TW456000B - Method for making an 8-shaped storage node DRAM cell - Google Patents

Description

*456〇〇〇 經濟部智慧財產局員JL消費合作社印製 B7 五、發明説明（I ) 本發明是有關於一種動態隨機存取記憶體（dynamic random access memory, DRAM)的製造方法，且特別是有關 於·種具有8-形狀儲存節點之動態隨機存取記憶體的製造 方法_。 縮小記憶胞尺寸以增加元件積極度與增加DRAM記 憶胞之電容量已是Η前的趨勢。然而，DRAM的尺寸逐漸 縮小，DRAM電容器之電容値也因而減少。 通常DRAM記憶胞包括…儲存電容器與一存取之電 晶體。隨著卨積極度DRAM元件的發展，元件的尺寸亦 愈來愈小，亦即單一記憶胞所能提供之表面積亦隨之減 少。如此將導致電容器面積減少與可儲存之記憶胞電容値 降低。 習知增加電容器表面積之方法包括形成堆疊之電容器 與皇冠形狀之電容器。然而發展具有更大表面積且比習知 之皇冠狀電容器更爲穩固之電容器結構仍是因應目前需要 的主要課題。 因此木發明的主要目的就是在提供.·種具有8-形狀儲 存節點之動態隨機存取記億體的製造方法，此動態隨機存 取記憶體形成於一半導體基·底上，該方法包_括：（1)形成一 第一介電層於該基底上；（2)形成，第一導電層於該第一介 電層丨·.；（3)以該第-介電餍爲終點，圖案化與蝕刻該第一 介電層與該第·導電層，以形成一位元線接觸窗與一儲存 節點接觸窗；（4)於該第一介電層與該第一導電層側壁形成 .第一間隙壁；（5)以該第·間隙壁與該第一導電層爲罩 ：---J--ίι----t.------π--------ii (請先聞讀背面之注意事項-r%寫本頁) 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（21〇Χ2<>7公聲） 5 60 00 4572t''，d^，H)； A7 _____B7 五、發明説明（> ) (請先聞讀背面之注意事項，彳填寫本1) 幕，蝕刻該第一介電層以形成一位元線接觸窗開口與一儲 存節點接觸窗開「;_」；（6)去除該第一間隙壁與該第一導電 層；（7)形成-第二導電層於該第一介電層上與該位元線接 觸窗開U及該儲存節點開LJ中；（8)形成.第三導電層於該 第導電層上；（9)形成一第二介電層於該第四導電層上； (1〇)圖案化與鈾刻該第二導電層 '該第三導電層與該第二 介電層以於該節點接觸窗開U中形成..插塞，而於該位元 線接觸窗開口上形成··中間結構；（11)於該中間結構側壁 形成一第二間隙壁；（12)於該第二介電層、該第二間隙壁、 該插塞與該第.-介電層之上形成·.-第四導電層；（13)以該 第四導電層爲終點，圖案化與蝕刻該位元線接觸窗開U與 炎儲存節點h之部份該第四導電層；（14)於該第四導電層 側壁形成一第三間隙壁；（15)以該第三間隙爲罩幕，並以 該中問結構爲終點，蝕刻該第四導電層；以及（16)去除該 第.(間隙壁。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _式之簡單說明： 第1至第10圖繪示依照本發明一較佳實施例的一種 於半導體基底h形成動態隨機#取記憶體妃憶胞的製造方 法。 第11A圖繪示依照本發明較佳實施例之下電極儲存節 點的透試。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（2丨ϋ X 29?公釐} 4 5 7 2t wf. do c 〇{j: A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（）） 第1 1B與1】C圖繪示習知一種堆疊儲存節點與種皇 冠儲存節點之透試圖。 圖式之標記說明： 100 :甚底 :場氧化層 1〇4 :源/汲極區 1 0 6 :閘極 K) 8 :絕緣氣化砂層 120、134 :多晶矽層 126、〗36 :光阻層 光阻位元線開口 光阻儲存節點開U 多晶矽間隙壁 位元線接觸窗開口 儲存節點接觸窗開口 矽化鎢層 氣化矽層或氣化砂層 多晶矽插塞 屮間結構 Μ化矽或氧化矽問隙喷 氣化矽間隙壁 110 112 1 14 115 116 1 18 119 ]22 124 128 130 1 3 2 138 寶施例 Μ參照第1圖，提供一單晶ρ型半導體基底1〇〇，並 於堪底1 00上形成..一曆場氣化層（field oxide region, 本纸張尺度適用中國國家榡準（CMS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項/填寫本頁) •率·

Jv° Γ 456000 4 5 7 21 w ί. ιΐ 〇 l (J 0 5 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印繁 五、發明説明（y) FOX)102以作爲隔絕用。其形成方法例如使用習知方法形 成’包括微影、蝕刻氮化矽氧化矽層，並利用濕式去 光阻法去除光阻’之後，於充滿氧氣環境中進行熱氣化法 (thermal oxidation)以形成場氧化層1〇2。場氧化層1〇2厚 度較佳約爲3000-8000埃（Angstrom)。接著，於基底1〇〇 上形成·閘極]06，並於閘極1〇6兩旁之基底100中形成 一源/汲極區104。閘極丨06與源/汲極區104之形成方法 均以習知方法形成，因此在此並不多作說明。 仍請參照第1圖，接著，形成一絕緣氧化矽層108覆 蓋閘極1〇6，其形成方法例如使用低壓化學氣相沈積法 (LPCVD)。之後，於絕緣層1〇8上形成…多晶矽層1】〇， 其形成方法例如使用習知之化學氣相沈積法（C V D)形成， 其厚度較佳約爲500-2000埃。接著，於多晶矽層110上 形成一光阻層Π2。圖案化光阻層110,形成…光阻位元 線開口 114與一光阻儲存節點開u 115 i其後，對多晶矽 層110與氧化層108進行非等向性蝕刻步驟，並控制蝕 刻氧化層108深度約爲300-1000埃。之後，去除光阻112， 形成如第2圖所示之結構。 請參照第3圖，於基底100上形成另…層多晶矽層， 其形成方法係以涔知之化學氣相沈積法形成。接著，非等 向性蝕刻此多晶矽層，於多晶矽層110與氧化層108的側 壻形成多晶矽間隙壁116。 請參照第4圖，以多晶矽間隙壁116與多晶矽層丨10 爲罩幕，蝕刻氣化層108以形成…位元線接觸窗開口 118 8 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） ---------^----^------ΐτ------^ (請先閱讀背面之注意事項-¾填寫本頁) 45 60 00 4572tw >ι; 00： A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印紫 五、發明説明（f) 與--儲存節點接觸窗開口 |〗9，暴露出部份基底100。 請參照第5圖’接著，去除多晶矽層n()與多晶矽間 隙壁Π6 ’其去除力法例如以習知之乾蝕刻或濕蝕刻方法 進行。 請參照第6圖’接著，於氣化層1〇8上形成一多晶矽 層120塡滿位兀:線接觸窗開Π U8與儲存節點接觸窗開口 119。多晶矽層120之形成方法較佳以CVD法形成，其厚 度較佳爲1000-2000埃。之後，於多晶矽層no上形成-矽化鎢層122 ’其形成方法例如以CVD形成，其厚度較佳 爲1000-2000埃。其後，於矽化鎢層122上形成…-層氮化 矽層或氣化矽層124，其形成方法例如爲LPCVD法，其 厚度較佳爲1000-3000埃。之後，於氮化矽或氧化矽層124 h形成一光阻層126。接著，圖案化光阻層126，形成如 第6圖所不之結構。 請參照第7圖，以圖案化之光阻層126爲罩幕，對氮 化矽或氧化矽層124、矽化鎢層122與多晶矽層120進行 •蝕刻步驟，暴露出氧化矽層]08，以於光阻儲存節點開 口 119屮形成·多晶矽插塞(plUg)128,而於光阻位元線開 Π ] 18 h形成-中間結構130。 請參照第8圖，進行微影、非等向性蝕刻方法（例如 反應性離_/·蝕刻法），於中間結構130側壁形成氮化矽或 氣化矽間隙埤132。接著，以CVD法形成·多晶矽層134， K厚度較伴約爲6000-10000埃。接著’於多晶矽層U4 上形成...光阻厨！36，之後，圖案化光阻層Π6，形成如 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2iOX297公釐） I-------，----裝------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項异填寫本頁) 456000 4 5 72lul' dv 0 0 5 A7 B7 五、發明説明（（） 第8圖所不之結構。 請參照第9圖，以光阻層136爲罩幕，蝕刻多晶矽膺 134，且控制多晶矽層134之蝕刻深度約爲500-3000埃。 去除光阻層136。之後，形成一氧化矽層，蝕刻氧化矽層 以於多晶矽屑134側壁形成…氧化矽間隙壁138。 請參照第10圖，以氧化矽間隙壁138爲硬罩幕，並 以氧化矽或氮化矽層124作爲蝕刻終點，蝕刻多晶矽層 134。之後，去除氧化矽間隙壁U8。利用上述之方法，完 成了一具有S-形狀儲#節點之動態隨機存取記憶體。 請參照第：MA圏，本發明之8-形狀儲存節點的動態隨 機存取記憶體具有較大的表面積以儲存電荷，如第11A圖 所示之8-形狀之儲#節點比習知第11B與11C圖中之堆 疊與皇冠形狀之儲存節點具有較大之表面積。此外，本發 明之8-形狀儲#節點結構亦比習知之堆疊與皇冠形狀之儲 存節點結構較爲穩固。 最後，於下儲存節點上形成一較薄的介電層，之後， 再於其上形成·多晶矽層以作爲亀容器之上儲存節點。形 成介電層與上儲存節點之形成方式均以習知方法形成，在 此便+甩贅述。 雖然木發明巳以…較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，仟何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當町作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） I I IJ.4 I I —I I i^i — - I (讀先閱讀背面之注意事項?填寫本頁) '訂_ 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製

Claims (1)

1. 5 4 οο ο 6 8 8 8 8 ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 六、申請專利範圍 〗.-·種具有8-形狀儲存節點之動態隨機存取記憶體 的製造方法，形成於一半導體基底上，該方法包括： 形成一第-介電層於該基底上； 形成一第…導電層於該第一介電層上； 圖案化與蝕刻該第一介電層與該第一導電層，停止於 該第·導電層屮，以形成一位元線開Π與一儲存節點開 P ； 於該第一介遒層與該第一導電層側壁形成一第一間隙 壁； 以該第··間隙壁與該第一導電層爲罩幕，繼續蝕刻該 第一介電層以形成一位元線接觸窗開口與一儲存節點接觸 窗開口； 去除該第一間隙壁與該第-導電層； 形成·第二導電層於該第一介電層上與該位元線接觸 窗開Π及該儲存節點接觸窗開口中； 形成一第導電層於該第二導電層上； 形成一第二介電層於該第三導電層上； 圖案化與蝕刻該第二導電層、該第三導電層與該第二 介電層以於該儲存節點接觸窗開口中形成一插塞，而於該 位兀線接觸窗開丨」上形成一中間結構； 於該中間結構側壁形成一第二間隙璧； 於該第：介電屑、該第二間隙壁、該插塞與該第一介 電層之b形成-第1;4導電層； 圖案化與蝕刻該位元線接觸窗開口與該儲存節點上之 --Η------裝丨-----訂------線 (請先鬩讀背面之注意事項 4：寫本頁) 本紙張尺度適用十國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 5 經濟部中央標準局員工消費合作社印11 4 50 00 4 5 7 21 w /. (1 〇 c 〇 〇 5 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 部份該第四導電層，且停止於該第四導電層中； 於該第四導道層側壁形成…第三間隙壁； 以該第三間隙爲罩幕，並以該中間結構蝕刻爲終點， 蝕刻該第四導電層，；以及 丄除該第三間隙壁" 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一介 電層材質包括氧化砂。 3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一 導電層、該第二導電層與該第四導電層材質爲多晶矽。 4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第二 介電層爲氮化砂或氧化砂其中一種。 5·如申請專利範圍第]項所述之方法，其中該第三 導電層材質包括砍化鎢。 12 (請先W讀背面之注意事項ί填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0父297公瘦）