32，使用大 氣CVD經由8 5 0 °C熱處理形成；氧化物膜3 2在冗餘 熔線導體3 1 b上形成8 0 0 nm ·第一餍的A 1電極線 3 3形成7 0 0 nm *使用SOG或蝕回等形成平坦氧化 物膜34;在氧化物膜32上形成1400nm。 ' 第二層的A 1電極線3 5形成7 0 0 nm。由電漿 CVD產生爲保護膜的氮化矽膜3 6形成1 〇 〇 〇 nm。 光阻膜3 8在冗餘熔線2 8 b上有腔圖型3 9，腔圖型 本ϋ尺度A用中國國家標準（CNS ) A4J^T210 X297公釐) ~ " * 10 - 請先閲讀背面之注意事項vi 寫本頁) -裝. 訂 涑 A7 B7 趣濟部中央棟準局Mrx消費合作.杜印«. 五、發明説明（8 ) 3 9比導體3 1 b窄•此時，形成於冗餘熔線2 8 b之導 體31b上的是looonm氮化矽膜36、1400 nm氧化物膜3 4、8 0 0 nm氧化物膜3 2組成之共 3 2 0 〇11111的絕緣膜9 圖4中’使用光阻膜3 8的腔圖型3 9做爲罩，依序 蝕刻氮化矽膜3 6、氧化物膜2 4、氧化物膜3 2而形成 腔3 7。由於使用導體3 1 b做爲蝕刻止塊來蝕刻，故可 完全氮化矽膜36、氧化物膜34、氧化物膜32 ·絕緣 膜與多晶矽的結合增加材料的蝕刻率比以符合蝕刻要求； 因此，即使設定延長的過蝕刻時間，絕緣膜3 6、3 4、 32的蝕刻也完全停止於導體31b。然後，蝕刻導體 31b。依此方式，36、34、32組成之極厚 3 2 0 0 nm絕緣膜的蝕刻完全停止在多晶矽組成的導體 31 b，以極準確的控制可在冗餘熔線2 8 b上留下氧化 物膜29約300nm。 因此，依據此實施例，DRAM製程中，形成格板 3 1 a同時導體3 lb形成於冗餘熔線28b上，當蝕刻 冗餘熔線2 8 b上的氧化物膜時，導體3 1 b做爲蝕刻止 塊。允許極佳膜厚控制性、均勻性、相當簡單製造*不增 加傳統DRAM製程的步驟數目。結果，可達成較高記憶 格冗餘釋放良率和較髙DRAM良率· ' 上述實施例中，與格板同時且使用與格板相同的材料 ’形成做爲蝕刻止塊的導體；但使用與用於儲存結點相同 的材料可形成導體。 (請先閱讀背面之注意事項一.ii,寫本頁) 裝· 訂 本紙張尺度適用中固國家揉準（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） -11 -

Claims (1)

1. ^0^544 cl _____ D8 六、+請專利範圍 1. 一種半導體裝置，包括： 半導體基底； 形成於半導體基底上的記憶格； 形成於半導體基底上的第一絕緣膜； 形成於第一絕緣膜上以釋放缺陷記憶格的冗餘熔線； 覆蓋冗餘熔線的第二絕緣膜； 形成於第二絕緣膜上且在冗餘熔線正上方有腔的第三 絕緣膜’腔比冗餘熔線寬且與第二絕緣膜表面等高； 沿著第三絕緣膜之腔底部內周環形留下的導體。 2 .如申請專利範園第1項的半導體裝置，其中導體 由多晶矽組成· 3. —種半導體裝置的製造方法，包括下列步驟： 在半導體基底上形成記億格； 在半導體基底上形成第一絕緣膜： 在相同處理步驟於第一絕緣膜上形成釋放缺陷記億格 的冗餘熔線，使用與記憶格之電晶體源極上之位元線相同 的材料； 形成第二絕緣膜以覆蓋冗餘熔線： 在相同處理步驟於第二絕緣膜上之冗餘熔線正上方形 成比冗餘熔線寬的導體，使用與記憶格之格板相同的材料 t 形成覆蓋導體的第三絕緣膜； 在冗餘熔線正上方之第三絕緣膜的部分上形成比導體 窄但比冗餘熔線寬的光阻腔圔型； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --：--------:裝 Ί; (請先W讀背面之注$項再本頁 訂 線_ 經濟部中央標準局属工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 使用光阻做爲罩，蝕刻第三絕緣膜直到露出導體，以 法 方 造 製 的 置 裝 。 體 ;膜導 膜緣半 緣絕之 絕二項 三第 3 第出第。 給露圍成 供以範組 腔體利矽 的導專晶 型刻請多 圖蝕申由 腔腔如體 於由 ·導 應經 4 中 對其 將 ， -I装丨.-----訂------線 (請先閲讀背面之注意事項、本I) ^ 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4洗格（210Χ297公釐） -13 -