TW508694B - Devices and methods for addressing optical edge effects in connection with etched trenches - Google Patents

Devices and methods for addressing optical edge effects in connection with etched trenches Download PDF

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Koon Chong So
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508694 A7 B7 _ 五、發明説明（1 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 目前，半導體處理技術係可以製造出尺寸已進入次微 米範圍之特徵部位。在此一微小型化的程度上，特徵部位 尺寸的變異性係會由於一般所謂的”光學接近效應”而變得 更明顯。一般而言，接近效應係由於其他附近特徵部位的 接近所造成之特徵部位尺寸的變異。詳言之，光學接近效 應係在光學石版印刷過程中所發生的接近效應。由於光學 接近效應，一給定之特徵部位的尺寸便會隨著與其他特徵 部位的間隔而有所變化。 在導致光學接近效應的現象中，便係與映像特徵部位 有關的繞射模式。該光學接近效應之一實例便係尺寸上的 差異，此種差異係在一密集的等距直線陣列中之一隔離的 印刷直線與另一印刷直線之間的尺寸差異。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 光學接近效應最具體的後果，便係會造成內部特徵部 位（其係由其他特徵部位所包圍）與周邊特徵部位（未由 其他特徵部位所包圍）幾乎完全不同的情況。（在這些情 況下，光學接近效應通常亦稱之爲光學邊際效應）。舉例 來說，目前在處理次微米特徵部位之石版印刷過程中，周 邊之光阻劑特徵部位通常係會出現明顯的光學邊際效應。 因此，在特徵部位中，蝕刻之矽溝槽經常會受到不當的影 響。因此，採用蝕刻矽溝槽之裝置，諸如刻溝之 DMOSFETS (雙擴散金屬氧化物半導體場效電晶體），刻 溝之S c h 〇 11 k y屏障整流器、D R A Μ (動態隨機存取記 憶體）裝置，以及其他採用溝槽來隔離其他積體電路之裝 置，亦同樣經常會受到光學邊際效應的不當影響。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） " -4 - 508694 A7 B7 五、發明説明（2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此類光學邊際效應之一實例係顯示在圖1 A及1 B中 。這些圖式中係領示利用在光阻劑特徵部位之間之細孔所 蝕刻之溝槽的狀況。更詳細地說，如圖1 A所示，一矽基 板1 0係經由一光學石版印刷方法而形成光阻劑特徵部位 1 5 a、1 5 b、1 5 c、1 5 d。如圖所示，內部特徵 部位1 5 a、1 5 b及1 5 c係皆定位在其他特徵部位之 間（在內部特徵部位1 5 a左側之特徵部位未顯示在在圖 式中），其皆具有大致垂直的側壁。然而，由於上述光學 邊際效應的影響，周邊特徵部位1 5 d，其並未定位在其 他特徵部位之間，因此會具有大致傾斜的側壁，如圖所示 〇 圖1 B係顯示在將光阻劑塗佈砂基板施以蝕刻步驟之 後所得到之結果。由圖上可以看出，由於光阻劑特徵部位 之側壁的垂直特性，砂側壁1 0 a、1 〇 b及1 〇 c亦大 致呈垂直。相反地，由於光阻劑特徵部位1 5 d之側壁的 傾斜特性，因此該矽側壁1 0 d亦大致呈傾斜，而造成溝 槽底部形成尖銳的邊角。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在其他例子中，一矽基板係利用氧化矽或氮化矽光罩 來進行蝕刻。現請參照圖2 A，一氧化或氮化矽層係穿過 光阻劑特徵部位1 5 a、1 5 b、1 5 c、1 5 d來加以 蝕刻，而在矽基板1 0上形成氧化矽或氮化矽特徵部位 17 a、17 b、17 c、17 d。如圖所示，皆定位在 其他光阻劑特徵部位之間的內部光阻劑特徵部位1 5 a、 1 5 b ' 1 5 c係係具有大致垂直之側壁，而未定位在其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) " -5- 508694 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 他光阻劑特徵部位之間之周邊光阻劑特徵部位1 5 d則係 具有大致傾斜的側壁。氧化砂或氮化砂特徵部位1 7 a -1 7 d亦具有相同的結果。圖2 B顯示利用氧化矽或氮化 矽特徵部位1 7 a、1 7 b、1 7 c、1 7 d做爲遮罩特 徵部位來飩刻該矽基板1 0的結果。由圖上可以看出，其 結果係大致相同於利用光阻劑特徵部位1 5 a 、1 5 b、 1 5 c、1 5 d來蝕刻砂基板1 Ο (參照圖1 B )。詳言 之，由於氧化政或氮化砂特徵部位1 7 a、1 7 b、 1 7 c之側壁具有大致呈垂直的特性，因此矽側壁亦大致 呈垂直。再者，具有傾斜側壁之氧化矽或氮化矽特徵部位 1 7 d，其溝槽特徵部位亦具有大致傾斜的矽側壁1 〇 d ，且在溝槽底部具有尖銳的邊角。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在其他的例子中，一矽基板係透過由光阻劑特徵部位 及氧化矽或氮化矽特徵部位組合成之遮罩來加以蝕刻。如 圖3所示，定位在其他光阻劑特徵部位之間之內部光阻劑 特徵部位1 5 a、1 5 b、1 5 c係具有大致垂直之側壁 ，而未定位在其他光阻劑特徵部位之間之周邊光阻劑特徵 部位1 5 d則係具有傾斜的側壁，如圖所示。針對氧化矽 或氮化矽特徵部位1 7 a - 1 7 d亦具有相同的結果。就 石夕基板1 0而Η，由於特徵部位1 5 a / 1 7 a 、1 5 b / 1 7 b及1 5 c / 1 7 c之側壁係具有大致垂直的特性 ，因此矽側壁1 0 a、1 〇 b及1 0 c亦大致呈垂直。相 反地，由於特徵部位1 5 d / 1 7 d係傾斜的，並且係由 光阻劑及氧化物或氮化物組合而成，因此在溝槽底部便會 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -6 - 508694 A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 形成尖銳的邊角，如在圖1及圖2 B中所示。再者，該石夕 基板1 0係在與氧化物或氮化物特徵部位1 7 d的界面處 加以下切。 在上述每一例子中，該光學接近效應係會造成不當的 溝槽特性，包括傾斜的側壁以及尖銳的邊角。因此，在此 業界中，便有需要針對鈾刻之溝槽特徵部位來解決光學接 近效應。 已有針對在D R A Μ中所引發之光學接近效應而提出 解決方案者，其方式係藉由在單元（cell )周圍設置替代 溝槽。舉例來說，可以參照J. Fung Chen，Tom Lai dig, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Kurt E. Wampler 及 Roger Caldwell 所著”Practical Method for Full-Chip Optical Proximity Correction,” S PIE Proceedings, Vol 305 1,1 997; J. Fung Chen, Tom Laidig, Kurt E. Wampler 及 Roger Caldwell 所著”An 〇PC Rodemap to 0.14mm Design Rules，” 1997 年發表於 B A C U S 之文 獻；J.Li，D.Bernard，J.Rey，V.Boksha 所著”Model-Base Optical Proximity Correction Including Photo-resist Effects，” Proc. SPIE，Vol 3051，1997,643-651 頁；N.Shamma， F.Sporon-Fiedler,E.Lin，”A Method for Correction of Proximity Effect in Optical Lithography,” KTI Microlithography Seminar Interface ’91，P . 1 4 5 ; Chri s A.Mack，” “Evaluating Proximity Effects Using 3-D Optical Lithography Simulation，，’ Semiconductor International July 1 9 9 6 P.237; 0 . Otto 等人”Automated optical proximity 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） 508694 A7 _ B7 __ 五、發明説明（5 ) correction-a rule-based approach，” SPIE Proceedings, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) V.2 19，P.278，1 994;Α· Kornblit 等人，”Role of etch pattern fidelity in the printing of optical proximity corrected photomasks,” EIPB，95 1995。 然而，儘管如此，在業界中仍需要發展其他方法來解 決适些問題。 發明摘要 在業界的這些及其他需求，係可以藉由本發明來提供 之。 依照本發明之第一樣態，其係提供一種改造之半導體 基板。該改造之半導體基板係包含：（1 ) 一半導體基板 .;(2 )至少一緩衝層，其係位在該基板之至少一部位上 ;以及（3 )複數個溝槽，其包含（a )複數個內部溝槽 ，其係延伸至該半導體基板中，以及（b )至少一淺周邊 溝槽，其係延伸至該至少一緩衝層中，但未延伸及於該半 導體基板。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在一較佳實施例中，該至少一緩衝層係位在該半導體 基板其具有至少一淺周邊溝槽之部位，而在複數個內部溝 槽的部位上，該半導體基板係未具有緩衝層。 在另一較佳實施例中，該至少一緩衝層係位在該半導 體基板其具有至少一淺周邊溝槽之部位，且至少一緩衝層 係位在該半導體基板其具有複數內部溝槽之部位。然而， 在該複數內部溝槽部位上之至少一緩衝層的厚度，係比位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 508694 A7 _ B7 ____ 五、發明説明（6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 在該至少一淺周邊溝槽部位上之至少一緩衝層的厚度還薄 。（舉例來說，在複數內部溝槽之部位的至少一緩衝層係 由一單一緩衝層所構成，而位在該至少一淺周邊溝槽之部 位的至少一緩衝層係由兩個緩衝層所構成）。因此，每一 內部溝槽係貫穿位在複數內部溝槽之部位的至少一緩衝層 ，並且延伸至該半導體基板中，而每一淺周邊溝槽並未貫 穿位在該至少一淺周邊溝槽部位之緩衝層（且因此亦未深 入至該半導體基板中）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明之另一樣態，其係提供一種在半導體基板 中提供溝槽之方法。該方法包含：（1)提供一半導體基 板；（2 )在該基板上提供一佈圖之蝕刻光阻層，該佈圖 層係具有複數個溝槽孔，其包含（a )至少一周邊溝槽孔 .，以及（b )複數個內部溝槽孔；（3 )在每一周邊溝槽 孔與半導體基板之間提供至少一緩衝層；以及（4 )進行 一飩刻處理程序，其中在每一內部溝槽孔位置，一內部溝 槽係蝕刻至該半導體基板中，且其中在每一周邊溝槽孔位 置，其係藉由該至少一緩衝層而避免周邊溝槽蝕刻至半導 體基板中。 在一較佳實施例中，該方法尙包含在每一內部溝槽孔 與半導體基板之間提供至少一緩衝層的步驟。然而，在每 一周邊溝槽孔與半導體基板之間之至少一緩衝層的總和厚 度，係大於每一內部溝槽孔與半導體基板之間之至少一緩 衝層的厚度。（舉例來說，在複數內部溝槽之部位的至少 一緩衝層係由一單一緩衝層所構成，而位在該至少一淺周 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 508694 Α7 Β7 五、發明説明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 邊溝槽之部位的至少一緩衝層係由兩個緩衝層所構成）。 因此，在該鈾刻製程期間，在每一內部溝槽孔位置處，一 內邰溝槽係蝕刻穿過該至少一緩衝層而深入該半導體基板 ，而在每一周邊溝槽孔位置處，一溝槽則係未貫穿該至少 一緩衝層（且因此未貫穿該基板）◦ 較佳的緩衝層係包括氧化層及氮化層。一較佳之基板 係矽基板。 數種裝置係可以與本發明之改造之半導體基板及方法 配合使用，其包括溝槽D Μ〇S電晶體、溝槽Schottky 屏障整流器、以及D R A Μ裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依照本發明之又一樣態，其係提供一種溝槽D Μ〇S 電晶體結構，其係包括至少一周邊溝槽以及複數個內部溝 槽。該結構包含：（1 ) 一基板，其係具有第一導電性類 型；（2 ) —位在基板上之主體部位，該主體部位係具有 第二導電性類型，該周邊溝槽及內部溝槽係貫穿該主體部 位；（3 ) —絕緣層，其係內襯於每一周邊溝槽及內部溝 槽；（4 ) 一第一導電電極，其係疊置在每一絕緣層；以 及（5 )在主體部位中具有第一導電性類型之源極部位係 鄰近每一內部溝槽，但未與該至少一周邊溝槽相鄰。該結 構亦可包含一汲極電極，其係配置在該基板相對於主體部 位之表面上，且包含一源極電極，其係配置在該源極部分 之至少一部位上。 最好，該第一導電性類型係η 一型導電性，且該第二 導電性類型係Ρ -型導電性。最好，該絕緣層係一氧化層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 508694 A7 B7 五、發明説明（8 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，且該導電電極係包含多晶矽◦在某些較佳實施例中，該 D Μ 0 S電晶體尙包含一絕緣部位（諸如一矽磷硼玻璃結 構），其係位在該內部溝槽中之每一第一導電電極上。 本發明之一優點係在於，其以一種有效且具經濟效益 的方式來解決與周邊溝槽特徵部位有關的不當光學邊際效 應。 本發明之另一優點係在於，具有周邊溝槽特徵部位之 產品的性能得以增進，諸如溝槽D Μ〇S裝置、溝槽 Schottky屏障整流器、D R A Μ裝置，以及其他採用周邊 溝槽特徵部位之裝置。 本發明這些及其他實施例及優點，將可由以下詳細說 明及申請專利範圍，而獲得更深入之瞭解。 圖式之簡單說明 圖1 Α係一截面視圖，其中顯示一半導體基板在施加 一佈圖之光阻圖案後的狀態。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 B係一截面視圖，其中顯示一半導體基板在施加 一佈圖光阻劑圖案及後續蝕刻處理之後的狀態。 圖2A係一截面視圖，其中顯示一半導體基板已具有 光阻劑及氮化物或氧化物特徵部位的狀態。 圖2 B係一截面視圖，其中顯示圖2 A之半導體基板 在移除光阻劑及蝕刻穿過其餘氮化物或氧化物特徵部位之 情況。 圖3係一截面視圖，其中顯示圖2A之半導體基板在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 11 - 508694 A7 B7 五、發明説明（9 ) 蝕刻穿過光阻劑及氮化物或氧化物特徵部位之後的情況。 圖4 A - 4 C係截面視圖，其中顯示依照本發明之一 •燊-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 實施例之溝槽形成方法。 圖5 A — 5 C係截面視圖，其中顯示依照本發明之一 實施例之溝槽形成方法。 圖6係一截面視圖，其中顯示依照本發明之一實施例 之溝槽D Μ〇S電晶體。 t要元件對眧表 10 矽基板 1〇a 石夕側壁 1〇b 矽側壁 10c 矽側壁 1〇d 矽側壁 1 5 a 光阻劑特徵部位 15b 光阻劑特徵部位 15c 光阻劑特徵部位 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 5 d 光阻劑特徵部位 1 7 a 氧化矽或氮化矽特徵部位 17b 氧化矽或氮化矽特徵部位 17c 氧化矽或氮化矽特徵部位 1 7 d 氧化矽或氮化矽特徵部位 1 〇 0 基板 10 0a 表面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- 508694 A7 B7 五、發明説明（10) 1 0 2 氮化物或氧化物特徵部位 10 2a 相對側邊 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 10 2b 相對側邊 10 3 氮化物或氧化物層 10 3a 特徵部位 10 3b 特徵部位 10 3c 特徵部位 103d 特徵部位 10 4a 特徵部位 10 4b 特徵部位 10 4c 特徵部位 1 0 4 d 特徵部位 1 0 4 〇 傾斜表面 1〇6 溝槽 1〇7 淺溝槽 2 0 0 η +基板 2 0 2 摻η —覆晶層 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2〇4 主體部位 206a 氧化層 206b 氧化層 2 10 多晶矽層 210a 多晶矽 210b 多晶矽 2 12 η +部位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -13- 508694 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（11) 2 14 B P S G 結構 2 1 6 導電層 250 溝槽DM〇s單元 2 5 2 假性周邊裝置 本發明之詳細說明 本發明現將參考後附之圖式來詳加說明，其中在圖式 中係顯示本發明之較佳實施例。然而，本發明亦能以不同 的型式來具體實施，其結構並未侷限在本說明書中所述之 實施例。 在此所用之”周邊溝槽”，係指一溝槽或其一部分係形 成在一表面上，且在一側邊上係具有一個或以上之相同結 構體，但在另一側邊上則未具有相同結構體。同樣地，在 此所用之內邰溝槽一詞，係指一溝槽或其一部分係形成 在一表面上，且在其兩側邊上皆具有一個或以上之相同結 構體。在此所用之”內部溝槽孔”一詞，係指在一佈僵之抗 鈾層中之孔，在將該孔鈾刻至一定深度之後，便會形成一 內部溝槽。在此所用之”周邊溝槽孔”一詞，係指在一佈圖 之抗蝕層中之孔，在將該孔蝕刻至一定深度之後，便會形 成一周邊溝槽。如以下將說明者，在本發明之某些實施例 中，周邊溝槽孔實際上在蝕刻之後並不會在半導體基板中 形成一溝槽，反而僅係在一緩衝層中形成一淺溝槽。 本發明之弟一^貫施例係顯不在圖4 A — 4 C中。如圖 4 A所示，一氮化物或氧化物特徵部位1 〇 2 (最好係由 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' -14- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂- 508694 A7 B7 五、發明説明（12) 氧化矽或氮化矽所構成）係利用業界習知的技術而形成在 基板1 0 0 (最好係砂基板）之表面1 〇 〇 a上，例如藉 由化學蒸氣鍍覆（CVD)方法來形成。 接著，如圖4 B所示，具有特徵部位1 〇 4 a、 10 4b、104c及l〇4d之佈圖光阻劑層係位在表 面1 0 0 a之部位以及氮化物或氧化物特徵部位1 〇 2之 部位上（特徵部位1 0 4 c及1 〇 4 d係部分地覆蓋特徵 部位1 0 2之側邊1 0 2 a及1 〇 2 b，而留下特徵部位 102之中央上表面外露出來）。不同於特徵部位 1 〇 4 a 、1 0 4 b及1〇4 c，特徵部位1 〇 4 d兩側 並未具有其他特徵部位，因此其係會受到光學邊際效應， 如圖4 b之傾斜表面1 0 4 〇所示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，將圖4 B之結構經過鈾刻步驟處理，諸如一反 應離子蝕刻（R I E )步驟，其中該基板1 〇 〇最好係針 對氮化物或氧化物特徵部位1 0 2來優先加以蝕刻。因此 ，如圖4C所示，在基板1〇〇之特徵部位l〇4a及 1 0 4 b之間以及在特徵部位1 〇 4 b與1 〇 4 c之間便 會形成溝槽1 0 6。然而，由於氮化物或氧化物特徵部位 1〇2存在於特徵部位1 0 4 c與1 〇 4 d之間，因此僅 有一淺溝槽1 0 7係形成在氮化物特徵部位1 0 2中，而 在基板1 0 0中並未形成有溝槽。 如上述圖1 B所示，在未具有氮化物或氧化物特徵部 位1 0 2的情況下，該基板在周邊位置處係會形成一溝槽 ，而此一溝槽係會由於光學邊際效應而形成尖銳邊角之底 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 508694 A7 B7 五、發明説明（13) 部。因此，藉由在光阻層1 0 4之周邊溝槽孔下方提供一 氮化物或氧化物特徵部位1 〇 2，便可以避免產生不當的 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 結果。 本發明之第二實施例係顯示在圖5 A — 5 C中。如圖 5 A所示，一氮化物或氧化物特徵部位1 〇 2係利用業界 習知的技術，諸如C V D，而形成在基板1 0 0之表面 1 0 0 a上。接著，亦利用業界習知的技術，諸如C V D ，而在表面1 0 0 a及氮化物或氧化物特徵部位1 0 2上 係提供一氮化物或氧化物層1 〇 3。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖5 B所示，在氮化物或氧化物層1 〇 3上提供一 具有光阻劑特徵部位1 0 4 a、1 0 4 b、1 0 4 c及 1〇4 d之佈圖光阻層。接著，在佈有氮化物或氧化物層 1 0 3之部位上進行氮化物或氧化物蝕刻處理，諸如反應 離子蝕刻，而在基板1 〇 〇中形成溝槽1 〇 6，如圖所示 。此一蝕刻步驟係足以蝕刻穿過氮化物或氧化物層1 0. 3 ，但無法穿透該氮化物或氧化物特徵部位1 〇 2。因此， 在光阻劑特徵部位1 0 4 a、1 〇 4 b之間、特徵部位 1 0 4 b與1 〇 4 c之間、以及特徵部位1 〇 4 c與 1 0 4 d之間的氮化物或氧化物層1 〇 3中提供孔。再者 ，在基板1 0 0中之溝槽1 〇 6係加以蝕刻穿過由特徵部 位1〇4 a / 1〇3 a及1〇4 b / 1 〇 3 b，以及由特 徵部位104b/103b與l〇4c/l〇3c所界定 之孔。然而，由於額外的氮化物或氧化物厚度，因此在光 阻劑特徵部位1 〇 4 c與1 〇 4 d之間的氮化物或氧化物 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 508694 A7 B7 __ 五、發明説明（14) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 層1 0 2中並未提供孔，因此在這些部位上，在基板 1 0 0中便不會形成溝槽。如上述圖3所示，若在特徵部 位l〇4c/l〇3c與104d/103d所界定之周 邊位置上形成一溝槽，則該溝槽可能在其右側邊會同時形 成尖銳邊角之底部以及一下切部位。 藉由進行相同於上述圖5 A及5 B中所討論的程序， 但在溝槽鈾刻步驟之前移除該光阻劑特徵部位1 〇 4 a、 1 0 4 b 、1〇4 c及1〇4 d，便會形成如圖5所示之 結構。若在特徵部位1 0 3 c及1 0 3 d所界定之周邊位 置部位，於基板1 0 0中形成一溝槽，則該溝槽便有可能 會受到如圖2 B所示之不當的光學邊際效應所影響，其中 該溝槽係會具有傾斜側壁及尖銳邊角之底部。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之另一實施例係顯示在圖6中。圖6係顯示依 照本發明所構成之兩溝槽D Μ〇S單元2 5 0。如同習知 技術之裝置，在本實施例中，該溝槽D Μ〇S單元2 5 0 係包括一 η +基板2 0 0，於其上係成長一輕度摻η -覆 晶層2 0 2，其係用以做爲D Μ〇S單元2 5 0之外流部 (drain )。一導電層（圖上未顯示）係施加在0200 之底部，且用以做爲該D Μ〇S單元之共用排放部接點。 在摻η -覆晶層2 0 2之部位中，其係提供具相反導電性 (Ρ —型）之主體部位2 0 4，其係用以做爲D Μ〇S單 元2 5 0之柵閘部位。亦提供有η +部位2 1 2，其係用 以做爲DM〇S單元2 5 0之源極。導電層2 1 6係用以 做爲D Μ〇S單元2 5 0之共用源極接點，並將彼此之源 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210〆297公釐） -17- 508694 A7 B7 五、發明説明（15) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 極加以短路（亦即，η +部位2 1 2 )。亦提供有溝槽部 位，其係內襯有氧化層206a，並且充塡多晶矽21〇 a。充塡氧化物2 0 6 a及多晶矽2 1 〇 a之溝槽係用以 做爲D Μ〇S單元2 5 0之柵閘電極。多晶矽2 1 0 a係 藉由B P S G (矽硼磷玻璃）結構2 1 4與導電層2 1 6 絕緣，而使柵閘及源極可以獨立地柵極偏電壓。 如上所述，由於光學邊際效應，周邊溝槽通常係具有 瑕疵。因此，在形成一周邊D Μ 0 S裝置的情況下，該周 邊D Μ〇S裝置之柵閘及源極之間係會經常發生短路。爲 了避免此一情況發生，在此一實施例中係產生一個替代周 邊裝置2 5 2。在此例中，雖然周邊（右側）溝槽係充塡 有氧化層2 0 6 b及多晶矽2 1 0 b，然而其並未提供η +部位（因此不需要提供一 B P S G絕緣結構）。在此一 方式中，由於周邊溝槽而使柵閘與源極之間發生短路的可 能性便可以避免，因爲一源極係已經完全消除。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如前所述，有關D Μ〇S單元2 5 0之多晶矽部位 2 1 0 a係必須與源極接點2 I 6電性絕緣，以確保可以 適當地操作。相反地，有關替代周邊裝置2 5 2的多晶矽 部位2 1 0 b則係必須與源極接點2 1 6形成短路。通常 ，D Μ〇S單元2 5 0之多晶矽部位2 1 0 a係電性連接 在一起（圖上未顯示），以使成群的分離裝置可以宛如其 係一單一大型電晶體般來運作。然而，由於源極接點 2 1 6係與在替代周邊裝置2 5 2中之多晶矽部位 2 1 0 b形成短路，因此必須小心地確保該多晶矽 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格（210X297公釐） " -18- 508694 Α7 Β7 五、發明説明（16) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 1 〇 b不會電性連接至多晶矽2 1 0 a。否則，在 D Μ 〇 S裝置之源極與柵閘之間便會形成一短路。這通常 係可以藉由將周邊溝槽與其他溝槽隔離來達成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 構成圖6所示之結構的方法，將簡單說明如下。在開 始處理步驟期間，該D Μ 0 S單元2 5 0及替代周邊裝置 2 5 2係以相同的方式來形成，其係利用業界習知的方式 來形成。舉例來說，一摻η -覆晶層2 0 2係在傳統的摻 η +基板2 0 0上成長。接著，在一植入及擴散步驟中， 其係形成一 Ρ -主體部位2 0 4。由於Ρ -主體部位 2 0 4係均句地橫過該基板，因此不需要任何遮罩。接者 ，在覆晶層表面上覆蓋一氧化層，其通常係外露出來且力口 以佈圖，而在氧化層中留下遮罩開口。溝槽係藉由乾化蝕 刻而穿過該遮罩開口，例如，藉由反應離子鈾刻。如圖6 所示，對應於替代周邊裝置2 5 2之周邊溝槽（右側）通 常係由於光學邊際效應而具有瑕疵。接著，一氧化層 2 0 6便沉積在整個表面上，使其覆蓋該溝槽壁以及ρ -主體部位2 0 4之表面。接下來，在整個表面上便提供一 多晶矽層2 1 0，以充塡該溝槽。該多晶矽層2 1 0通常 係摻有三氯化磷或植入有砷或磷，以降低其電阻率。 在此時，一遮罩層係施加在周邊溝槽（右側）上。接 著，多晶矽層2 1 0以及氧化層2 0 6便加以蝕刻，以使 得多晶矽層2 1 0以及該ρ -主體在溝槽之間的外露部位 得以最佳化。接著，利用一光阻遮罩方法來形成一佈圖遮 罩層，其中該遮罩層係具有孔，以形成η +部位2 1 2。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -19- 508694 A7 _ B7 五、發明説明（17) 該η +部位2 1 2通常係以一植入及擴散方法來形成。在 形成替代周邊裝置2 5 2時，並未提供任何孔，且因此亦 未具有任何η +部位◦接著，便以習知方式來移除遮罩層 。然後，藉由習知方法在結構上形成及佈圖一 B P S G層 以構成B P S G部位2 1 4，該D Μ〇S單元便完成。（ 如前所述，由於替代周邊裝置係未包含任何η +源極部位 ，因此其並不需要任何B P S G部位）。接著，在整個結 構上施加導電層2 1 6，如圖所示。 雖然在本說明中已詳細闡述各種不同的實施例，然而 可以瞭解的是，由上述教示及後附申請專利範圍所涵蓋之 本發明的修飾及變化，係未脫離本發明之精神及範圍。舉 例來說，本發明之方法亦可用以形成一種結構體，其中各 個半導體部位之導電性係與上述實施例之導電性相反者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -20-

Claims (1)

  1. 508694 六、申請專利範圍 附件一 a : 第901 17362號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國91年8月2日修正 1 · 一種在半導體基板中提供溝槽之方法，其包含： 提供一半導體基板； 在該基板上提供一佈圖之鈾刻光阻層，該佈圖層係具 有複數個溝槽孔，其包含（a )至少一周邊溝槽孔，以及 (b )複數個內部溝槽孔； ‘ 在每一周邊溝槽孔與半導體基板之間提供至少一緩衝 層；以及 進行一蝕刻處理程序，其中在每一內部溝槽孔位置， 一內部溝槽係蝕刻至該半導體基板中，且其中在每一周邊 溝槽孔位置，其係藉由該至少一緩衝層而避免周邊溝槽蝕 刻至半導體基板中。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少一緩 衝層係一氧化物層。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少一緩 衝層係一氮化物層。 4 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該半導體基 板係一矽基板。 5 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該溝槽被形 成於一用以製造溝槽D Μ〇S電晶體的製程中。 6 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該溝槽被形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） —.—Κ-----— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508694 8 8 8 8 ABCD 々、申請專利範圍 成於一用以製造一溝槽Schottky屏障整流器的製程中。 7 _如申請專利範圍第1項之方法，其中該溝槽被形 成於一用以製造DRAM裝置的製程中。 8 ·如申請專利範圍第1項之方法，另包含在每一內 部溝槽孔與半導體基板之間提供至少一緩衝層的步驟， 其中在每一周邊溝槽孔與半導體基板之間之至少一緩 衝層的總和厚度，係大於每一內部溝槽孔與半導體基板之 間之至少一緩衝層的厚度，且 其中在該蝕刻製程期間，在每一內部溝槽孔位置處， 一內部溝槽係蝕刻穿過該至少一緩衝層而進入該半導體基 板。 9 .如申請專利範圍第8項之方法，其中在每一內部 溝槽孔與半導體基板之間的至少一緩衝層，係由一單一緩 衝層所構成，且其中在每一周邊溝槽孔與半導體基板之間 的至少一緩衝層，係由兩個緩衝層所構成。 1 0 ·如申請專利範圍第8項之方法，其中該至少一 緩衝層係選自一氧化物層與一氮化物層。 1 1 ·如申請專利範圍第8項之方法，其中該半導體 基板係一砂基板。 12·—種改良之半導體基板，其包含： 一半導體基板； 至少一緩衝層，被設置在該基板之至少一部分上；以 及 複數個溝槽，其包含（a )複數個內部溝槽，其延伸 本紙旅尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -----*------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 508694 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 入該半導體基板中，以及（b )至少一淺周邊溝槽，其延 伸入該至少一緩衝層中，但並未延伸入該半導體基板中。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之改良之半導體基板 ，其中至少一緩衝層被設置在該至少一淺周邊溝槽之區域 中的該半導體基板上，而在複數個內部溝槽之區域中的該 半導體基板上並未設置有緩衝層。 1 4 .如申請專利範圍第1 2項之改良之半導體基板 其中至少一緩衝層被設置在該半導體基板其具有至少 一淺周邊溝槽之區域上； 其中至少一緩衝層被設置在該半導體基板其具有複數 個內部溝槽之區域上； 其中在該複數個內部溝槽區域上之至少一緩衝層的厚 度，係比位在該至少一淺周邊溝槽區域上之至少一緩衝層 的厚度還薄， 其中各內部溝槽延伸過該複數個內部溝槽之區域中的 該至少一緩衝層，並且延伸入該半導體基板中，以及 其中各淺周邊溝槽並未延伸過位在該至少一淺周邊溝 槽區域中之該至少一緩衝層，且亦未延伸入該半導體基板 中〇 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之改良之半導體基板 其中位在該複數個內部溝槽之區域中的至少一緩衝層 ，係由一單一緩衝層所構成；且 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 3 _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T- 508694 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 其中位在該至少一淺周邊溝槽之區域中的至少一緩衝 層，係由兩個緩衝層所構成。 1 6 .如申請專利範圍第1 2項之改良之半導體基板 ，其中該至少一緩衝層係一氧化物層。 1 7 .如申請專利範圍第1 2項之改良之半導體基板 ，其中該至少一緩衝層係一氮化物層。 1 8 .如申請專利範圍第1 2項之改良之半導體基板 ，其中該半導體基板係一矽基板。 1 9 · 一種溝槽D Μ〇S電晶體結構，其包括至少一 周邊溝槽以及複數個內部溝槽，其包含： 一基板，其具有第一導電性類型； 一位在基板上之主體區域，該主體區域具有第二導電 性類型，該周邊溝槽及內部溝槽延伸過該主體區域； 一絕緣層，其內襯於每一周邊溝槽及內部溝槽； 一第一導電電極，其係疊置在各絕緣層上；以及 在主體區域中之具有第一導電性類型的源極區域，相 鄰於各內部溝槽，但未與該至少一周邊溝槽相鄰。 2 〇 .如申請專利範圍第1 9項之溝槽D Μ〇S電晶 體結構，其中該第一導電性類型係η -型導電性，且該第 二導電性類型係Ρ -型導電性。 2 1 .如申請專利範圍第1 9項之溝槽D Μ〇S電晶 體結構，另包含一汲極電極，配置在該基板相對於主體區 域之表面上，及包含一源極電極，配置在該源極區域之至 少一部分上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（ 210X297公釐） ΤδΖ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 508694 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 2 2 .如申請專利範圍第1 9項之溝槽D Μ〇S電晶 體結構，其中該絕緣層係一氧化物層。 2 3 .如申請專利範圍第1 9項之溝槽D Μ〇S電晶 體結構，另包含一絕緣區域，其位在該內部溝槽中之各第 一導電·電極上。 2 4 .如申請專利範圍第1 9項之溝槽D Μ〇S電晶 體結構，其中該絕緣區域係一矽化磷硼玻璃結構。 2 5 .如申請專利範圍第1 9項之溝槽D Μ〇S電晶 體結構，其中該導電電極包含多晶矽。 ’ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐）
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