TW495906B - Single sided buried strap - Google Patents

Description

495906 五、發明說明（1) 本發明係關於某發明範疇 是’本發明係關於—單：=f及其形成製程方面。特別 方法。 入甲，及形成一單側埋入帶之 本發明提供-種由位：月：， 渠的一第—Μ則表 =一3電*之上的位置處之深溝 環在該深溝渠的其一隔離環之方法，而留下該隔 的一節點導體上。—:。—阻障材料沉積在該儲存電六 離子係以一角度植入在該阻障材料上。摻雜： 著該深溝渠的〜側留朱内的矽沉積層中，藉此沿 蝕刻。該隔離環則由二 入的沉積矽。該未植入矽被 除，而留下該隔離環該未植入矽覆蓋的位置中移 本發明也包含—錄入秒所覆蓋的位置中。 溝渠的-第-内側表面：^::::容之上的位置處之深 離環在該深溝渠的其它表面。一深、❿留下該隔 Γ底部之高度。-光阻遮罩係沉積陷入-帶 部份之上。書亥光阻遮罩係用來向下中—襯墊的 份到複晶矽填充該深溝準的上 1 -襯墊的未遮罩部 隔離環則被蝕刻，而留下該 工罩被移除。該 中。 在°亥襯墊所覆蓋的位置 本發明的其它目的及好處對於本技藝 以下的詳細說明來更加瞭解，其中所專f人士可藉由 發明的較佳具體實施例，其僅視為考所5兄明的僅為本 %、只％本發明的最佳 495906 五、發明說明（2) 模式之說明。其可瞭解到，本發明可 實施例，且其數個細節能夠在不同的顯二:：：具體 並不偏離本發明。因此，該圖形及說明員：口：”：而 明，而非限制。 本貝上疋用來說 … 圖式之簡單說明 上述本發明的目的及好處在泉配人 瞭解，其中： 〆 σ斤附圖面時可更為 =代7ί:ΐ錯點_記憶體陣列的上視圖. 圖7代表在根據本發明製程的一且體每， 段=根=發明的一結構具體實施例的=例的不同階 圖8—13代表在根據本發明製程的苴它且， 階本發明的一結構具體實施例的戴Γ:例的不同 圖25代表在根據本發明製程的另_面圖； 同階段之根據本發明的一例、體實施例 ⑽示為上述的深溝渠，所V為體二T戴面圖；圖不 深溝渠，說明沉J氮;：i:=:示為來自：：： 深溝渠，說明該沉積的複a;。圖=示為來自4的 所形成的深溝渠；圖22 g ，圖A所示為目的 結構之-部份；及 所不為圖22中所示來自二：製程 圖26~28代表在根據本發 ^ 不 同階段之根據本發明的 二的/具體實施 28a所示為上述圖28的結構。、體““列的戴面圖及的圖 .發明之詳細說明

$ 8頁 495906 五、發明說明（3) 在二父錯點DRAM記憶體陣列中，位元線及字元線十字交 ，該，列，而一儲存電容器可在一位元線跨過一字元線的 來接取。/則中，其所示為這種陣列的範例， 二—二子7^線沿著一軸來跨過該半導體表面，該位元線則 i ΐ厂垂直軸來跨過該表面，一儲存電容則形成在每個深 雕木D Τ)的底部’其所示為圖1的深色區域。該近接電晶 =係&著该儲存電容器上該深溝渠的一側壁而垂直地形 ' 所以該閘導體可位在沿著該側壁。該垂直M0SFET電晶 ，，元件包含一汲極區域，其位在該溝渠的邊緣處的單一 =矽=内，此與該"埋入帶外擴散”相重合，一閘導體沿著 ^屢渠的一側壁，及在該接點之下的表面中該電晶體的源 極到位元線（CB)區域。 兮Ϊ這種交錯點設計中，每個儲存電容基本上必須僅能由 =味溝渠的一側來接取，否則將會違反一字元線，一位元 —記憶體位元的規則。因此，一内連線將僅沿著該深 4渠的一側壁而形成在該儲存電容與該垂直側壁之間，而 。亥深溝渠沿著所有其它側壁皆為隔離。在圖1所示的結構 中’兩個該深溝渠係由淺溝渠隔離（ST I)區域所隔離。在 重合於該主動區域的兩個深溝渠側壁中，一埋入帶沿著其 中—個形成，其它的側壁則被隔離。 因為該記憶體的主動區域係由沿者该半導體表面的帶所 定義，（在圖1中，該帶係與該位元線（BL)圖案重合），其 而要方法來形成該埋入帶内連接，及沿著該深溝渠側壁的 垂直電晶體，而隔離了與該主動區域圖案重合的其它側

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壁 ο 本t月提* &方案來在一垂直溝 對準單側埋入帶。 Am T Try取曰我

I *2F ::放區域中的具有長方形佈局的6F2VTC 、 日體基本上係形成在該溝渠的一側。一 :::MINJ ::佈局並不適用，因為埋入帶比例限制及黃 二 並，被在如瞻佈局中的6F2處的

Iy “ ^ ^。為了重疊的理由，其报難應用一額外的遮 ΉΓ::佳地是在一自我對準方式中形成該埋入帶。 8F :康t 的方法，其可消除寄生帶形成，而可驅動次 =:兀的沬戈溝渠隔離。同時，根據本發明的結構可在 有方向中消除-深淺溝渠隔離（STI)的需要。根據本發 之方法及結構也提供"友善黃光"單元。沿著這些線，本 =明提供了溝渠單元的"友善黃光微影"主動區域定義。本 2 =也允許埋入位元線堆疊的垂直⑽賴單元來具有淺溝渠 隔離。 盆二些次8F DRAM單元包含溝渠或埋入位元線堆疊DRAM， =兩要使用一垂直轉換裝置的單側接面。本發明提供在一 赤，溝渠製程中，在夾持該垂直轉換裝置的該溝渠之一側 3夕側上，於適當的地方留下環之方法。 ^本發明的好處中，提供形成一單側埋入帶的製程流之 册法’而不須使用一遮罩，且在蝕刻該環之前形成一單侧 :再者，本發明可使用有角度的植入來選擇性地移除一 一勺側，而構成咼密度dram的自我製造。本發明可包含

第10頁 495906 五、發明說明（5) N，0及Ar，如果需要的話， 並 利用植入種類包含p，As， 使用氧化來加強選擇性。 圖2 - 7所示為根據本菸 段之本發明結構來形上月的我-製程具體實施例 標準垂直電晶體準單側埋入帶，其使\一 為-角度植入製程而打破Λ角礎声。广结構中的對，因 门$ Κ δ亥角度化植入不需要高寬局 同因為該結構係由非等向性餘刻所轉換。 段康本發明的該製程具體實施例的-啟始階 ί準二本Ϊ明的結一構，其中本發明的製程將開始不同於 ^ φ衣=σ 、圖2所不的結構中，一深溝渠已形成在一基 2之中°。\區化域成在形成在該半導體基板1中的深溝渠 塞 氮矽區域6已形成在該基板1的上茅而μ 士 溝渠複晶石夕3的深凹陷之後，氧化區域”表面上。在該 上部份中該環區域5之間的空間中。該’儿積在該溝 已經凹陷。 l化區域7的來的 複晶矽已沉積在該環與氧化區域上的誃所、、上表免 該複晶矽可視需要被蝕刻來形成間隔壁^ =溝渠的 植入即可以一角度來進行，如箭頭i i所。此時^部。 在進行該有角度的植入之後，一濕蝕刻 〜 來移除該未植入的複晶矽。然後該氧化區二選择挺 離子蝕刻（RIE)所蝕刻。該氧化物的反應3即由、迤行 到該氮化物6及該複晶矽9。此RIE步驟的子麵刻可應 側壁上形成一小的裂縫或"草皮”。所刻在^择 示。 的結矯〜冓Μ 495906 ~ _ 五、發明說明（6) 在此階段，可執行一氮化處理來 8。埋入帶複曰曰曰石夕10即可沉積在凹陷7中成埋入f(BS)氮化層 即可沉積在凹陷+。該複晶矽間隔壁可；士部氧化層 然後可產生-犧牲氧化區域，及二=二刻。 晶矽14即可沉積在該溝渠中。圖 γ氧化層】2。閘複 結構。 7不為此製程中此時的 、圖5 7所不為圖2 -4所示的該製程的一織 為結構中已形成深溝渠在一半導體二文▲。圖5所示 係在該溝渠上氧化層之後來沉積。i化声區Ϊ帶複晶矽22 摻雜或未推雜玻璃冓㈡成在該深溝渠中。 ：：；ΐ. ：25γ 7 ^ - - - - - ^ V； 二=。域26’溝渠上氧化層19，氮化層概塾2〇及複晶 此時，可進行一濕蝕刻來選擇性地移除該未植入葙B # 被:擇;=;: 筒 ：、有反應離子蝕刻。該RI Ε停止在該 二仆！襯2 0。該襯墊可再次以一氮化層R1Ε蝕刻選擇到 =層及複晶石夕。該RIE可再次地繼續來餘刻氧化層選擇 ^層及複晶矽。此蝕刻通過該溝渠上氧化層1 9。 j ^下來，5亥複晶矽可被蝕刻，其基本上也利用該反應離 ^刻。此#刻該間隔壁9及該帶複晶石夕。氧化層3〇可用 |填充該m該氧化層填充接著可回钱刻到圖6所示的

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鬲度。 然後 襯墊2 0 2 6即成 積。該 圖8 -階段之 沿著 結構。 深溝渠 氮化層 上表面 另一次濕蝕刻可進行在該摻雜 可被移除。接下來，一犧锉气 下勺氮化層 导在該纟士播 、少工 虱化區域，閘氧化區域 二曰^ ^ 。然後該閘結構的複晶矽2 8即被沉 稷曰曰矽即被蝕刻來造成圖7所示的結構。 1 1所示為根據本發明另一且俨每'σ 結構橫截面圖。』…1之製程的不同 這，線..，圖8所示為在一標準蝕刻形成製程之後的 一冰溝渠已形成在基板中。環區域丨〇 〇已形成在該 的表面上 4溝渠已利用複晶石夕1 〇 2填充所填滿。 區域1 04已形成在相鄰於該深溝渠開口的基板“之 上0 *該溝渠複晶矽1 〇 2可凹陷到所需要的深度來形成一埋入 帶。一介電襯墊106可形成在該深溝渠/環的表面上。該介 電概墊了用任何適當的材料製成。舉例而言，這種材料為 氮化石夕（SiN)或由一四乙氧基矽烷（TE〇s)前驅物沉積的氧 化層。如果該襯墊包含TE〇s，其需要被壓縮，如果後續沉 積在該溝渠中的該材料包含摻雜玻璃。但是，該襯墊的沉 積係選擇性的。此可見於圖8，TEOS /摻雜玻璃區域1 08可 沉積在該襯墊1 〇 6上的深溝渠中。 如果該襯墊並未沉積，TEOS可被沉積，而該結構的上表 面可向下研磨到墊氮化區域104的疊層。可用於該襯墊中 的另一個材料範例為氮化矽。填充該溝渠的材料，不論是 否使用襯墊，其可為氧化層。該氧化層可為沉積玻璃。

第13頁 495906 五、發明說明（8) 該製程的此具體實施例中的下一， 面上一阻抗遮罩110。該阻抗遮罩可用來Ί疋義該結構表 側上的氧化層，而造成圖9中的結構用在該溝渠-結構’該蝕刻係選擇到氮化矽 為成圖9所示的 石夕’該襯塾也可在此步驟中以；籌包含-氮化 電襯塾，存在於該環的内側點二化層或介 移除，該曝露的環也可在此步驟：:：，之丽而 罩可被移除。圖9所示為所得到的結構_然後该阻抗遮 刻現其可使用任何適當的- 向電_。如= 璃:充 ==，該濕㈣也可移除該二 斤的、，，口構。否則，該結構即如圖1 〇所示。 現在該埋入帶即可ώ _ 即沉庐緯湛泪L入由埋入禝回蝕刻製程來形成，然後 裝置用二/電層。該標準製程即可用來形成該垂直 著，H同後钱刻處理。其所得到的結果示於圖1 2。沿 區ΪΓ〇6及塾回複2晶所石;^塾G區域104，環㈣^ ^入，成在移除了該環之該深溝渠的壁面上。溝 複晶矽ιΐ8。 述地况積在該埋入帶中，也沉積該 移ί Ξ ί垂直電晶體可形成在該深溝渠的側面上，其中已 在圖8_12中所示的該製程的另-具體實施例中，該基板 第14頁 495906 五、發明說明（9) 可處理來造成圖1 0或1 1所示的結構。然後，除了形成一埋 入帶，即在沉積複晶矽之後沉積一薄介電層，而造成圖1 3 所示的結構。進一步製程之執行包含形成隔離溝渠，一複 晶石夕心軸可由溝渠上介電層及形成該垂直裝置之後形成的 埋入帶中移除。 根據本發明之一製程的此特殊具體實施例的第二變化之 好處包含降低該埋入帶外擴散。同時，此第二具體實施例 具有能力來結合垂直與平面氧化。再者，此具體實施例允 許一導線來接觸該溝渠，而不會有該溝渠閘複晶矽與該後 續閘導線複晶矽隔離的風險。 圖1 4 - 2 5所示為根據本發明的結構之其它具體實施例的 橫截面圖。如圖1 4所示，深溝渠已形成在一基板中。該溝 渠已用複晶矽來填充並凹陷。 在形成此凹陷之後，一薄阻隔層3 2可形成。在該阻隔層 中可利用任何適當的材料。一阻隔層的範例為一氮化層。 舉例而言，氮化矽（S i N)可被使用。該阻隔層基本上的厚 度約為5 0 A。 在沉積一阻隔層之後，在整個結構上可沉積一層非晶形 矽。該非晶形矽層可形成為任何厚度。根據一範例，該非 晶形矽層的厚度約為1 0 0 A。 在沉積該非晶形矽層之後，其可進行一角度化的植入， 如圖1 5中所示。該植入的種類可為硼。該植入的角度可由 約7度到約1 5度，其係對於垂直於該基板的平面之線。 在進行完角度化植入之後，未摻雜非晶形矽可被蝕刻選

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495906 五、發明說明（11) 然後一犧牲氧化層可提供在該深溝渠壁面上。該犧牲 化層可，在，壁上氧化該材料來產生。另外，可沉積該 化層。：，墊氮化區域接著可被剝除，而陣列植入(n + )即如 圖20之箭頭所示般進行。圖2〇所示為所得到的結果。 然後溝‘渠上氧化層可沉積在整個結構上。該溝渠上氧化 f可由該深溝渠的-側壁開始蝕刻'然後閘氧化可被執行 來造成圖2 1所示的結構。 、在該製程的此時，閘複晶石夕126可沉積。該問複晶石夕可 二平坦么到°亥溝渠上氧化層的高度。然後即沉積該氮化矽 1 2^。；、、、、後，可進行黃光，蝕刻，填充及平坦化步驟來定 義該主動區域。圖22所示為其得到的結構。圖22a顯示在 上述圖2 2中的一部份結構。 化層被剝…非關鍵遮罩可被定義 構中飯刻一溝渠上氧化層。—支樓結構犧牲氧化 層即產生’亚進行植人。該支撐閘氧化層及複⑭即可沉 積。圖2 3所不為該陣列中所得到的結構。 一非關鍵遮罩可被產生來做為陣^中複晶矽蝕刻 出）。在该陣列中的支撐閘氧化層蝕刻可進行（未 一鎢或鎢矽化層（WSix)堆疊130可沉積。然後沉積該墓 體（GC)墊氮化層132 〇圖24所示為得到的結構。、/甲 最後，即進行GC堆疊蝕刻。然後該結構可根 來處理。其結果示於圖2 5。 康^準衣程 高寬高比的深溝渠可使其很難來執行上述的 入。根據本發明的另一具體實施例，㉟深溝渠的；高：可

^ 17頁 五、發明說明（12) 示：C :: f TE〇S到該深溝渠來降低。在’-28中所 〜衣％步驟即可進行。 的所示為根據本發明的製程之另一個具體實施例 的結構具體實施例的橫截面圖。在圖26中所示 容溝：的：曰又’已形成進一步的深凹自，其會凹陷在該電 冓木的禝日日矽到一最終的高度。 但‘，：：3在如上述般沉積的氮化層的薄阻隔層上。 ;ί在：ϊΐ;14所示的製程步驟’該非晶形石夕的薄層係 的之：此：：是沉積在該_所沉積 曰心工 圖Z 6所不為此時的結構。 子所示’該角度化植入可進行來僅植入離 種類。、ίi。其可依需要來使用任何的離子 的範例為删離,角ΐ = : 4的：子。-p+形式離子 說明。 °亥角度化植入可芩考圖14-25的更詳細 ^執行該角度化植入之後，由該角度化植 可:二 =該推雜…將僅沿著該溝=側 後該二 具進在進行該角度化植人之 ; = 高度。，所示為此時的結構二 干說明已說明及描述了本發明”匕外，所揭 :ί!描述本發明的較佳具體實施例，⑯如前述， ” °瞭解到本發明能夠用於許多其它的組合，修正及環

第18頁 495906 五、發明說明（13) 境，其可在所述的本發明觀念的範圍内進行改變或修正， 以及藉由上述的原理，及/或相關技藝的技術或知識。上 述的具體實施例進一步是要解釋本發明實施的已知最佳模 式，並使得本技藝中的其它專業人士可利用本發明在這種 或其它具體實施斜中，其是由特殊應用或使用本發明所需 要的不同修正。因此，此處的說明並不是要限制本發明在 此處所揭示的描述。同時，其所附申請專利範圍係用來包 含另外的具體實施例。

第19頁 495906 圖式簡單說明 第20頁

Claims (1)

1. 、申請專利範圍 1. 一種由位在一儲存 一内側表面清除一电各之上的位置處之深溝渠的一第 溝渠的其它表面，# 士衣之方法，而留下該隔離環在該深 在該儲存電容5器包含： 沉積一層矽太 即點導體之上沉積一阻障材料； 甘该p且隆从 以一個角声枯 材料之上； — &植入彳參雜私t 猎此沿著該深溝泪 ’物離子到該深溝渠内的沉積石夕， 吁木的一* >fi,j 、 蝕刻該未執人从& ^下該未植入的沉積矽； %八的石夕；另 移除在先前由該未植 而留下該隔離環在該植入石所覆蓋之位置中的隔離環， 2·如申請專利範^第丨^石夕所覆蓋的位置中。 雜。 員之方法，其中該沉積矽未摻 3·如申請專利範圍第 未摻雜。 、乃法，其中該沉積矽大致上 4·如申請專利範圍第1項之 /氮化層。 、万法，其中該阻障材料包含 5.如申請專利範圍第1項 晶形矽。 之方法，其中 該沉積矽包含非 6 ·如申請專利範圍第1項之方 含JE充電的離子。 、 决’其中該摻雜物離子包 7·如申請專利範圍第6項之方法 含硼離子。 一中忒摻雜物離子包 8·如：請專利範圍第i項之方法， 預先以一氧化層填充在該 材、進/包含： 丨手材枓之上的該深溝渠； 495906

   在沉積該層矽之前凹陷該深溝洛 低該深溝渠的一寬高比。 木τ的氧化層，藉此降 9 ·如申請專利範圍第8項之方法，复 四乙氧基矽烷前驅物所沉積。 ，、中該氧化層係由一 ’進一步包含： 氧化循環，藉以選擇 _離子己經植入的部 1 0 ·如申请專利範圍第1項之方法 在植入該摻雜物離子之後執行 性地氧化部份的矽層，其中為該摻 份；及 11 含： 上； 12 第一 深溝 充該 蝕刻該矽層的較低氧化的部份。 •如申請專利範圍第1項之方法， 其中移除該隔離環包 沉積一第二阻障層在該深溝渠的壁面上的植… ==石夕中不具有阻障層的部 姓刻纟亥壞的一上部。 叹 •一種由位在一儲存雷 内側表面清除一隔離俨、立置處之深溝渠的一 渠的其它表面，該方=包含，··，而留下該隔離環在該 ί渠填充到-帶。部高度； 在該深溝渠中一 ％ a 、 利用該光阻遮罩i上f積一光阻遮罩； 深溝渠的複晶矽之丄部刻5亥襯墊的未遮罩部份到填 剝除該光阻遮罩；& 钱刻該隔離環，而c 、 召下在由該襯墊所覆蓋位置上的隔

   第22頁 495906 六、申請專利範圍 離環。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，進一步包含： 形成一埋入帶； 沉積一溝渠上介電層在該深溝渠中的表面上； 移除在該深溝·渠的側壁上及相鄰深溝渠之間的區域之 上的該溝渠上介電層的部份； 在該深溝渠的側壁上成長閘氧化層，其中該隔離環被 Ί虫刻；及 在該深溝渠的上方沉積閘導體複晶矽。

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