TW402807B - Reduced parasitic leakage in semiconductor devices - Google Patents

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A7 B7 五、發明説明（，） 發明領域： 本發明俗關於裝置及裝置之製造，更特別的是，傜關 於一溝渠電容記億單格。 發明背景： 積體電路（ICS)使用儲存電荷用之電容。例如，記億 體裝置，包括動態RAMs(DRAMs)之隨機存取記億體（RAMs) ，儲存電荷於一電容中。在電容中之電荷位準Γ 〇 ”或” 1") 代表一資料位元。 一 f) R Α Μ 1 C包含一由列與行互相連接而成之記億單格陣 列，典型地，列舆行之連接通常分別被稱為字元線及位 元線。自記億單格讀取資料或將資料寫入記億單格偽由 啓動適當之字元線及位元線而達成。 經漓部中央標準局貝工消费合作社印裝 ("先閱讀背面之注意事項再填«?本頁) 一 DRAM記憶單格通常包含一金颶氧化半導體場效應電 晶體（Μ 0 S F E T )與電容相連。電晶體包含一閘極及第一及 第二擴散區域。第一及第二擴散區域傷依據電晶體之操 作而分別稱為汲極及源極。為了方便，名稱汲極及源極 可互相對調。電晶體之閘極與字元線耦合，而源極則與 位元線耦合。電晶體之汲極偽耦合至電容或儲存節點。 施加一適當之電壓至電晶體上之閘開關，形成一至電容 之導電路徑。當關閉電晶體時，亦關閉了導電路徑。 溝渠電容常常使用於DRAMs。溝渠電容偽一形成於矽 基Η中之三維結構。傳統溝渠電容包含一蝕刻進入基片 之溝渠。溝渠通常是由η +摻雜多晶所填充，作為電容之 一板（電容在比稱為儲存節點）。電容之第二板偽稱為” 本纸張尺度適用中國國家#準（CNS ) Λ4现#, ( 1 402807 ΑΊ Β7 經漭部中央標準局負工消费合作社印製 五、發明説明（ > ) 1 1 埋 m 板 " 9 偽由例如自- -摻雜源往外擴散Γ +摻雜進入環 1 1 繞 溝 渠 之 低 部 分 所 形 成 〇 提 供 一 介 電 層 來 分 隔 形 成 電 容 1 1 之 兩 板 Ο 為 了 避 免 或 減 少 延 溝 渠 上 部 分 之 寄 生 漏 電 至 —‘ 請 1 先 1 可 接 受 的 程 度 > 在 其 中 提 供 —* 夠 厚 之 氣 化 環 氧 化 環 通 閱 讀 1 常 厚 的 是 以 減 少 寄 生 漏 電 到 少 於 每 E30 早 格 1 f A之大小。 背 1 I 之 1 持 續 地 要 求 縮 小 裝 置 已 經 促 進 了 具 有 較 大 密 度 及 較 小 注 意 1 事 1 特 性 尺 寸 及 αο 早 格 區 域 之 DR AM 設 計 〇 例 如 > 設 計 規 則 已 至 項 1 0 . 2 5 Μ ΙΒ縮小至約為〇 .1 2n in或更低。 在較小之基則時， 在 填 寫 本 1 裝 儲 存 節 點 擴 散 及 埋 m 板 之 間 之 垂 直 寄 生 Μ 0 S F ET 漏 電 之 控 頁 1 I 制 變 得 有 問 題 9 這 是 因 為 較 小 的 溝 渠 尺 寸 之 關 偽 〇 這 1 1 是 因 為 較 小 溝 渠 開 P 需 要 一 對 應 之 環 厚 的 減 少 以 促 進 溝 - 1 1 渠 之 镇 充 〇 妖 /\\\ 而 * 為 了 減 少 寄 生 漏 電 到 低 於 一 可 接 受 程 1 - 訂 度 9 環 厚 需 約 為 2 5 至 7 0 n 5 il 是 根 據 電 壓 操 作 情 況 〇 如 1 此 之 厚 環 阻 礙 了 較 小 溝 渠 之 填 充 〇 1 | 另 一 個 減 少 産 生 漏 電 之 技 術偽增加電 晶 體 之 井 之 摻 雜 濃 1 度 〇 然 而 ， 提 昇 摻 雜 濃 度 增 加 耗 盡 區 中 之 電 場 9 造 成 接 1 ! 合 漏 電 之 高 度 增 加 〇 這 持 別 符 合 於 當 矽 中 有 結 晶 缺 陷 時。 A I 在 上 述 的 討 論 中 9 最 好 是 提 供 具 有 低 寄 生 漏 電 之 小 溝 1 | 渠 電 容 〇 1 1 發 明 概 述 : 1 I 本 發 明 傜 關 於 溝 渠 電 容 記 憶 C30 単 格 〇 根 據 一 實 施 例 > 假 1 1 使 提 供 擴 散 區 於 與 環 區 相 鄰 之 基 片 中 1 則 擴 散 區 與 環 區 1 1 白 動 調 齊 〇 擴 散 區 增 加 寄 生 M0 SF E T 電 晶 體 之 閘 極 臨 限 電 1 I m > 此 閘 極 臨 限 電 壓 係 由 節 點 擴 4 - 散 ， 埋 m 板 > 及 環 所 産 1 1 1 1 1 1 本*氏认乂度適用中國國家標皁（CNS ) ( 2Ι0Χ 2<） 402807 A7 B7 五、發明説明（今） 生。藉由增加閛榷臨限電壓，可在電容中使用一薄環， 目同時逹到所要之漏電程度。 圖式之描述： 第1圖顯示一傳統溝渠電容DARM單格； 第2圖顯示根據本發明之一實施例之溝渠電容DRAM單 格； 第3 a - e圖顯示根據本發明之一實施例用於形成溝渠電 容DRAM單格之一程序。 本發明之描逑： 本發明傜關於使用於一積體電路UC)中之溝渠電容記 億單格^ 1C包含，例如，一隨機存取記億體（RAM), — 動態隨機存取記億體（DRAM),或一同步DRAM(SDRAM)。例 如待定應用IC ASIC, DRAM -邏輯結合電路（嵌合式DRAM)， 或其他邏輯電路亦很有用。 通常可在晶圓上並聯地形成數個ICs。在製程完成後， 晶圓被切割以分離I C成為各體晶Η。接箸封装晶片，以 産生成品_，用在消費産品中，例如電腦糸统，行動電話 ，個人數位肋理（PDA),及其他電子成品。 參考第1 使用於η通道M0SFET之傳統溝渠電容 DRAM單格1Π0被顯示以促進本發明之討論。此種傳統溝 渠電容DRAM單格係描述於Nesbit所著作之”具有自行調 齊埋藏條之 0.6// rrf 256Mh 溝渠 DARM單格（"A0.6// rrf256 M h Trench DRAM Cell With Self-Aligned Buried S t - -5- 本纸張尺度適用中國國家橾準（CNS ) ( 210x 297公灯） -I I I I I - IV - - - I ^--T____I _\ 1 ^ /.t\ \ (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) - * 經滴部中央標苹局貝工消费合作社印裝 經满部中央標卑局員工消f合作社印裝 402807 Μ Β7 五、發明説明（4 ) r a P ),在此提及以供参考。單格陣列通常係由字元線及 位元線相連接以形成一 D A R Μ晶片。 DRAM單格100包含一形成於基Κ 101中之溝渠電容160, 溝渠通常由重摻雜之η摻雜之多晶矽所填充。多晶係作 為電容之一板，稱為"儲存節點"。由η型摻雜劑所摻雜 之埋藏板165環繞溝渠之低部分。在溝渠之上部分中具 有一環168用以減少寄生漏電。節點介電163分離電容器 之兩板。包含η型摻雜劑之埋藏井170傜提供用於連接 在陣列中之DRAM單格之埋藏板。埋藏井上方具有一 Ρ井 ]73。P井提供用於低漏電riFET之適當操作之正確的摻雜 型及濃度。 HR AM單格亦包含一電晶體110。電晶體包含一閘極112 ,一源極，及一包含η型摻雜劑之汲極11 4擴散區。如 前所述，源極及汲極之設定偽依電晶體之操作而決定。 閘極代表一字元線。因為字元線的閘極與電容器相連接 ，所以通常被稱為”活性字元線"。電晶體至電容器之連 接傜經由一擴散區域125而達成，被稱為”節點擴散 提供一淺溝渠隔離（STI)180用來隔離DRAM單格及其他 單格或裝置。如圖所示，字元線120偽形成於溝渠上方 並&以STI與溝渠隔離。字元線120傜稱為"通過字元線” ，此種結構係稱為祈II位元線之架構。 中間位準介電層1 8 9傺形成於字元線一方。一導電層， 代表位元線，偽形成於中間位準介電層之上方。提供字 元線接觸開口 1 8 β於中間位準介電層中以使擴散1 1 3與位 本纸張尺度適用中國國家標準（（AS ) A4ML仏（2丨0X297公片） (誚先閲讀背而之注意事項乔填寫本页) '^水 402807 A7 B7

部屮决椋"而只T,消於合的社印V 五、發明説明 ( r ) 1 I 元 線 1 9 0相接觸。 1 1 如 前 所 述 産 生 較 小 溝 渠 尺 寸 之 較 小 基 則 需 要 細環 以 1 1 致 能 多 晶 對 溝 渠 之 填 充 〇 妖 而 9 允 許 較 小 溝 渠 填 充之 細 ，—\ 請 1 先 1 環 可 能 不 適 合 用 來 減 少 寄 生 漏 電 至 __* 所 要 位 準 〇 閱 1 I 參 考 第 2 圖 t 顯 示 了 根 據 本 發 明 之 溝 渠 電 容 DRAM 單 格 背 面 1 I 之 1 2 0 〇 〇 如圖所示， 溝渠電容1 60係 形 成 於 一 基 Η 1 0 1中〇 一 注 意 1 事 1 儲 存 節 點 1 6 1俗由具有第- -導電性之重摻雜多晶矽所填充 項 再 1 〇 在 " 實 施 例 中 ， 第 一 導 電 性 偽 η 型 i 其 中 η 型 摻雜 劑包 填 寫 / V 本 衣 含 y 例 如 5Φ (A S ) 或 硫 (P )〇 -* η 型摻雜埋藏板環繞溝渠 頁 1 1 之 低 部 分 » 分 離 儲 存 節 點 及 埋 藏 板 的 偽 一 節 點 介 電層 2 6 3 〇 1 1 在 基 Η 表 面 下 方 提 供 有 一 η 型 埋 藏 井 2 7 〇 〇 在埋藏η - 1 1 井 中 之 最 高 摻 雜 劑 濃 度 % 在 埋 m 板 之 上 方 以 便 將 其連 接 1 - 訂 於 陣 列 中 DR AM αο 早 格 之 埋 藏 板 〇 在 埋 藏 η 井 上 方 一包 含 1 具 有 第 二 導 電 性 之 摻 雜 劑 之 摻 雜 區 〇 在 一 實 施 例 中， 第 1 I 二 導 電 性 偽 P 型 > 包 含 了 如 硼 之 摻 雜 劑 Ρ井之摻雜區 1 偽 用 來 提 供 適 田 的 陣 列 電 晶 體 之 摻 雜 > 通 常 井 中 具有 約 1 1 3 - 8 X 1 0 1 7 C πΓΞ s之最高摻雜濃度。 I 在 溝 渠 之 上 部 分 中 提 供 有 介 電 環 〇 環 包 含 5 例 如， 由 1 I T E 0S 之 分 解 而 形 成 之 氯 化 物 〇 環 偽 擴 散 區 2 2 5及埋藏板 1 1 之 間 之 寄 生 Μ0 S F ET之 閘 氣 化 物 j 形 成 一 寄 生 電 晶 體，其 1 I 閘 極 係 由 溝 渠 中 之 摻 雜 多 晶 矽 所 代 表 〇 因 此 ϊ 環 夠厚 以 1 1 便 提 高 寄 生 電 晶 體 之 閘 極 臨 界 電 壓 (V Τ )C 1 1 根 據 本 發 明 之 一 實 施 例 ) 在 與 溝 渠 電 容 之 環 區 相鄰 之 1 I 基 片 中 提 供 擴 散 區 2 6 9〇 擴散區包含具有與埋藏板及 -7- I 1 1 1 1 1 本紙张尺度滴用中阉囤家標彳（rNS ) Λ4规招（210X 297公犮） 402807 Αν _ B7 五、發明説明（“） 擴散區225相反之導電性之摻雜劑。在一實施例中，擴散 區269包含P型摻雜劑，如硼。在擴散區中硼之濃度係高

I 到足以增加寄生電晶體之V τ以便減少漏電流。在一實 施例中，硼濃度偽介於5 X 1 0 π至2 X 1 0识c nr3之範圍内 。擴散區269使得能夠使用細環而不會造成過大之寄生漏 電流。 D R A Μ單格更包含一具有閘極1 1 2 ,源極1 1 3 ,及汲極1 1 4 之電晶體110。汲極及源極偽由植入η型摻雜劑，例如硫 所形成。電晶體與電容之連接傜藉由節點擴散1 2 5所達成。 為了隔離DRAM單格及其他裝置或陣列中之單格，提供 一淺溝渠隔離（STI)280。一由STI隔離之通過位元線傜 包含於溝渠之上以形成一折疊位元線之結構，其他種類 之位元線結構，例如開或開折叠亦可被使用。 在字元線上的俗一中間位準介電層2 8 9。中間位準介 電包含，例如，摻雜之矽玻璃，如矽硼磷酸玻璃（BPSG) 。其他種類之摻雜矽酸玻璃，如磷酸玻璃（PSG)或硼矽 酸玻璃（BSG)皆是有用的。或者也可使用未經摻雜之矽 酸玻璃，如TE0S。在介電層上形成一位元線，藉由位元 線接觸開口來接觸源極。接逹DRAM單格係由提供適當的 電壓至字元線及位元線來達成，使得能夠將資料寫入溝 渠電容或是自溝渠電容讀取。 第3a-e圖顯示根據一實施例用於形成DRAM單格之製程 。如所描述，製程形成η通道DRAM單格。然而，熟悉本 領域之技藝人士可了解的是製程亦可用來形成P通道 DRAM單格。 參考第3a圖，提供基Η 301及製造於其上之DRAM單格。 本纸張尺度诚用中國®家標肀.((’NS ) Λ4規格（21〇X 297i^T ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝_ -11 經漪部中央標隼局員工消費合作社印裝 402807 A7 B7 五、發明説明（7 ) 基H,例如，偽一矽晶圓。其他基片，如絶緣體上之矽 (s ο I)或其他半導體材料亦很有用。例如，基Η可以以 一預定導電性之摻雜劑輕摻雜或重摻雜以達成所要的電 氣特性。基Η之主要表面並不重要而任何適當的取向亦 是有用的，例如（100)，（11〇),或（111)。在一範圍實施 例中，基片傜以P型摻雜（P-),例如硼，來輕摻雜。硼 之濃度約為1-2X1 〇16cm_3。基Η中亦形成有一包含磷或 砷摻雜劑之η型埋藏井370。已知有各種用於埋·井之技 術。η型摻雜劑之最高濃度，約為1 X 1 017至2 X 1 0 18c m_3 ,偽置放於基片區中，位於隔離環氧化物之底部。 襯墊疊3 9 5偽形成於基Μ表面上。襯墊叠包含，例如，一 襯塾氣化層3 9 6 , —磨光阻丨h層3 9 7，及一硬光罩層3 9 7。 磨光停lh層包含，例如，氮化物，而硬光罩包含TE0S。 其他材料，例如B P S G , B S G ,或S A U S G亦可用於硬光罩層。 硬光罩層傜使用傳統石板印刷技術來製作圖案以界定 用於形成儲存溝渠之一區3 1 5。此種技術包含澱積一光阻 層399並選擇性地將其曝露於曝露源及光罩。根據光阻是 正型或負型光阻，光阻之曝露或非曝露部分俗在發展階 段被移除。結果，在區315中之襯墊畳並未被光阻層保護 。接著移除區315中之襯墊《(硬光罩，襯墊氮化物，及 襯墊氧化物），曝露其下之矽基Η。搛墊堆簦層之移除係 藉由，例如，反應離子蝕刻而達成（RIE)。 棺入摻雜劑進入基Η以增加垂直寄生電晶體之臨界電 壓（vT),使用光附及襯墊埋叠層作為植入光罩。植入基 -9 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4%#, ( 210χπ7公兑） (詞先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 装. 、1Τ 402807 A7 B7 妗淖部屮"#卑兵τ_消粉合竹ίι印ν· 五、發明説明 ( ί ) 1 1 Η 中 之 摻 雜 劑 之 導 電型 係 與用 於埋 藏 板之 導 電 型相 反。 1 1 在 . 實 施 例 中 9 導 電型 偽 P型 ,包 含 了 B 摻 雜 劑。 植入 1 1 係 以 足 夠 之 能 量 及 劑量 來 執行 以在 溝 渠電 容 之 環區 中找 ，s 1 先 1 出 硼 摻 雜 劑 之 最 高 濃度 因此 可以 增 加寄 生 電 晶體 之V τ 閱 讀 1 1 ， 進 而 減 少 寄 生 漏 電至 所 要位 準。 寄 生漏 電 被 減少 到小 背 面 1 I 之 1 於 或 等 於 If a / οα 单 格 。在 一 實施 例中 » 能量 及 劑 量俗 2 0 0 - 注 意 1 事 1 3 5 0 k e V 在 約 1 . 5 - 3 . 5 X 1 0 1 3 C ΠΓ2 且最好是2 2 0 -3 0 0 k e V在 項 再 1 約 1 . 5- 2 . 5X1 0 1 3 C VT2 〇 如此， 寄生電晶體V T 調節 植入像 填 寫 本 ( 、裝 有 利 地 白 行 調 齊 〇 即， V π 「植入使用襯墊堆叠作為植入光 頁 、y 1 I 罩 > 而 因 不 需 要 額 外的 光 蝕刻 步驟 來 形成 擴 散 區。 1 1 在 植 入 後 移 除 光阻 層 〇接 著對 基 片進 行 夠 久之 退火 I 操 作 以 便 將 硼 摻 雜 劑側 地 擴散 出溝 渠 區， 形 成 擴散 區369 1 ' 訂 〇 如 所 見 > 擴 散 區 3 6 9側向延伸超過代表溝渠側壁之垂直 1 虛 線 36 8延ft _超過虛線之擴散區部分俗用來增加寄生電晶 1 I 體 之 V Ί ，〇 退火係足以自側壁驅動摻雜劑約2 0- 150η Β長（由 1 | 虛 線 3 6 8所示） 〇 通 常， 退 火約 為 850 至 950 °C 且 維持 1至10 1 1 分 鐘 » 最 好 是 約 85 0°C且雒時5 分鐘。 快速熱退火（RTA)亦 I 很 有 用 〇 1 1 參 考 第 3 B 圖 9 用 於形 成 溝渠 電容 DRAM 單 格 之 製程 繼缠 1 1 下 去 5 且 偽 使 用 傳 統技 術 0此 種技 術 像描 述 於 如N e s b i t 1 I 等 所 箸 之 ”具有自行調齊埋藏條之- -0 .6 μ nf 2 5 6 M b溝渠 1 1 1) R AM DO 単 格 -( A 0 . 6 >u nf 2 56Mb T r e n c h DRAM C el 1 W i t h 1 1 S e If -A 1 i gn e d Β 11 r i e d St rap) 。使 用 襯墊 堆 叠 作為 RI E 1 I 光 罩 來 執 行 各 向 異 性之 蝕 刻， 如RI E〇 R I E移 除 基Η 材料 1 1 以 形 成 深 溝 渠 30 3， 如圖所示， 擴散區3 6 9仍 留 在將 形成 1 I - 10- 1 1 本紙仏尺度述ifl中國1¾家標彳（rNS ) Λ4規格（2!0、X 297公f ) 402807 A7 B7 五、發明説明（9 ) 環之基片區中。因為具有植入離子之基Η區偽由RIE移 除，所以不用考慮裝置在活性區中之植入損害。如此， 植入並不損害埋藏條接合漏電，而不像會産生矽瑕痰之 毯式植入。 參考第3C_,形成一 η型埋藏板355。埋藏板傷《由， 例如，提供一摻雜源及往外擴散摻雜劑進入基Η而形成 。這包含以一層砷矽酸玻璃（ASG)襯墊溝渠作為摻雜劑 源。 一 1E0S細層傷形成於ASG之上。TEOS確保填充溝渠之 光阻之黏合。接箸以光阻填充溝渠。然後將光阻形成凹 口，並曝露溝渠上部分中之AS G層。曝露之AS G僳由一濕蝕 刻製程移除。光阻的剩餘部分則自對ASG有選擇性之溝渠 中移除。包含TEOS之介電層傺澱積在溝渠上。TEOS層避 免As自行摻雜曝露之矽側壁之上部分。執行退火過程以 自ASG往外擴散As進入矽中，而産生一埋藏條3 6 5。其他 形成埋藏板之技術亦很有用。 在晶圓表面上形成一介電層363，覆蓋溝渠之内部。 介電層作為節點介電，用來分離電容板。在一實施例中 ，介電層包含一澱積之氮化物及其後之氧化物。氮化物層 偽由在FTP工具中之CVD形成。之後在約900 °C之溫度下生 長熱氧化物。氮化物/氧化物（NO)層之使用增進了節點介 電之品質。之後澱積一 η型重摻雜多晶347，填充了溝 渠並覆蓋基片表面。 基片表面通常平面化至節點介電層，同時提供平面表 -1 1 - 本纸张乂度蝻川屮(代屮（CNS ) Λ4規格（210X 297公f ) (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

402807 A7 B7 經漓部中央標隼局貝工消費合作社印裝 五、發明説明（ ) 1 1 面 及 多 晶 〇 妖 後 將 節 點 介 電 及 基 片 表 面 上 之 硬 光 罩 層 以 1 1 濕 蝕 刻 移 除 〇 濕 蝕 刻 柢 用 於 氮 化 物 及 多 晶 並 留 下 一 多 1 1 晶 釘 突 出 於 襯 墊 氮 化 物 層 之 上 方 〇 多 晶 妖 /1 後 由 化 學 Uik m 械 請 1 先 1 磨 光 (C Μ Ρ )法來磨光至襯墊氮化物層。 閲 ή 1 參 考 第 3 d 圖 1 執 行 針 對 氡 化 物 層 之 Π I E以將溝渠中之多 背 1 1 之 1 晶 形 成 凹 □ 〇 多 晶 被 凹 入 至 環 所 在 之 底 部 〇 之 後 j m 由 意 1 f 1 濕 蝕 刻 來 移 除 節 點 介 電 層 〇 濕 蝕 刻 偽 針 對 矽 〇 如 此 9 可 項 | Si 移 除 節 點 介 電 層 而 不 需 要 移 除 多 晶 〇 填ί 寫 本 裝 介 電 層 係 形 成 於 基 Η 及 溝 渠 之 表 面 〇 在 __- 實 施 例 中 9 頁 -^ 1 I 介 電 層 傺 首 先 生 長 一 薄 熱 層 妖 後 澱 積 一 層 Τ Ε 0 S 於 其 上 而 1 1 形 成 0 介 電 層 俗 由 一 R I Ε所蝕刻。 R I E 白 表 面 襯 墊 氣 化 物 - J 1 堆 « 及 Μ P 底 部 移 除 介 電 層 ， 曝 露 了 摻 雜 之 多 晶 〇 介 電 I - ΐ 丁 層 傜 留 在 矽 倒 壁 上 以 形 成 —- 環 3 6 8。 由於擴散區3 6 9之 存 1 在 » 介 電 層 不 需 要 麼 厚 來 減 少 寄 生 漏 電 至 所 要 位 準 〇 1 I 例 如 » 介 電 環 可 能 為 1 5 -2 5 ΤΊ 111厚 〇 1 I 澱 積 一 第 二 層 之 η 型 重 摻 雜 多 晶 3 4 8， 瑱充溝渠及基Η I 1 表 而 〇 執 行 CM Ρ以提供具有多晶3 48及 襯 墊 氮 化 物 層 34 2之共 \ | 同 平 面 表 面 〇 接 箸 針 對 氮 化 物 及 氣 化 物 將 多 晶 凹 入 〇 凹 1 口 夠 深 使 得 能 夠 在 摻 雜 之 多 晶 34 2上方形成埋藏條。 之後 1 1 1 氧 化 璟 之 上 部 分 被 凹 入 使 得 能 夠 白 摻 雜 多 晶 將 摻 雜 劑 1 I 擴 散 進 入 基 Η 〇 接 箸 澱 積 一 層 本 質 多 晶 於 基 Η 表 面 » 覆 1 1 蓋 襯 墊 氣 化 物 並 镇 充 溝 渠 〇 接 箸 磨 光 多 晶 並 以 R I Ε將其 1 1 凹 入 以 形 成 埋 藏 條 3 4 9〇 1 I 參 考 第 3 e 圖 界 定 了 DR AM C3D 早 格 之 活 性 區 〇 接 著 藉 由 如 1 1 1 2 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4蚬枱（210 X 297公兌） 402807 A7 B7 五、發明説明（'_ ) ,RIE各向異性地蝕刻單格之非活性區，而提供一用於 STI之淺溝渠。如圖所示，淺溝渠重叠約一半或更小之 i 溝渠，最好應該重叠約一半之溝渠。淺溝渠接著以一介 電材料镇充，介電材料包含，例如T E 0 S之二氧化矽S i 0 2 。可提供一氮化物内襯層來内襯淺溝渠以防止氣擴散進入 矽及多晶側壁。需要將介電材料退火來強化其密度。退 火亦自溝渠中之摻雜多晶經過條349向外擴散摻雜劑以 形成擴散區3 2 5。 在晶圓表面上形成一氧化物層。氧化物層，稱為”閘 極犧牲層”，作為用於其後植入之屏蔽氧化物。然後形 成DRAM單格之η通道接達電晶體之P型井。為了形成P 井，在氣化物層之上方澱積一光阻層且適當地在其上製作 画案以曝露Ρ井區。如圖所示，Ρ型摻雜劑，例如硼被 植入井區。將摻雜劑植入夠深以避免穿透且減少薄片電 阻。摻雜劑被分布成能達成所要的氣電特性，例如，閘 極臨界電壓（V τ )。 此外，亦形成用於η通道支持電路之Ρ型井。為了在 互補金屬氣化矽（CMOS)裝置中之互補并，亦形成η井， η型井之形成需要額外的光蝕刻及植入步驟，用於界定 及形成η型井。和Ρ型井一樣，η型井亦分布成可達成所 要之PFET之電氣特性。在井形成後，即移除閛犧牲層。 在基Η表面上亦形成接達電晶體之各層。這個包含一 閘極氣化層，一 η摻雜多晶層，及作為蝕刻停止層之氮化 物層。或者多晶層也可包含一多晶矽層，其包含一矽化 物層於一多晶層之上。各種金屬矽化物，例如WSix，也 -1 3 - 本紙張尺度ίΐ川中國國家標中（rNS ) Λ4说格（2丨〇/2S·7公犛） (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈_

、1T 402807 A7 B7 經消部中央標隼局员工消费合作社印災 五、發明説明（ ) 1 1 可 被 使 用 〇 將 這 層 製 成 圖 案 以 形 成 一 閘 極 堆 鲞 4 6 5 , 以 1 1 用 於 DRAM act 単 格 之 電 晶 體 4 6 0。 -通過間極堆昼Ζ 7 0 通 常 形 1 1 成 於 溝 渠 之 上 且 藉 S Τ I與其隔離。 藉由植入η 型摻雜劑， 請 1 先 1 例 如 P 或 As 可 形 成 汲 極 4 7 2及源極4 7 1 〇 在 _. 實 施 例 中 9 閱 讀 1 1 將 P 植 入 源 極 及 汲 極 區 〇 選 擇 劑 量 及 能 量 以 産 生 摻 雜 背 1 | 之 I 劑 分 布 圖 > 其 可 達 成 所 要 之 操 作 特 性 J 例 如 最 小 化 短 通 注 意 1 事 1 道 效 應 及 接 合 漏 電 〇 為 了 改 良 源 汲 及 汲 極 至 閘 極 之 擴 散 項 1 及 調 齊 ， 可 以 使 用 氮 化 物 間 隔 層 (未示）。 為 了 連 接 電 晶 填 寫 本 / H \ 裝 體 至 一 溝 渠 藕 由 向 外 擴 散 摻 雜 劑 經 過 條 4 4 0來産生節點 頁 N_^ 1 I 接 合 4 4 1 〇 1 1 在 晶 圓 表 而 上 形 成 一 介 電 層 4 8 8， 覆 蓋 閘 極 及 基 Μ 表 面 - 1 〇 介 電 層 ， 例 如 ， 包 含 Β Ρ S G 〇 其 他 介 電 層 例 如 TE0S 9 1 * 訂 亦 可 被 使 用 〇 如 圖 所 示 5 蝕 刻 無 邊 界 之 接 觸 開 □ 48 2以 1 便 曝 露 源 極 4 6 1 〇 接著以- -導電材料填充接觸開口， 例 1 | 如 η + 摻 雜 多 晶 矽 ， 以 在 其 中 形 成 一 接 m 釘 〇 ~* 金 屬 層 9 1 I 代 表 一 位 元 線 > 俗 形 成 於 介 電 層 之 上 9 並 經 由 接 觸 釘 與 I 源 極 接 觸 〇 | 在 另 一 實 施 例 中 » 使 用 非 白 行 調 齊 程 序 形 成 擴 散 區 9 1 以 增 加 寄 生 M0 S F ET 之 V*r以 便 減 少 垂 直 寄 生 漏 電 〇 非 白 行 1 1 調 齊 程 序 例 如 包 含 在 襯 墊 堆 蠱 形 成 之 > t. 刖 在 基 片 表 面 1 1 上 形 成 一 光 阻 層 〇 光 阻 被 選 擇 性 地 以 一 曝 露 源 > 及 光 罩 1 1 被 曝 露 光 罩 界 定 了 用 來 形 成 溝 渠 電 容 器 之 溝 渠 > 光 阻 1 1 部 分 在 發 展 後 被 移 除 ) 曝 露 將 形 成 溝 渠 之 區 之 基 Η 表 面 1 I 〇 妖 後 對 基 片 植 入 適 當 的 摻 雜 m 劑 量 及 能 量 以 達 成 1 1 14 1 1 1 1 木纸伕尺度適用中國國家榡率（CNS ) A4«L枋（210X ） 402807 A7 五、發明説明（〇 程基容 悉對描有 火於電 熟下述所 退 ，渠 而圍上之 行後溝 然範由括 執之成 ，之應涵 。。形 示明不其 除區以 顯發圍及 移散程 及本範圍 被擴製 述離之範 後張續 描偏明利 序擴繼 來不發專 程及Η例在本請 入散， 施可此申 植擴疊 實解因之 在要堆 各了 。附 。 阻需墊 考將變所定 光依襯 参士 改由界 ，劑一 已人 0 需來 圖雜成。明«§ 而物 布摻形格發技行，等 分得上單本之進定相 的使面憶然域明界與 要，表記雖領發來圍 所序 Η 器 本木述範 ---------____,__-丁 分 、-0 (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) ， 」 經满部中央標準局貝工消f合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4%枯（210X2W公疗） 402807 A7 經满部中央標嗥局員工消f合作社印焚 B7五、發明説明（K ) 參考符號説明 100 .... DRAM單格 1 1 0 ....電晶體 1 1 2 ....閘極 1 1 3 ....源極 1 1 4 ....汲極 1 2 0 ....字元線 125——擴散區 】6 0 ....溝渠電容 1 (1 1 ....多晶砂 1 6 3 ....節點介電 1 β 5 ....埋藏板 1 6 8…·環 170____埋藏井 1 7 3 .... Ρ 梨井 180____淺溝渠隔離 1 8 6 ....位元線接觸開口 1 8 9 ....中間位準介電層 1 9 0 ....位元線 200....溝渠電容DRAM單格 2 6 3 ....節點介電層 2 0 9 ....擴散區 2 7 0 ____η型埋藏井 3 0 1 ....基 Η-16- --------Ί 裝--------訂------ (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 、 本紙張尺度適用中國® ·4:彳( CNS ) Λ4说枋（2丨0乂2叩.公兌） 經溁部中央標率局貝工消費合作社印裝 402807 A7 B7 五、發明説明（^ ) 4 G 5 .. •.閘 極 堆 # 3 4 2… • •襯 墊 氮 化 物 層 4 6 0.. • •電 晶 m 4 7 0.. • ‘通 過 閘 極 堆 # 3 6 8.. .垂 直 虛 線 3 6 9·. •.擴 散 U 3 7 0.. ..η 型 埋 藏 井 3 15.. • •區 3 1 5 3 0 3.. • •深 溝 渠 3 9 6.. •襯 墊 氣 化 物 層 4 7 1.. •.源 極 3 4 2.. • •襯 墊 氮 化 物 層 4 8 2 .. .接 觸 開 P 3 4 7.. ..η 型 摻 雜 多 晶 3 6 3.. • •介 電 層 3 6 5.. •.埋 藏 板 4 7 2.. • •汲 極 3 4 8… • •多 晶 3 4 9.. ..埋 m 條 3 2 5.. .•擴 散 區 3 4 7.. …η 型 摻 雜 多 晶 10 1.. ..基 Η 10 1 2 8 0… •.淺 溝 渠 隔 離 2 2 5.. .•擴 散 區 -17- ---------?裝-- (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '1Τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )以叱格（2Ι0Χ297公片） 40^807 kl B7 五、發明説明（士） 2 2 I)....通過字元線 2 8 9 ....中間位準介電層 3 9 5 ....襯墊堆蠱 3 9 7 ....磨光停止層 3 9 9 ....光阻層 3 4 9 ....埋藏條 4 4 1 ....節點接合 4 4 0…·條 4 88 ....介電層 4 f> 1 ....源極 -----------* 'y^--------* 丁------泉 u^>* ，-0 /:.:¾v (誚先閲讀背而之注意事項再填寫本頁) ， · 經满部中央標準局K工消费合作社印^ 本纸張尺度適用中國國家#準（CNS ) Λ4規枯（2丨0, 、

Claims (1)

1. 402S07 A8 B8 C8 D8 六、6¾利範圍 .擊 ^單格包含： 體包含一閘極及第一及第二擴散區； 形基片中之溝渠電容，其中溝渠電容包含一在 溝渠上部分中之介電環，一在環繞溝渠電容低部分之 基Η中之埋藏擴散區，一在電氣連接電晶體及電容之 環上之節點擴散區； 一在與環相鄰之基Η中之第三擴散區，第三擴散區 包含一足以増加由環，埋藏擴散區及節點擴散區形成 之寄生電晶體之閘極臨界電壓之摻雜劑濃度，以便減 少漏電。 --------ί^------------i I m (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉率局負工消费合作社印裂 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）