^52831 A7 _B7______ 五、發明說明（I ) 本發明偽關於一種DRAH單胞配置及其製造方法。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 通常都試圓以較大之封裝密度來産生一種DRAM單胞 配置。就DRAM單胞配置（其中資訊是以電荷之形式儲 存在記億電容器上）而言所發生之問題是：須在較小之面 積上産生此種記億電容器但又徭具有足夠大之電容，電 荷之信號在謓出資訊時因此不會消失在背景雜訊中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在 K. Hoffiann, VLSI-Entwurf: Μ o d e 1 1e u n d Schaltungen ( 1 3 9 6 )，page 411 至 415 中描述一種具有所 謂折叠式位元線之DRAM單胞配置。由於相似之軌道罨 阻和销合電容，這些相鄰而配置之位元線之背景雜訊是 類似的。在具有折叠式位元線之DRAH單胞配置中，此 條位元線（其是與即將謓出之記億霣容器相連接）之信號 是輿相鄰之位元線之信號（其只由背景雜訊所産生）相比 較。由於此二條位元線相鄰，則背景雜訊之一部份可被 濾除。因此，利用此種差動式之讀出方法可黷出較小之 電荷（其在位元線上産生較小之電壓變化）β記億電容器 之黷出資訊時所需之最小電容較此邸具有所調敗閭式（open) 位元線之DRAM單胞ffi置（即，不需折叠式位元線}者還小。 控制此種待繽出之記憧胞所用之字元線不需舆此種記億 胞（其是與相鄰之位元線相連接）相連接，相鄰之位元線 之信號因此只由背景雜訊所産生β在此種DRAH單胞配置 中，記億胞含有一個電晶體及一個記億電容器，它們相 鄰地配置著。記億胞上方配置第一字元線和第二宇元線 相鄰之記憶胞沿箸字元線而交替地舆第一宇元線及第二宇 線相連接。因此須對記憶胞之«晶醴和記僚霉容器進行配 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 5283 A7 B7 五、發明說明（> ) 置，使不同之記億胞之電晶體和記憶電容器交替地沿著 字元線而相鄰地配置著。位元線垂直於字元線而延伸。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在 T· Ozaki 等人之 0.228 //in 2Trench Cell Technologies with Bottle-shaped Capacitor for 1 Giga-Bit DRAM's, IEDM(19 95) C61中描述一種具有敞開式（opne)位元線之 DRAM單胞配置。記憶胞包含一個平面式電晶體及一個與 其串聯之記憶電容器。在二個記憶電容器（其記憶節點配 置在基板之凹口中）之間配置二個平面式電晶體，其具有 一個共用之源極/汲極區。爲了使記憶電容器之電容增 大，首先須產生此凹口之上部區，其邊緣設置一種氧化 物=然後去除此凹口之底部上之氧化物且使凹口加深， 以便形成此凹口之下部區。此凹口之下部區藉由濕式蝕 刻過程而擴大，使此凹口之下部區之橫切面較上部區之 橫切面還大。由於此凹口下部區之擴大，則電容器介電 質之表面（其覆蓋此凹口之各面）亦增大，記憶電容器之電 容因此亦變大》 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在EP 085 23 96中描述一種DRAM單胞配置，其中爲了 使封裝密度提高而在記憶胞之電容器上方配置此記憶胞 之電晶體。記憶胞之主動區分別由一種隔離結構所圍 繞，隔離結構是配置在基板中。在基板中對每一記憶胞 而言須產生一個凹口 *此凹口之下部區中配置此記憶電 容器之記憶節點且上部區中配置電晶體之閘極電極。電 晶體之上部源極/汲極區，通道區及下部源極/汲極區等各 區域是上下重疊地配置在基板中••下部源極/汲極區在此 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 5283 1 A7 B7___ 五、發明說明Ο ) 凹口之第一邊緣中是與記憶節點相連接。隔離結構鄰接 於此凹口之與第一邊緣相面對之第二邊緣處，使記憶節 點在該處不與基板相鄰接。記憶電容器之電極是藉由摻 雜物質擴散至基板中而形成。就像T. Ozaki et al(如上所 示）所揭示者一樣，凹口之下部區亦須擴大。有一條位元 線鄰接於上部源極/汲極區且在基板上方延伸。閘極電極 是藉由閘極介電質以及隔離結構而與基板及位元線相隔 離。閘極電極鄰接於字元線，而字元線是在位元線上方 延伸。 本發明之目的是提供一種DRAM單胞配置，其具有一 種折疊式位元線，其字元線及位元線是以較高之導電性 而產生且同時是以較高之封裝密度來製成。此外，本發 明亦涉及其製造方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此目的是以一種dram單胞配置來達成，其中這些記 憶胞在基板中配置成行（其平行於y-軸而延伸）和列（其平 行於X-軸而延伸）。一行之記憶胞是與位元線（其在基板之 主面上方延伸）一條位元線相連接。一列之記憶胞是交替 地與第一字元線和第二字元線相連接。此外，這些記憶 胞分別包含一種圓柱形之終端結構。第一字元線之第一 部份是偏離（Offset)記憶胞之終端結構之一而配置在y-方 向中（即，沿著y-軸之正方向中），第一字元線是與終端結 構相連接，於是此終端結構由上方處被重疊而不是被覆 蓋。第一字元線之第二部份是條彤的，延伸於主面上方 且基本上是平行於X-軸且由上方而鄰接於第一字元線之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ 52 8 3 A7 B7 五、發明說明（+ ) 第一部份。第一字元線之邊緣設有隔離用之間隔層 (spacer)。第二字元線之第一部份配匱在記憶胞之相鄰之 第一字元線之間隔層之間。第二字元線之第一部份是與 y-方向相反（即，沿著y-軸之負方向）而偏離記憶胞之終端 結構之一而配置箸，而第二宇元線是與終«结構相連接，使 終端結構由上方處被重叠而不是被覆蹇。第二字元線之第二 部份是條形的，延伸於主面上方且基本上是平行於X-軸 且由上方而鄰接於第二字元線之第一部份且配置於第一 字元線和位元線上方。第一字元線和第二字元線在各列 上重疊。 此外，上述目的是藉由DRAM單胞配置之製造方法來 達成*其中記憶胞產生於各行（其平行於y-軸而延伸）和各 歹[J (其平行於X-軸而延伸）中。就各記憶胞而言須分別產生 圓柱形之終端結構。須產生一些位元線，其分別與一行 之各記憶胞相連接。在記憶胞之終端結構上方施加第一 隔離層。在第一隔離層中產生第一接觸孔，其須使一列 之記憶胞之每一第二終端結構之一部份裸露，以便使第 一接觸孔在y -方向中偏離上述之終端結構而配置著。須 沈積一種導電性材料，使第一接觸孔中塡入第一字元線 之第一部份。沈積第二隔離層。對此導電性材料及第二 隔離層進行結構化’以便產生第一字元線之條形的第二 部份，此第二部分平行於X-軸而延伸，由上方鄰接於第 一字元線之第一部份且被第二隔離層所覆蓋。第一字元 線之邊緣設有隔離用之間隔層。第一隔離層選擇性地對 第二隔離層及間隔層而之被蝕刻，使其餘終端結構之一 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 452831 A7 B7 五、發明說明（r ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 部份裸露出來，於是產生第二接觸孔’其與y-方向相反 而偏離上述之終端結構而配置者。須沈積一種導電性材 料，使第二接觸孔中塡入第二字元線之第一部份’此第 一部份是配置在相鄰之第一字元線之間隔層之間°須對 此導電性材料進行結構化，使產生第二字元線之條形之 第二部份，此第二部份是平行於X-軸而延伸，由上方鄰 接於第二字元線之第一部份且配置在第一字元線及位元 , 線上方。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印數 具有高導電性之材料（例如，WSi, TiSi，MoSi, CoSi， TaSi)較佳是沈積於半導體基板上方，這是因爲這些材料 —方面不良地（即*不均勻地）覆蓋這些邊緣（其例如藉由 凹口而形成在半導體基板中）且另一方面應配置在距半導 體基板一段距離處，以便防止半導體基板被污染。這樣 即可機械應力或防止半導體基板之表面中與沈積有關之 傷害。由於位元線，第一字元線和第二字元線之第二部 份是在基板上方延伸，則這些線可含有導電性較高之材 料。此外，位元線和字元線可同時以DRAM單胞配置之 周邊之電晶體之閘極電極來產生，其中須藉助於遮罩以 蝕刻方法來對此種由導電性材料所構成之層或層序列進 行結構化。在此種情況下這些位元線和字元線都具有所 謂平面式構造。 由於一列之記憶胞交替地與第一字元線和第二字元線 相連接，且位元線使一行（column)之記憶胞互相連接，貝IJ 不會有二個記憶胞是與相鄰之位元線相連接且同時又與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 452831 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印裝 五、發明說明（b ) 相同之字元線相連接。此種DRAM單胞配置因此具有折 疊式位元線。 此種DRAM單胞配置可具有一種較高的封裝密度，這 是因爲只有此種間隔層（spacer)(其能以薄的水平（即’平 行於主面）之橫切面來製成）由側面使桌一子兀線由第一 字元線隔開。
位元線和字元線亦可在記憶胞製成之後才產生。這樣 是有利的，因爲位元線和字元線可由金屬產生，在其產 生之後則不需一些以高溫來進行之步驟*這些高溫步驟 例如會污染DRAM單胞配置之其它部份。由Ti, TiN和W 所構成之層序列例如可被結構化以產生字元線和位元 線。 字元線之產生對終端結構之調整準確性而言是不敏感 的。終端結構由字元線所達成之廣泛的自我調整式接觸 區可使DRAM單胞配置有較高之封裝密度。調整光阻遮 罩以便產生第一字元線及第二字元線時只須確保：上述 之終端結構之一部份被重疊。這是因爲在產生第二字元 線時須遘擇性地對間隔層（spacer))及第二隔_履來進行tt刻， 得第二字元線用之接觸孔可鄰接於第一字元線而產生而 不是產生於第一字元線中。上述之調整準確性較佳是可 達終端結構之寬度之三分之一。 由於對上述調整準確性之不敏感性，則此種dram單 胞配置能以較高之封裝密度產生。第一字元線較佳是具 有一種寬度，此種寬度等於此種dram單胞配置製造時 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---4. ----；----- 一：！1----訂·--II----1 ----^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5^83 A7 B7 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 所用之技術所能製成之結構大小F之最小値。同樣情況 亦適用於下述各種情況：第二字元線’相鄰之第一字元線 之間的間距，相鄰之第二字元線之間的間距以及終端結 構之寬度。這些位元線之間同樣可具有此種寬度和間距 (其値都是F)。在此種DRAM單胞配置之俯視圖中，第一 字元線和第二字元線可交替地以無間距方式直接相鄰而 配置或相重疊而配置。此種記憶胞能以4F2之面積來製 成。 這些終端結構可突出於基板之主面。在此種情況下* 這些終端結構設有其它隔離用之間隔層，位元線之第一 部份在這些間隔層之間相鄰接。位元線之第二部份配置 在位元線之第一部份之間且所具有之寬度較位元線之第 一部份者還大。位元線鄰接於主面且分別在終端結構之 間延伸，各終端結構在X-方向中互相鄰接。這樣所具有 之優點是：位元線可廣泛地自我調整而產生於各終端結 構之間。於是可產生一種隔離區，其圍繞這些設有其它 間隔層之終端結構。藉助於條形之遮罩（其條形平行於各 行而延伸且其分別重疊於一行之記憶胞之各終端結構）， 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 則可在隔離區中產生一些溝渠，其中須選擇性地對間隔 層及第一隔離層來進行蝕刻。然後沈積一種導電性材料 且將之整平直至上述隔離區裸露爲止；使位元線產生於 溝渠中，這些位元線不重疊於終端結構上。這樣是有利 的，因爲這些終端結構之有效橫切面會變小，這樣又可 使終端結構與字元線之重疊區變小。 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 452831 A7 B7 五、發明說明（# ) 若記憶胞包含一個電晶體及一個與此電晶體串聯之記 憶電容器，則此種情況亦在本發明之範圍中。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了使封裝密度提高，則電晶體以垂直式電晶體來構 成時是有利的，於是上部源極/汲極區配置於通道區上方 而通道區則配置於此電晶體之下部源極/汲極區之上方。 爲了使封裝密度進一步提高，則電晶體和記憶電容器 上下重疊地配置著是有利的。 若上部源極/汲極區是與位元線相連接時，則此種情況 亦在本發明之範圍中。終端結構是與電晶體之閘極電極 相連接。 就此種記憶胞而言可在基板中設置一種凹口，在凹口 之下部區中配置此記憶電容器之記憶節點而在凹口之上 部區中配置上述之終端結構。此凹口之下部區之各面都 設有電容器介電質。記憶節點在電性上是與終端結構相 隔離。在凹口之上部區中此凹口之至少第一邊緣設有一 種閘極介電質。至少在第一邊緣上配置終端結構之一部 份且此部份可用作此電晶體之閘極電極。上部源極/汲極 區配置在基板之主面上且鄰接於二個在X-方向中相鄰之 凹口。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了產生此種DRAM單胞配置，則這些凹口在施加電 容器介電質至中央高度以後須以導電性材料塡入。於是 可沈積此種導電性材料，藉由化學機械式抛光法來整平 且然後進行回（back)蝕刻直至中央高度處。然後將電容器 介電質之裸露部份去除，使凹口之只至中央高度處之各 -10- 本紙張尺度適用中國圉家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 452831 A7 B7 五、發明說明（？） 面都設有電容器介電質。然後這些凹口又以導電性材料 塡入直至一種”上部高度（其位於下部區中Γ爲止，使此種 導電性材料在中央高度處和上部高度之間鄰接於基板。 凹口中之此種導電性材料形成-些記憶節點。須產生一 種閘極介電質，使其覆蓋此記憶節點。另一方式是首先 在記憶節點上施加一種隔離材料，然後生長閘極介電 質。終端結構接著產生於凹口之上部區中。閘極介電質 或隔離用之材料使終端結構由記億節點隔開》 若凹口產生於層序列中，使下部源極/汲極區，通道區 及上部源極/汲極區都由此種層序列之各層產生，則此種 情況亦在本發明之範圍中。 較佳是產生下部源極/汲極區，其中藉由退火步驟而使 摻雜物質由上部高度和中央高度之間的記憶節點擴散至 基板中。於是下部源極/汲極區只鄰接於凹口，使不同電 晶體之通道區在電性上互相連接。這樣是有利的，因爲 此種方式可避免浮體效應（Floating-Body-Effect)。 在中央高度上方之電容器介電質之裸露部份被去除之 前施加一種遮罩是有利的，此遮罩可覆蓋凹口之與第一 邊緣相面對之第二邊緣。電容器介電質於是保持在第二 邊緣上，使記憶節點只在中央高度和上部高度之間的第 一邊緣中鄰接於基板。相鄰之凹口之第一邊緣和第二邊 緣之間的間距在此種情況下可減小，而不會在所屬之記 憶節點之間產生漏電流。此種DRAM單胞配置之封裝密 度因此可提高。在產生上述之記憶節點之後可將電容器 -11- 本紙張尺度遶用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂---------線.· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 45283 1 A7 B7 五、發明說明（^) 介電質之裸露部份（其配置在上部高度上方之第二邊緣上） 去除。 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上部源極/汲極區可藉由基板之與主面相鄰接之摻雜層 的結構化而產生。此種結構化一方面是藉由凹口之產生 來進行。另一方面是在y-方向中相鄰之這些上部源極/汲 極區之間產生一些隔離結構。可產生這些隔離結構，其 中在基板中產生其它溝渠，這些溝渠平行於各列（row)而 延伸且配置在各凹口之間。然後在這些溝渠中塡入隔離 用之材料。 上部源極/汲極區可以另一方式產生，其中在產生凹口 及隔離結構之後須進行一種植入過程。 凹口能以自我調整之方式產生於各隔離結構之間，其 中在隔離結構產生之後藉助於條形遮罩選擇性地對隔離 結構來對基板進行蝕刻，其中遮罩之條形垂直於隔離結 構而延伸。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了防止一個凹口之閘極電極控制相鄰凹口之電晶 體，則一些隔離用之結構（其較閘極介電質還厚）配置在凹 口之第二邊緣上是有利的。爲了使封裝密度提高’則這 些隔離用之結構配置在凹口之上部區（不是配置在基板） 中是有利的。爲了產生這些隔離用之結構’首先須產生 一些終端結構，其中在產生閘極介電質之後須沈積一種 導電性材料且藉助於遮罩（其覆蓋凹口之第二邊緣）來對 此種導電性材料進行結構化。終端結構配置於凹口之第 一邊緣且不完全塡滿這些凹口。須產生一些隔離用之結 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210><297公釐）
i、發明說明（u ) 構，其中須沈積一種隔離用之材料且進行回（back)蝕刻》 若電容器介電質具有：第一部份，其覆蓋各凹口之下 部區域之各面直至”下部高度（其位於中央高度之下）”爲 止；第二部份，其較第一部份還厚且在下部高度和中央 高度之間覆蓋凹口之各面1則此種情況是有利的。藉由 下部源極/汲極區，基板和電容器電極依據所選取之導電 型式而形成pnp-接面或npn-接面，此種接面受到記憶節 點之控制而會造成一些漏電流。若電容器介電質在電容 器電極和第二源極/汲極區之間特別厚，則記憶節點不再 可控制此接面而可防止此種漏電流。於是在產生凹口之 後須在整面上施加電容器介電質之第一部份。這些凹口 中塡入導電性材料直至下部高度爲止，下部高度是在中 央高度下方。電容器介電質之第一部份之裸露的部份然 後被去除。在整上施加此電容器介電質之第二部份且藉 由導電性材料表面之非等向性蝕刻而去除。藉由導電性 材料沈積至中央高度處而使凹口又被塡滿。然後又可進 行像上述一樣之方法。 電容器之電極是配置在基板中且鄰接於電容器介電 質。電容器電極可構成基板之所有電容器用之共同之摻 雜層。此種摻雜層在記憶胞產生之前例如可藉由磊晶法 或植入法而產生。另一方式是在凹口中可引入一種摻雜 物質源，在退火步驟時摻雜物質由摻雜物質源擴散至基 板中且在該處形成此摻雜層。 摻雜物質源例如可以是砷玻璃。在產生凹口之後須沈 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 x 297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 b2 8 3 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（α ) 積此種砷玻璃，使凹口之各面被覆蓋。設有此種砷玻璃 之凹口之下部例如須塡入光阻。然後去除裸露之砷玻 璃。有利的是：在去除光阻之後生長一種保護性氧化物。 此種保護性氧化物在隨後之退火步驟中（此時砷由砷玻璃 擴散至基板中）可防止砷之蒸發。電容器電極是由基板 之以砷來摻雜之一部份所產生，此電極圍繞凹口之下部 區。 若第一邊緣是平坦地在上部區中且下部區之面是彎曲 的，則此種情況是有利的。由熱氧化作用所產生之閘極 介電質之生長是與第一邊緣相對於基板之晶體結構之對 準方向有關。若第一邊緣是平坦的，則閘極介電質可均 勻地生長，這是因爲平坦之面對彎曲之面而言顯示一種 對晶體結構所具有之確定之方位。電晶體（其閘極介電質 具有均勻之厚度）之控制特性是和傳統平面式電晶體者相 同且具有一種特別高之斜度下限。若電容器介電質之一 部份由於熱氧化作用而在一種具有一個邊緣之面上生 長，則此邊緣上之氧化物會變成特別薄。因此會在邊緣 之區域中造成一些漏電流。於是，若電容器介電質產生 於一種沒有邊緣之面上，則此種情況是有利的。若電容 器介電質藉由材料之沈積而產生，則此面中之邊緣顯示 出不利之作用，這是因爲在邊緣處會使電場變形’這樣 會使電容器之擊穿電壓變小。 若上部區具有一種基本上是矩形之橫切面，其較上述 下部區之橫切面（其基本上是圓形或橢圓形的）還大，則此 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 -----I--------------1— 訂----！ — -- (請先閱讀背面之注意事項再竣寫本頁) 4 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 i、發明說明（β ) 種情況屬本發明之範圍。於是在藉由材料之沈積及非等 向性之回蝕刻而產生此凹口之上部區之後可在凹口上產 生一些輔助間隔層（spacer)。藉由等向性之蝕刻過程使此 輔助間隔層圓形化，於是各凹D之底部之裸露之部份具 有一種沒有角隅之周邊。然後選擇性地對辅助間隔層進 行非等向性之蝕刻而產生各凹口之下部區。 爲了增大此記憶電容器之電容，則隨後藉由基板之等 向性蝕刻而擴大此凹口之下部區是有利的|於是可擴大 此下部區之橫切面。下部區之此面（其上配置著電容器介 電質）因此亦會擴大，使記憶電容器之電容增大。 以下將描述一種方法，其中可防止：由於蝕刻過程之 有限之選擇性使隔離結構之上表面在凹口產生之後位於 主面之下方。在此種隔離結構產生之前在主面上施加一 種由第一材料所構成之下層且其上施加一種由第二材料 所構成之上層。然後產生上述之隔離結構，其中使用第 一材料以便塡入其它溝渠中。隔離結構之上表面較主面 還高但較上述下層之上表面還低。藉由第二材料之沈積 且將之整平直至下層裸露爲止，則可在隔離結構上方產 生一些由第二材料所構成之輔助結構。然後藉助於條形 之遮罩而產生一些凹口，其中首先選擇性地對第二材料 而對第一材料進行蝕刻，於是隔離結構之上表面在主面 上方保持不變，這是因爲輔助結構可保護上述之隔離結 構。然後產生各凹口，其中須對基板之裸露部份進行蝕 刻，而隔離結構和下層則作爲遮罩用。由於蝕刻過程之 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐〉 I ： I I I — ^ i I-------— — It---線 (請先閱讀背面之注意"'項再填寫本頁) 4528 Ο A7 B7 五、發明說明（κ) 有限之選擇性，則隔離結構和下層會被整平，它們之上 (請先閱讀背&之注意事項再填寫本頁> 表面由於下層有足夠之厚度因此在凹口產生之後不會在 主面下方。 基板可含有矽及/或鍺且較佳是一種單晶矽，閘極介電 質因此可藉由熱氧化作用而產生。 位元線和字元線可以多層之方式構成，例如，可設置 一種由摻雜之多晶矽所構成之下層而其上再施加一種由 導電性較佳之材料（例如，矽化物（siiicid)或金屬）所構成 之層。 本發明之實施例以下將依據圖式來詳述。圇式簡單說 明如下： 第la圖 在第一層、第二層、第三層' 第四層以及隔 離結構產生之後此種基板之橫切面圖。 第lb圖 在第四層被去除且輔助結構牽生之後第la 圖之橫切面。 第2a圖 在凹口之上部區及輔助間隔層產生之後第lb 圖之基板之俯視圖。此外，亦顯示第二光阻遮罩之位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2b圓 在第2a圖之步驟之後此基板之與第la圖所 示橫切面相垂直之橫切面。 第3圖 在輔助間隔層圓形化之後第2a圖之俯視圖。 第4圖在凹口之下部區、電容器介電質、記憶節點 以及第三光阻遮罩產生之後第2b圖之橫切面。 第5a圖在記憶節點被擴大以及電晶體之上部源極/ 汲極區和下部源極/汲極區、閘極介電質、終端結構、第 -1 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 4528 3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（π ) 六層 '第一間隔層以及第一隔離區產生之後第4圖之橫 切面。 第5b圖 是第2a圖之俯視圖，其中顯示此終端結構、 第一間隔層、上部源極/汲極區以及隔離結構。 第6a圖在第七層和第八層（它們形成位元線）產生之 後第5a圖之橫切面。 第6b圖 是第2a圖之俯視圖，其中顯示一些終端結 構、第一間隔層，第一隔離區之未在位元線上方之此一 部份，第七層之未在第八層下方之此一部份以及第八層。 < 第7a圖 在進行第6a圓之步驟且產生第九層、第十層 (它們形成第一字元線）·第十一層、第二間隔層以及第二 隔離區之後第1圖之橫切面。 第7b圖 是第2a圖之俯視圖，其中顯示一些終端結 構、第一間隔層以及一些未被第六光阻遮罩所覆蓋之區 域。 第8圖 是第2a圖之俯視圖，其中顯示一些終端結 構、第一間隔層、第九層、第二間隔層以及第八光阻遮 罩。 第9a圖 在第十二層和第十三層（它們形成第二字元 線）、第十四層以及第三間隔層產生之後第7a圖之橫切 面。 第9b圖 在第9a圖所示之各步驟之後此基板之與第 9a圖平行之橫切面。 第9c圖 是第2a圖之俯視圖，其中顯示一些終端結 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） J — IT---------- 4 _ i ! I 訂----- ---- (請先閱讀背面之注意灰項再填寫本頁) Ο 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明) 構 '第一間隔層、第七層、第九層和第十二層。 這些圖式未依比例繪製。 在此實施例中設置一種由矽所構成之p-摻雜之基板s 作爲原始材料，矽在一種與基板S之主面η相鄰之層中 是以大約10 18cm_3之摻雜物質濃度而被Ρ-摻雜。在主面Η 上沈積大約20nm厚之由Si02構成之第一層1，其上沈積 大約lOOiim厚之第二層2(由氮化矽所構成），其上又沈積 大約800ηιη厚之第三層3(由Si02所構成），其上則又沈 積大約lOOnm厚之第四層4(由氮化矽所構成），以上請參 閱第la圖。 藉助於條形之第一光阻遮罩（未顯示）而對第四層4、第 三層3、第二層2、第一層1以及基板S進行非等向性之 蝕刻，以便在基板S中產生大約3 OOnm深之第一溝渠， 第一溝渠大約是l〇〇nm寬且相互間之距離大約是 10〇11111=例如，0?4，<：1^3,(：2[6和118[適合用作蝕刻劑， 它們可依據待蝕刻之材料而進行組合。 其中以其形方式（〇〇1^〇1"111)沈積厚度大約是20〇11111之51〇2 且藉由化學-機械式抛光法而被整平直至第四層4之上表 面裸露爲止。然後選擇性地對氮化矽來對Si02進行回 (back)蝕刻，使隔離結構T之上表面位於第三層T之上表 面下方（請參閱第la圖）。 然後沈積氮化矽且藉由化學-機械抛光法而將之整直至 第三層3之上表面裸露爲止。以此種方式而在隔離結構T 上方配置一些由氮化矽所構成之輔助結構Q(第lb圖）。 藉助於條形之第二光阻遮罩p2(第2a圖）（其條形垂直 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---；---^------裝-----！| 訂--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 S 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ A7 __B7 五、發明說明（以）
於第一光阻遮罩條形而延仲）而例如以C 4F 6,CO選擇性地 對氮化矽來對Sio 2進行蝕刻直至第二層2之一部份裸露 爲止。然後對氮化矽進行蝕刻，以便去除此輔助結構Q 以及第二層2之裸露部份。藉由選擇性地對Si02來對矽 進行蝕刻*則由於蝕刻過程有限之選擇性使第一層1首 先有一部份會被切開且然後產生各凹口V之h部區。此隔 離結構T及第三層3因此作爲一種厚遮罩。凹口 V之上 部區在基板S中之深度大約是300nm且具有一種平行於 主面Η之橫切面，此橫切面是正方形的且其一邊之大小 大約是l〇〇nm。相鄰凹口 V之間的距離大約是lOOnm(第 2a及2b圖）。 在凹口 V中產生一種輔助間隔層f，其中須沈積厚度大 約是30iim之3丨〇2且進行等向性之回蝕刻（第2a及2b 圖）。這些凹口之底部之裸露之部份基本上是正方形的且 邊長大釣是40nm。 爲了使輔助間隔層f圓形化，然後例如須以CF 4作爲蝕 刻劑來進行一種等向性之回蝕刻（第3圖）。凹口 V之底部 之裸露之部份基本上是圓形的且直徑大約是l〇〇nm。 然後例如以HBr選擇性地對SiO 2來對矽進行非等向性 之蝕刻，以便產生凹口 V之下部區，這些下部區由於此 種作爲遮罩用之輔助間隔層f而具有圓形之水平橫切 面。這些凹口 V現在大約7μηι深（第4圖）。在蝕刻時隔 離結構Τ和第三層3是作爲厚遮罩用。 凹口 V之上部區具有4個側面平坦之第一面F1。凹口 -1 9- 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） ----^---- - ----- I I (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) .線 \ 五、發明說明（J) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> V之下部區具有一種彎曲之第二面F2。這些凹口 V中之 一之下部區之水平（即，平行於主面H)之橫切面具有一種 彎曲之周邊。基板S之一部份特別是配置在凹口 V之上 部區之角隅下方，這是因爲輔助間隔層f至少覆蓋這些角 隅，因此該角隅處不會被蝕刻得很深。 爲了產生電容器之電極E，須沈積厚度大約是1 Onm之 砷玻璃。此種設置砷玻璃之凹口 V中是以光阻塡入直至 主面Η下方大約1//ιη之高度處（第4圖）。然後去除裸露 之砷玻璃。在去除光阻之後生長一種保護性氧化物（未顯 示此所保護性氧化物在隨後於1000 °C中進行退火步驟 時（其時砷由砷玻璃擴散至基板S中）可防止砷之蒸發。於 是基板S之以砷來摻雜之部份可產生電容器電極E，此電 極E圍繞凹□ V之下部區之一部份。然後以稀釋之氫氟 酸來去除此保護性氧化物及輔助間隔層f。 爲了產生電容器介電質之第一部份dl，則凹口 V之各 面須設置氮化矽。氮化矽之一部份隨後被氧化，以便產 生此電容器介電質之第一部份dl而成爲所謂NO-層，其 氧化物等效厚度大約是3 urn(請參閱第4圖）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了產生電容器之記憶節點K，須沈積厚度大約是 100nm之原處（in situ)摻雜之多晶矽且藉由化學-機械式 拋光法來整平直至第二層2裸露爲止。於是去除第三層3 且使隔離結構T大致被整平。然後藉由非等向性之蝕刻 來對多晶矽進行回蝕刻直至主面Η下方1.1 深度處爲 止，使多晶矽塡入凹口 V中直至下部高度U爲止（第4 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 2 5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Q q ·, w w ( A7 _B7_ 五、發明說明（Θ ) 圖電容器介電質之第一部份dl之裸露的部份例如以 氡氣酸來去除β 為了在凹口 V中産生此電容器介電質之間隔靥形式之 第二部份d2，須沈積厚度大約是15η 之SiG且以非等向 性方式來進行回蝕刻（第4_)。電容器介電質之第二部 份d2較第一部份dl還厚β 藉由原處（in situ>摻雜之多晶矽沈積大約lGOnet之厚 度且隨後進行回（back)蝕刻直至主面Η下方大約250nm 之深度處而使記億節點κ擴大β凹αν中以多晶矽填人 直至中央高度m處為止（第4圖）。 藉助於多層式第三光咀遮罩P3(第4圖）而使電容器介 電質之第二部份d2之一部份去除β在凹口 V之第一邊绨 上此電容器介電質之第二部份d2只由下部高度u到達中 央高度處為止。 然後沈積厚度大約是ΙΟΟηΒ之原處（in situ)摻雜之多 晶矽且藉由化學-機械式抛光法而被整平直至第二層2裸 露為止。 在第一層1下方藉由η-摻雜之離子檀入基板S中而産 生垂直電晶醱之大約30hb厚之上部源搔/汲掻區 S/D1。 由於隔_結構Τ及凹口 V,則上部源搔/汲極區S/D1具 有正方形之水平横切面，其邊長大約是iOQniB。相鄰之 上部源極/汲極區S/D1是藉由隔離結構T或凹口 V而互 相隔離》
然後對此多晶矽進行回蝕刻直至主面Η下方大約 200η«之深度為止，使記德節點Κ又變厚。凹口 V中以 多晶矽填入直至上部高度h為止（第5a圖）β記億節點Κ 在凹口 V之第一邊緣中在中央高度Β和上部高度〇之間 鄰接於基板Se記億節點Κ之上部配置在凹口 V之上部 區中。摻雜物質藉由退入步驟而由記憶節點K擴散至基 板S中，以便産生電晶醱之上部葱極/汲棰區S/D2, S/D2 在中央高度B和上部髙度〇之間的區域中鄰接於凹口 V -2 1 - 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 45233 經濟部智慧財產局員工消費合作社印裝 Α7 Β7 五、發明說明（Μ ) 之第一邊緣。 然後例如以熱磷酸作爲蝕刻劑而將第二層2去除。 藉由熱氧化作用而在凹口 V之上部區域之邊緣上，主 面Η上以及記憶節點K上產生閘極介電質Gd(第5a圖）。 然後由原處摻雜之多晶矽沈積厚度大約是60nm之第五 層5，使凹口 V之上部區被塡滿。其上沈積一種厚度大約 是100 nm之由氮化矽構成之第六層6。 然後藉助於第四光阻遮罩（其未覆蓋凹口）而對第六層6 和第五層5進行結構化，使在此種由第五層所構成之凹 口 V之上部區中產一終端結構A，其突出於主面Η大約 200nm且由第六層6所覆蓋（請參閱第5 a, 5b圖）。終端結 構A具有正方形之水平橫切面，其邊長大約是lOOnm。 爲了在終端結構A之邊缘上產生第一間隔層Spl，則須 沈積厚度大約20nm之氮化'且進行回蝕刻直至閘極介電 質Gd裸露在主面Η上爲止。藉由共形地（conform)沈積 厚度大約200nm之Si02且進行化學-機械式抛光法直至 第六層6裸露爲止而產生第一隔離區II，II圍繞此種設 有第一間隔層Spl之終端結構A(第5a圖）。 藉助於條彤之第五光阻遮罩（未顯示）（其條形垂直於隔 離結構T而延伸且此條形所具有之寬度大約是l〇〇nm而 相互間的距離大約是l〇〇nm且至少一部份是重疊於終端 結構上）而選擇性地對氮化矽來對Sio 2進行蝕刻，以便在 第一隔離區II中產生條胗之第二溝渠直至主面Η之一部 份裸露爲。在條形之第二溝渠中產生位元，其中須沈積 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ I I I ^ I I I I ϋ —II * I I I H ϋ I I i J I I n II— (請先閱讀背Φ.之注意事項再填寫本頁) S3 A7 B7 1/ 五、發明説明（川 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 厚度大約15 cm之由摻雜之多晶矽所構成之η-摻雜之第七 層7。然後沈積厚度大約6〇nra之由矽化鎢所構成之第八 層8 ’以便塡入條形之第二溝渠中且藉由化孿-機械式抛， 光法而被整平直至第六層6裸霣爲止》位元線是由第七 層7和第八層8所形成（第6a圖藉由回蝕刻使位元線 之上表面位於第一隔離區II之上表面下方。隨後藉由大 約800 °c時所進行之退火步驟而使摻雜物質驅動至第七 層7中*位元線具有第一部份，其存在於第一間隔層Spl 與相郯之終端結構A之間且具有大約60nro之寬度，其中 第一部份郯接於相鄰之終端結構A之第一間隔層Spl*位 元線之第二部份配置於位元線之第一部份之間且具有大 約lOOiim之寬度（第6b圖）。在終端結構A之間產生位元 線所需之相對於調整準確性之敏感性是很小的，這是因 爲須選擇性地對第一間隔層Spl及第六層6來進行蝕刻。 然後沈稹Si 02且藉由化學-機械式拋光法而將之整平 直至第六層6裸露爲止。因此須擴大第一隔離區II，使 其覆蓋位元線（第6a圖）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉助於第六光阻遮罩（其未覆蓋上述終端結構A之區域 a)(第7b圖）而在第六層6中產生第一接觸孔，第一接觸 孔須使一列記憶胞之每第二個終端結構A之一部份裸露 ，以便這些第一接觸孔可在y -方向中對上述之終端結構 A偏移地配置著。於是例如以CHF作爲蝕刻劑而選擇性 地對第一隔離區II和矽來進行蝕刻。 爲了產生第一字元線，須沈植厚度大約是60ηπι之原處 接雜之由多晶矽所構成之第九層且其上再沈積厚度大約 -23- 言紙張尺準(CNS ) A4说格（210X297公釐） 4528 3 A7 B7 五、發明說明（〆） 是50nm之由矽化物所構成之第十層10。在第十層1〇上 沈積厚度大約是50nm之隔離用之由Si02構成之第十一 層11。第一接觸孔因此以導電性材料塡入。藉助於條形 之第七光阻遮罩（其條形平行於隔離結構T而延伸，寬度 大約是lOOitm，相互間之距離大約是lOOnm且至少一部 份是與第一接觸孔重疊）而對第十一層11'第十層1〇和 第九層9進行結構化直至第一隔離區II裸露爲止。第一 字元線是由第九層9和第十層10所構成（第7a圖）。 第一字元線具有第一部份，其配置於第一接觸孔中且 鄰接於第一字元線之第二部份，第二部份具有條形之橫 切面。 藉由沈積厚度大約是18nm之Si〇2且隨後進行回蝕刻 而在第一字元線之第二部份之邊緣上產生第二間隔層 Sp2 " 爲了產生第二隔離區12，須沈積厚度大約是lOOnm之 氮化矽且藉由化學-機械式拋光法而將之整平直至產生平 面爲止（第7a圖）。 條形之第八光阻遮罩P ’之條胗大約300nm寬，條形相 互間之距離大約是lOOiim，各條形垂直於隔離結構T而 延伸且配置於終端結構A上方，終端結構A是與第一字 元線相接觸，藉助於此種條形之第八遮罩P’例如以CHF3 選擇性地對SiO 2和矽來對氮化矽進行蝕刻直至終端結構 A(其不與第一字元線相接觸）之一部份裸露爲止（第8 圖）。於是在第二隔離區12中產生第二接觸孔，這些第二 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音¥項再填寫本頁) ---———訂---------"5^ _ 經濟部智慧財產局員工湞費合作社印製 4528 3 1 A7 B7 五、發明說明（W ) <請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 接觸孔在與y-方向相反之方向中對上述終端結構A形成 偏移而配置著。第二接觸孔以自我校準之方式產生於第 一字元線之第二部份之間，這是因爲選擇性地對第二間 隔層Sp2和第十一層1 1來進行蝕刻所得之結果。 爲了產生第二字線，則須沈積厚度大約60nm之原處摻 雜之由多矽所構成之第十二層12且其上再沈積厚度大約 是5〇nm之由矽化鎢所構成之第十三層13(第9a圖）=其 上又沈積厚度大約是5〇nm之由氮化矽所構成之第十四層 14。第二接觸孔中於是以導電性材料塡入，以便產生第 二字元線之第一部份（第9b圖）。條形之第九光阻遮罩之 條形大約lOOnm寬，條形相互間之距離大約lOOum且各 條形是平行於隔離結構T而延伸但不與第二接觸孔重 疊，藉助於此種第九光阻遮罩而對第十二層12、第十三 層13以及第十四層14進行蝕刻直至第二隔離區12裸露 爲止。於是由第十二層12和第十三層13而在第一字元 線上方產生第二字元線之第二部份，其具有條形之橫切 面（第 9a，9b，9c 圖）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了產生第三間隔層Sp3，須沈積厚度18nm之氮化石夕 且進行回蝕刻’使第二字元線由第三間隔層Sp3和第十 四層14所圍住（第9a，9b圖）。 在本實施例中產生一種具有折叠式备元線之DRAM單 胞配置。記憶胞包含一個垂直式電晶體及一個電容器（其 是與電晶體串聯），記億胞之面積是4F2，其中F之値是 lOOnm«每一記憶胞是與一條位元線及第一或第二字元線 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4現格（210 X 297公釐） \ 5 __B7 89· 2. 14修正/更正/補右 五、發明説明（；4) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 相連接。各記憶胞配置成行（其平行於y -軸y而延伸） 及列（其平行於X -軸X而延仲），其中各行平行於位元線 而延伸，而各列則卒行於字元線而延伸。 第一字元線之第一部份沿著各列而與每第二個終端結 構A相重叠，其中這些第一字元線分別在y -方向中對所 屬之終端結構A形成偏移而配置著。第二字元線之第一部 份重叠於其餘之終端結構A，其中這些第二字元線分別在 y-方向之相反方向中對所屬之終端結構A形成偏移而配 置著。 終端結構A之一部份（其配置在凹口 V之上部區之第一 邊緣上）是作爲電晶體之閘極電極用。 電晶體之通道區是基板S之一部份*通道區配置在上部 源極/汲極區S/D1及下部源極/汲極之間·各電晶體之通 道區互相連接，因此可防止浮體效應（Floating Body Effect)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可有很多不同之實施例，但其均在本發明之範圍中。 因此，各層、各凹口、各結構及間隔層之大小均可依搛 各別之需求而調整。。同樣淸況亦適用於摻雜物質濃度 及材料之選取《字元線和位元線亦可使用其它之導電性 材料。 符號說明 1,2,3,4,6,7,9, 層 10,11,12,13,14 a 區域 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 210X297公釐） 452831 A7 __B7 89. 2.彳彳修正/更正/補充 五、發明説明（>r) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A 終端結構 dl , d2 電容器介電質 E 電容器電極 f 輔肋間隔層 Gd 閘極介電質 h 尚度 H 主面 11,12 隔離區 K 記憶節點 ra 高度 0 高度 P2，P3 , P’ 光阻遮罩 Q 輔肋結構 S 基板 S/Dl,S/D2 源極/汲極區 Spl , Sp2 , Sp3 間隔層 T 隔離結構
U V 度口 高凹軸 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）