TWI232548B - Semiconductor constructions and methods of forming thereof - Google Patents
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Description
1232548 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 、丄本發明係騎半導體結構及形成半導體結構之方法。特 定言之,本發明係關於形成DRAM結構之方法。 【先前技術】 電氣絕緣通常用於半導體結構中減少或防止電氣裝置 之間的漏t。例如,在動態隨機存取記憶體㈠― random access memory ; DRAM)的製作中,經常希望避免 存取裝置(如存取電晶體結構)之間的亞閾漏電。可能有若 干方面影響場效電晶體裝置之間的漏電,包括(例如),源 極/汲極區域的接面漏電;因閘極長度短引起的沒極謗發位 障降低(drain-induced barrier l〇wering ; DIBL);因閘極覆 盍區域的高電場引起的閘極誘發汲極漏電(gate_induced drainleakage;(HDL),·有寬幅效應;以及因隔離區靠近裝 置引起的應力誘發漏電(stress_induced leakage cuuent ; SILC) 〇 I〇n(驅動電流)比I〇ff(亞閾漏電)之比率可用作決定存取 裝置是否充分運作之靈敏值。現已發現,減少存取裝置之 閘極氧化物的厚度可改善裝置的亞閾表現,同時增加驅動 電流。但是,裝置的臨界電壓會隨著閘極氧化物厚度的減 少而降低。增加裝置通道中的摻雜物量可將臨界電壓增加 至一可接受的位準,並補償閘極氧化物厚度之減少,但是 可能增加源極/汲極區域的接面漏電。此外,裝置通道中择 加的摻雜物量可能不利地使接面電容上升,引起通道行動
87656.DOC 1232548 性下降,因而減少裝置之驅動電流。 理想之對策係開發新方法減少裝置之亞閾漏電。若該等 新方法可避免增加存取裝置通道區之摻雜物濃度則更理想 。此外,若該等新方法可用於形成適合於積體電路結構之 電性絕緣的結構,則也是理想的。 【發明内容】 本發明之一方面包括在半導體基板中具有一對通道區 域的半導體結構。各該通道區域具有一由錮或重原子受主 原子如Ga或T1摻雜的分區。通道也包括由·包圍之分區。 一對電晶體結構係置於半導體基板上,各電晶體結構係置 於通道區域之一上。該對電晶體結構由一使其相互隔離的 一隔離區域分隔。各電晶體結構具有一電晶體閘極,其實 質上橫向居中於對應通道區域之上。各該閘極寬於下方之 錮摻雜分區。 本發明之一方面包括在其半導體基板材料上具有一第 一及一第二電晶體結構的半導體結構。各該第一及第二電 晶體結構具有相對之側壁及沿該等側壁之一對絕緣隔離層 。該第一電晶體結構係置於基板内的一第一與一第二源極/ 汲極區域之間。在該第一電晶體結構之一第一側,該第一 源極/汲極區域之一第一端延伸至該隔離層之下,在該第一 電晶體結構之一相對第二側,該第二源極/汲極區域延伸至 該隔離層之下。該第二電晶體結構係置於基板内的一第三 與一第四源極/汲極區域之間。在該第二電晶體結構之一第 一側,該第四源極/沒極區域之一第一側延伸至該隔離層之 87656.DOC -6- 1232548 下。在該第二電晶體結構之一相對第二側,該第三源極/ 汲極區域延伸至該隔離層之下。該第一、篦—〜一议… ^ ^、笫二及弟 四源極/汲極區域通常係以一第一類型之摻雜物摻雜。以一 第二類型捧雜物摻雜之源極/沒極延伸部分係關聯於該第 一源極/汲極區域之該第一側,並將該第—源極/汲極區域 之該第一侧進一步延伸至該第一電晶體結構之下。該第一 源極/汲極區域之一第二侧沒有源極/汲極延伸部分,該第 一源極/沒極區域也沒有源極/汲極延伸部分。 本發明還包括形成半導體裝置之方法。 【實施方式】 圖1說明由本發明之特定方面所包括之半導體結 。 結構H)包括基板12。為有料下文中請專利範圍之說明, 術語 Aseimconductive substrate@ 及 Asemic〇nduct〇r SUbStrate@係指包括半導體材料之任何結構,包括但不限 於散裝半導體材料如半導體晶圓(單―之材料或包括其他 材料之組合體)及半導體材料層(單一之層或包括其他材料 的組合體)。術語任何支撐結構,包括但不 限於上述半導體基板。 在特定方面,結構10可能對應於DRAM陣列。結構⑺包 括由基板12支撐之—對場效電晶體裝置14及16,還包括臨 界電壓不同於裝置14及16的裝置38。如下所述,裝置38可 用於將裝置14及16相互電性隔離。 裝置14及16各包括一電晶 材料24、一導電摻雜半導體 體閘極堆疊22,其包括一絕緣 材料2 6 (也稱為間極層)、一導
87656.DOC 1232548 電塊體2 8及一絕緣蓋層3 〇。 絕緣材料24可包括(例如)氮化石夕、 … 之一或多個。絕緣材料24一般产 矽及乳虱化矽 氧化物。 括二氧化矽,可稱為閘極 導曰電摻雜材料26可包括(例如)導電掺㈣。該㈣一般 為非晶性與/或多晶形。摻雜物 , *物了包括η型摻雜物(如磷或砷) ,或可包括ρ型摻雜物(如硼)。 導電塊體2 8 —般包括一 s龄办 I^物’係直接形成於石夕材料 26《上表面;或一層金屬,直接形成於(如實體 或TiN位障層之上,後者則形成於♦材料%上。 絕緣蓋30可包括(例如)氮化妙及二氧化碎之一或 包括。 ,閘極堆疊包括側壁’電性絕緣隔離層32係沿該等侧壁形 成。隔離層32可包括(例如)氮化石夕,並可藉由在基板^及 閘極堆疊22上沈積-材料再隨後各向異性触刻該材料而形 成。 複數個源極/汲極區34具有基板12,並位於閘極堆疊22 之間。閘極堆疊22可視為直接位於基板12區段之上,而源 極/汲極區域34可視為相互間隔至少該等區段之部分。在圖 示之結構中,源極/汲極區34在隔離層32下延伸至整個隔離 層寬度。 源極/汲極區域34係延伸至基板12的導電摻雜擴散區。 一般而言,電晶體結構14及16將為NMOS電晶體,因此, 源極/汲極區域34將為n型摻雜擴散區。換言之,擴散區34
87656.DOC 1232548 内的王要摻雜物將為11型摻雜物。術語「主要摻雜物」指區 域内最豐富的摻雜物。因此,若區域内既有口型摻雜物也有 η型摻雜物,則最普遍的摻雜物將為主要摻雜物。因此,應 >王意,若提供足夠的臨界電壓,堆疊22之間的堆疊%(下文 將詳細說明)可結合至NMOS電晶體。 在所示結構中,源極/汲極區域34在隔離層32下延伸。 但是,應明白,也可形成源極/汲極區域不在隔離層下延伸 的其他結構,或甚至至少取消某些隔離層的結構。此外, 源極/汲極區域34在隔離層32下之延伸可不及整個隔離層 寬度,也可延伸至整個隔離層寬度,或可延伸至隔離層之 外直到對應堆疊(未顯示)之下。 各種源極/汲極區域係連接至電容器結構42或數位線44 ,以足義DRAM記憶體陣列之各種記憶體單元。
Pi?]離區38在電晶體結構14與16之間延伸,可用於使該等 電晶體相互電性絕緣。隔離區38包括與閘極結構14與16之 堆登22類似的堆疊36。堆疊36包括絕緣材料24、導電塊體 28及用於閘極堆疊22的絕緣蓋34。但是,在特定具體實施 例中,堆疊36可不同於閘極堆疊22而具有大量摻雜材料4〇 ’該種材料與堆疊22之材料26的摻雜方式不同。 在特定方面,材料40可包括摻雜有相當濃度之相反類型 掺雜物的矽,如在源極區域34主要使用的一樣。例如,若 源極/汲極區域34主要包括n型摻雜物,則材料4〇可主要包 括Ρ型摻雜物。在摻雜閘極層4〇内使用ρ型摻雜物為主要摻 雜物,同時使η型摻雜物為源極/汲極區域34的主要摻雜物
87656.DOC 1232548 ,可使堆疊40相對鄰近裝置具有較高 ^ 疊36主要作為用於驅動鄰近裝置 可使堆 , σ 手疋I界电壓的隔離區 =疋作為電晶體結構。在本發明之某些方面,材料4〇 ::相當濃㈣Ρ型及_摻雜物,可(例如)包括濃度從 ?t_w至5xl〇21atoms/cm、p型及㈣摻雜物。一 ’又而吕,摻雜物的濃度可為約lxl020atoms/cm3。
在本發明之特定具體實施财,材料40可包括本質上同 一類型的掺雜物(即,材料4()中至少99%㈣雜物為p型) ’或材料4 G可有效地包括兩種類型的摻雜物(換言之,材料 4〇中少於99%的摻雜物為_)。或者,材料4〇可主要為n 型摻雜物’並心至-適合之電偏壓,使絕緣裝置Μ可合 適地作為接地閘極。 右堆璺36係用作隔離區,其可描述為具有在一對鄰近源 極/汲極區域34之間延伸之材料塊體4〇的隔離區。而且,如. 圖所示,在與堆疊36關聯之隔離層32之下,源極/汲極區域-可延伸整個隔離層寬度。或者,在隔離層32之下,鄰近源 極/汲極區域32可延伸邵分隔離層寬度,或可在閘極電極下鲁 延伸(即,在塊體40下延伸)。 堆疊36顯示具有導電層28與其他電路48接觸。在堆疊36 * 用作隔離區的具體實施例中,其他電路48可為與結構1〇關 、 的黾性接地’或當裝置3 6未開啟基礎通道時,可為相對 接地之稍微正極或負極電性。 因層40(相對於閘極堆疊22的層26)内掺雜物的變化,堆 疊36内閘極氧化物24的表面或有效厚度可相對於堆疊22的 87656.DOC -10- 1232548 間極氧化物厚度變化。換言之,即使堆疊22與36内的閘極 氧化物24具有相同之實體厚度,堆疊36内之閘極氧化物的 有效電性厚度相對於堆疊2 2將增加。 在本發明之特定方面,相關於閘極氧化物24及矽層4〇之 間的一介面有一有效的摻雜物空泛區。特定言之,與碎層 26相比,矽層4〇&n型摻雜物有效濃度較低。藉由先使層4〇 具有與層26同樣的η型摻雜物濃度,再向層4〇增加足夠的p 型摻雜物以改變層40的電性特性可實現上述狀況$型摻雜 物的濃度可足以蓋過η型摻雜物的濃度(即在層4〇中將ρ型 摻雜物形成為主要摻雜物),或者,可足以對包括堆疊3 6 的電晶體結構的工作功能產生可測量之影響。 在絕緣結構38下之半導體材料基板12中可具有一摻雜 袖珍區46。摻雜袖珍區46可用重型ρ型原子如銦摻雜。或者 ,摻雜區46還可用至少一種其他ρ型摻雜物如硼。在絕緣結 構38下的袖珍區46内摻雜銦或其他重型ρ摻雜物如以或T1 以提高隔離閘極36的臨界電壓是有利的。而且,袖珍區牝 内的銦可提高居中於絕緣裝置38下方的摻雜物的保留率。 錮較低的擴散性可使摻雜物對儲存節點接面的擴散最小, 藉此使接面漏電最小。當與其他P型摻雜物如硼結合使用時 ,對於一般用於使已接地閘極裝置38之各節點之間的電荷 洩露最小的濃度,可使用低劑量的其他p型摻雜物。 袖珍區46内的銦的濃度可自約i χ 1〇12at〇ms/cm3至約 lxl〇13at〇ms/cm3。若袖珍區46内額外摻雜了硼,則硼的濃 度可自約 lxl〇12at〇ms/cm3至約 2xl〇12at〇ms/cm3。
87656.DOC -11 - 1232548 植入銦的啟動可包括在約9〇〇°C溫度時熱處理約1分鐘 至約6分鐘的啟動,最好為約丨分鐘至約2分鐘。在硼磷酸鹽 破璃(b〇roph〇sphosilicate glass ; BPSG)的回流或一獨立步 驟中,可產生該種啟動。 摻雜區46最好具有小於閘極堆疊36之寬度的橫向寬度。 最好為,袖珍區46在裝置38下實質上居中,並具有小於或 等於裝置38之總寬度的橫向寬度,裝置38之總寬度為與閘 極堆疊3 6關聯之該對側壁隔離層3 2之外邊緣之間的最大距 離。在一較佳組態中,摻雜區46内的重型?型原子摻雜物係 藉由一間隙與各鄰近之源極/汲極區域34相隔離。 應〉王意,在硼植入掺雜袖珍區46的具體實施例中,在啟 動或其他熱處理過程中,至少某些最初植入的硼可自區46 :外擴政㉟疋’在較佳具體實施例中,重型p型摻雜物實 質j保留於袖珍區46内,藉此避免儲存節點接面或其附近 之高濃度P型摻雜物。因此,掺雜袖珍區可稱為摻雜區之分 區0 雖然圖!顯示與摻雜通道區46結合使用之問極堆疊洲 重型摻雜材料40 ’但是,本發明還包括其他具體實施例, 其中,材料4G可由替代導電摻雜半導體材料如用於間極堆 疊22之層26的材料所代替。 除圖1顯示的特性外,姓播〗Λ、班 卜結構10遂可包括在堆疊22(未顯示) 下的基板12區内的摻雜通 、匕在秤疋具體實施例中,電 晶體裝置下的摻雜通道F π田此士⑷ 再磓運Ei可用非重型p型摻雜物如硼。該等 硼摻雜通道區可沒有額外祕 ,頟外増加的重型P型摻雜物,所植入硼
87656.DOC -12- 1232548 的濃度可為自約5χ1〇12—至约9χΐ〇12—。 在顯示的結構10中,材料4〇實體靠著絕緣塊體Μ,導電 塊體28實體靠著材料4〇。而且,導電塊體28可包括直接形 成於(實體靠著)層40上的一矽化物層,並可進一步包括形 成於該石夕化物層之上並與之實體靠著的一金屬層、金屬化 合物層及/或金屬合金層。 堆璺36可視為位於一 drAM陣列内,該陣列可為(例如) 一 6 F2或8 F2陣列。 形成圖1之結構的一方法係參考圖2至13說明。在說明圖 2 土 1 3時,同樣的編號將與以上說明圖1時同樣使用。 先參考圖2,其顯示晶圓結構丨〇之預處理階段。結構工〇 包括基板12、絕緣層24及形成於絕緣層24上的遮罩材料丨〇2 。遮罩材料102可包括(例如)正或負光阻,在特定具體實施 例中可包括日本jSRtm公司的Μ1〇8γΤΜ。現參考圖3,光阻 102係以微影蝕刻方法圖案化為一對鄰近且間隔的區塊ι〇4 及106。區塊1〇4具有側壁邊緣1〇5及頂部邊緣1〇7。應明白 ’本文所用的術語「區塊」一般指任何圖案化形狀,包括 (例如)矩形、方形或曲邊形。 在顯示的具體實施例中,區塊1〇4及1〇6係形成為與絕緣 材料24實體接觸。應明白,本發明包括其他具體實施例 (未顯示),其中遮罩材料1〇2係直接形成於半導體材料基板 12上而沒有絕緣層24,以使區塊實體靠著基板丨2。 間隙110在圖案化區塊104及1 〇6之間延伸,在顯示的具 體實施例中,絕緣材料24的一上表面112係在間隙ι10内曝 87656.DOC -13- 1232548 路。圖案化區塊104及106可視為覆蓋絕緣層24的一第一部 刀’留出層24的一第二部分不覆蓋。在沒有層24(未顯示) 而形成材料102的具體實施例中,圖案化區塊1〇4及1〇6可 覆盍基板12的一第一部分,而留出基板材料之一第二部分 不覆蓋。 現參考圖4,一塗層114係形成於圖案化光阻區塊1〇4及 之上,及間隙11〇之内。塗層114覆蓋在區塊1〇4及1〇6 之間已曝露之絕緣材料24的至少某些部分,在某些具體實 知例中,其覆蓋絕緣材料2 4之所有曝露部分。塗層114係非 光阻材料,在特定應用中,其對應於Clariant國際公司稱為 AZR200™的材料。塗層114實體靠著光阻區塊1〇4及1〇6, 對應於可選擇性地自絕緣材料24之曝露部分i 12上移除的 材料’同時保持附著於光阻區塊1〇4及1〇6。 在本發明之一方面,塗層114對應於稱為AZR2〇〇TM的材 料,並塗佈於半導體晶圓的整體,隨後旋轉甩乾。應注意 ,AZR200TM為水基材料,關聯AZR2〇〇TM的程序最好在與 曝露及顯影光阻程序不同的單獨室内進行,因為水可能干 擾標準的光阻處理。因此,本發明之較佳程序包括形成光 阻塊體102及在與形成塗層114不同的單獨「碗」或室内微 影蝕刻該塊體。 在形成塗層114後,半導體結構10係於約1〇〇t:至約12〇 °C的溫度烘乾。該烘乾係用於將光阻102的酸擴散至Az R200 並在光阻區塊1 04及106上交連層AZ R200TM。六 連可將塗層焊接之區塊丨〇4及106及/或形成將塗層形成為
87656.DOC -14- 1232548 I、益附著區塊104及1〇6的殼形。稱為Az R2〇〇tm的材料僅 係本發明之方法可使用的材料之一。可選擇性地焊接或附 著於光阻區塊1〇4及1〇6的其他材料也可替代AZ R2〇〇tm 材料。 現參考圖5,塗層114之曝露條件為在區塊1 〇4及1 〇6之間 選擇性地移除塗層,同時保留塗層之一層附著於區塊j 〇4 及106。在塗層包括AZR2〇〇tm的應用中,可藉由將半導體 結構10曝露一包括表面活性劑的水溶液中而實現該等移除 。該溶液可選擇性地移除塗層114的非交連部分。一合適之 表面活性劑水溶液係Clariant國際公司以「SOLUTION C™」 品名推銷的材料。在使用AZ 112007河的應用中,在移除非 交連材料後,結構10可在約13(TC至約140°C的溫度下接受 所謂的硬烘。該硬烘可完全烘乾該結構並進一步交連塗層 114保留於區塊104及106周圍的部分。 保留於光阻區塊周圍的塗層114可視為界定一第二區塊 ’其橫向向外延伸至該光阻區塊的邊緣以外。特定言之, 光阻區塊104上的塗層114界定橫向邊緣116,其橫向向外 延伸至區塊104的橫向邊緣105以外,還界定頂部邊緣115 ’其在區塊1 04的頂部邊緣107上正向延伸。同樣,區塊1 〇6 周圍的塗層114包括橫向邊緣119,其橫向向外延伸至區塊 106的橫向邊緣109以外,並進一步包括頂部邊緣117,其在 區塊106的頂部邊緣111上正向延伸。 光阻區塊104及圍繞該光阻區塊的塗層114共同界定_ 增大的遮罩區塊,其橫向寬於光阻區塊104。而且,光阻區 87656.DOC -15- 1232548 塊106及圍繞該光阻區塊的塗層114共同界增大的遮罩 區塊120 ’其橫向寬於光阻區塊1〇6。在遮罩區塊ιΐ8及 (也稱為增大的區塊)之間具有較光阻區塊1〇4及ι〇6之間窄 的間隙。換言之,塗層114使間隙m變窄以減少該間隙的 尺寸。 現參考圖6,結構10植入一摻雜物122。遮罩區塊ιΐ8及 120防止摻雉物植入結構丨〇的阻塞區域。未阻塞的區域對應 於最終將形成堆疊36_)的一表面區域内的—區域。如圖 7所示’植入摻雜物122形成摻雜袖珍區仏。接雜袖珍區^ 的寬度對應於間隙110變窄後的寬度。 再參考圖6,#雜物m可包括單一重型㈣接雜物,如 銦,或可包括重型P型摻雜物及額外?型摻雜物,如硼。雖 然圖6及7描述了使用單一摻雜步驟形成摻雜袖珍區,但 應明白,本發明包括替代具體實施例(未顯示),其中使用 兩個或多個植入步驟向區46植入摻雜物。例如,在於光阻 區塊104及106上形成塗層114之間,非重型p型接雜物如棚 (例如)可植人曝露區域112(圖3)。或者,在形成增大區塊ιΐ8 及120後,但在用重型p型摻雜物摻雜之前或之後的一獨立 步驟中,可植入一第二摻雜物。 在溫度為約90crc時,使用熱處理處理約1分鐘至約6分 鐘可啟動摻雜物122,最好處理約1分鐘至約2分鐘。1 BPSG回流或—獨立步驟中可啟動摻雜物122。 參考圖8,材料1〇2及114(圖5)從基板12上移除。 本發明可有利地形成寬度較單獨使用微影名虫刻處理形
87656.DOC 1232548 成的摻雜區窄的摻雜袖珍區。特定言之,若藉由特定微影 蚀刻圖案化程序,光阻區塊1〇4及1〇6(圖3)係視為盡可能相 互非近’則本發明之處理具有有效界定之新遮罩區塊11 $ 及120(圖5),其較單獨由微影蝕刻處理形成的狀況相互更 近。換言之,若最初形成之間隙110具有可由微影蝕刻處理 達致的最小形體尺寸,則塗層114的形成可有效地將間隙 - 110的形體尺寸減到該可達成的最小形體尺寸以下。在特定 · 具體實施例中,區塊118及120之間的間隙110之減小寬度可 月匕小於或等於在形成塗層114之前區塊1〇4及106之間的間 鲁 隙110的寬度的約一半。 在沒有絕緣材料24(未顯示)而於基板12上形成層102的. 具體實施例中,可在移除材料102*^4但在後續處理前形μ 成該絕緣層。 在閘極堆疊22(圖1)下具有摻雜通道區(未顯示)的本發 明之具體貫施例中(其中通道區僅用非重型ρ型摻雜物摻雜) ’可藉由在移除材料102及114後向基板之合適區域植入摻 雜物而形成該等通道區。或者,可在形成層1〇2之前形成該 _ 等通道區。該等通道區之形成可包括植入硼至濃度約 5xl012atoms/cm3至約 9xl012atoms/cm3。 參考圖9 ’塊體124係形成於絕緣層24之上。塊體124可 不摻雜,如最初沈積時一樣,或可就地摻雜。在顯示的應 用中,塊體124未摻雜,因此,沒有塊體26(圖u或塊體4〇 (圖1)的特性。 一圖案化遮罩材料126係形成於塊體124之上,因而阻塞
87656.DOC -17· 1232548 %體丨24的邵分。遮罩材料126可包括(例如)光阻,可藉由 (:i如)微影蝕刻處理形成為所顯示的圖案。遮罩材料126覆 蓋結構H)之最終將形成堆疊36之部分,同時保留結構狀 其他部分不覆蓋。 參考圖10,摻雜物127植入結構10,特定言之,係植入 遮罩126未覆蓋之材料124(圖9)之部分。從而將材料124轉 變成材料26。摻雜物127可包括(例如知型摻雜物(如鱗或坤) 摻雜物127可具有至少lxl〇2〇at〇ms/cm3的濃度,一般而言 ,具有約 lxl02Gat〇ms/cm3 至約 5xl〇2lat_/cm3 的濃度。 參考圖11,遮罩材料126被移除,並為另一圖案化遮罩 材料128所代替。遮罩材料128可包括(例如)光阻,可藉由 (例如)微影蝕刻處理形成為所顯示的圖案。遮罩材料128覆 蓋結構11〇之某些部分,同時保留將最終形成堆疊36之一部 分不覆蓋。 摻雜物129植入結構1〇,特定言之,係植入遮罩128未覆 蓋之材料124(圖9)之部分。從而將該材料轉變成材料4〇。 掺雜物129可具有與摻雜物127相反的導電類型。而且,掺 雜物129可植入至大於ixl02Gat〇ms/cm3的濃度。 在特定應用中,可消除遮罩丨26(圖9),而摻雜物127則植 入整個材料124(圖9)。隨後,可形成遮罩128,摻雜物129 可植入至高於摻雜物127之濃度的濃度。然後,在結構1〇 的曝露(未阻塞)區域,摻雜物丨29可有效地覆蓋摻雜物127 ’以形成摻雜材料40及26。 參考圖12,遮罩材料128(圖11)已移除。層28及30形成於
87656.DOC -18- 1232548 結構10之上。如上所述,層28可包括矽化合物、金屬、金 屬化合物及/或金屬合金;及層3 0可包括絕緣材料,如二氧 化矽及/或氮化矽。 參考圖13,從圖12的層24、26、28、30及40圖案化堆疊 22及36。可藉由(例如)在各層上形成圖案化光阻遮罩(未顯 示),隨後利用合適的蝕刻溶液將圖案從遮罩傳送至各層而 ’ 實現該等圖案化。 ‘ 藉由在基板12内形成源極/沒極區34(圖1顯示),並形成 側壁隔離層32(圖1所示),可將堆疊22及36組合入圖i之結 _ 構。源極/沒極區3 4的形成最好在對應電晶體裝置14及16 或絕緣裝置38的侧壁隔離層32之下延伸,而不在對應堆疊· 22或36下延伸。 伞贫明怎另 所用的編號與上述說明圖丨至13所用的編號相同。 圖14顯示的結構10可包括圖丨顯示之所有特性,在電晶 體閘極堆疊22下的通道區内還可包括一或兩個通道袖= 入物45及47。通道袖珍區45及47可包括重型p型原子植入物 如姻。在狀具體實施例中,摻雜袖珍區45及47及對應之 周圍通道區可使用一第二P型接雜物如硼額外掺雜。在^ 體裝置的硼摻雜通道區内使用銦袖珍摻雜物以減少^ = 所用硼的濃度係有利的。在通道袖珍區Μ及二 ,約lxl〜W至約u,一/cm、 明之具體實施射,相對於錢有本發明之 2 及辦通道區所使料典⑽劑量約5xlG12 1
87656.DOC -19. 1232548 1 χ 10 atoms/cm3,通道區内所用的硼劑量可為約 lxl〇12atomS/cm3 至約 2xl〇12atoms/cm3。 形成圖14之結構的一方法係參考圖15至2〇說明。一般而 吕,用於形成圖14之結構的方法可參考形成圖i之結構的上 述說明,並結合以下的替代處理步驟。先參考圖丨5,其顯 示晶圓結構10在圖2後的替代處理階段。可使用合適的微影 蝕刻程序形成隔離區塊2〇3、204、206及208而圖案化遮罩 材料102(圖2)。間隙210在圖案化區塊203與204之間、圖案 化區塊204與206之間及圖案化區塊2〇6與208之間延伸。在 ❿ 顯示的具體實施例中,絕緣層24的上表面2 12係曝露於間隙 210内。或者,可在沒有層24(未顯示)時形成圖案化區塊2〇3 · 、204、206與208,上表面212可包括基板12之半導體材料。· 現參考圖16,塗層114係形成於圖案化光阻區塊203、 204、206及208之上,及間隙210之内。如上所述,藉由形 成如圖1 7所示的窄化間隙21 〇,可從圖案化光阻區塊之間 選擇性地移除塗層114。在特定具體實施例中,窄化間隙 210的寬度可小於或等於形成塗層114之前的間隙寬度的約 籲 一半。如圖17額外所示,選擇性地移除塗層114可形成增大 的區塊218、219、220及221。 參考圖18,摻雜物122植入結構10,特定言之,係植入 遮罩區塊218、219、220及221未覆蓋之基板12之部分。 參考圖19,植入摻雜物122(圖18)以形成通道袖珍區45 及47,及袖珍區46。該等袖珍區的寬度對應於窄化間隙210 的寬度。如上所述,摻雜物122可包括銦,在特定具體實施 87656.DOC -20- 1232548 例中、’可額外包括額外p型摻雜物,如m,在沒有額 外摻雜物時可用銦植入袖珍區45、46及47,或可同時植入 銦及(例如)硼。摻雜袖珍區46對應於最終將位於絕緣裝置 3 8(圖14)《下-基板區域。掺雜通道袖珍區45在最終將與 電晶體裝置14(圖14)關聯之—通道區内實質上居中。同樣 通道袖%區47對應於最終將位於電晶體裝置丨6(圖14)之 下的一通道區域内的一實質上居中分區。 ^ ^ 在獨立於植入摻雜物122的一獨立摻雜步驟中 ,硼及/或其他摻雜物可植入將位於裝置14或16下的至少一 個通道區,或絕緣裝置38下的對應區。該獨立步驟可在形 成光阻區塊203、204、206與208(圖15)之前發生,或在形 成圖案化光阻區塊之後但在形成增大區塊218、219、22〇 與221(圖17)之前發生。或者,獨立掺雜可在形成增大遮罩 區塊218、219、220與221之後在銦植入物122之前或之後的 一獨立步驟中發生。 啟動錮可包括上述加熱處理。從袖珍區到周圍基板的銦 擴散最小化最好。在額外植入硼的具體實施例中,銦摻雜 袖珍區45及47可為硼擴散形成的較大通道區的分區。在較 佳具體實施例中,掺雜袖珍區45、46及47保持窄於覆蓋堆 $的見度。在特定具體實施例中,該等袖珍區的寬度將保 持約為窄化間隙的寬度。 參考圖20’遮罩區塊218、219、220與221從基板112上 移除。如圖20所示,然後可按上述說明(圖1〇至13及相關的 文字邵分)處理半導體結構10,以形成圖14的結構。有利的 87656.DOC -21- 1232548 做2為,在與電晶體裝置關聯的通道袖珍區内摻雜銦使較 低敬度的硼或其他p型摻雜物可用於該通道區,藉此減少可 向儲存印點接面擴散的摻雜物量。儲存節點接面上或其周 圍的回 >辰度P型摻雜物可能增加漏電。因此,減少通道區内 使用的高擴散性摻雜物如硼的使用量有助於減少漏電。 圖21顯示可用本發明之方法形成的一替代半導體結構 Λ 10。圖21顯示的結構可能與圖14的結構一樣,不同之處為 /又有位於絕緣裝置38下的袖珍植入區。雖然圖2丨說明了完 全沒有絕緣裝置下之袖珍植入區的情況,但是本發明包括馨 具有輕微摻雜銦(即,少於,未顯示)的 袖珍區的結;f冓。在於絕緣裝置38下I有輕微摻雜銦的袖珍, 區或沒有摻雜袖珍區的本發明之結構中,該絕緣裝置可包 括主要為p型的摻雜層4〇(如上所述)。如熟悉技術者將明白 的,可使用參考上述圖15至2〇說明的方法結合遮罩材料 1〇2(圖2)<替代微影蝕刻圖案化可形成圖以之結構ι〇。該-替代圖案化可將對應於電晶體裝置14及丨6之最終位置的基 板區域曝露,同時覆蓋住基板的其他區域,包括最終將位 _ 於絕緣裝置3 8下的區域。 圖22說明由本發明之另—方面所包括之半導體結構1()。 * 如圖22所示,除參考形成圖14之結構說明的步驟外,可使 、 用可選的處理步驟形成結構1〇。如圖22所示,結構1〇中的 至少某些源極/汲極區34可包括延伸區5〇、52,其可將關聯 的源極/汲極區進一步延伸至關聯的閘極裝置14、16之下。 延伸區50、52可延仲關聯的源極/汲極區34,使源汲極區延 87656.DOC -22- 1232548 伸至覆盍之隔離層32的全部寬度。或者,延伸區可延伸源 極/汲極區至小於對應裝置下之全部隔離層寬度,或可部分 延伸源極/汲極區至閘極堆疊22之下。 在特定具體實施例中,源極/汲極區34可主要摻雜n型摻 雜物’延伸區50及52可主要摻雜p型摻雜物。在較佳具體實 施例中,延伸區50及52可包括重型p型摻雜物,如銦。延伸 區内的合適銦濃度為約i x 10i2atoms/cm2至約 3x10 atoms/cm2。 如圖22所示,包括源極/汲極延伸區5〇、52的半導體結 構10之形成可使该等延伸區僅位於與一特定堆叠2 2關聯之 一對側壁之一之下。換言之,可在對應電晶體裝置14、16 的一單一側提供延伸植入區50、52。如圖22所示,最好為 ’僅在閘極14及26的位元接觸側提供延伸區5〇與52,在該 等閘極的相對儲存節點側則沒有源極/汲極區。有利的做法 為,利用與電晶體裝置14及16之位元接觸側關聯之源極/ 沒極區的錮植入延伸區使通道袖珍植入區45及47所用的銦 量減少。若具有延伸區5〇及52,袖珍通道區45及47可具有 的錮濃度約為 2xl〇12atoms/cm2至約 5xl〇12at〇ms/cm2,並可 額外具有有關圖14之半導體結構的上述濃度的硼。 形成圖22之結構的一方法係參考圖23至24說明。參考圖 23,其說明在連接至任何電容器結構或數位線之前,與圖 14之顯示相同的進一步結構處理。一遮罩材料174形成於結 構ίο之上’並經圖案化以曝露將成為電晶體裝置14及16之 今後位元線接觸側的基板部分。遮罩材料丨74可包括(例如) 87656.DOC -23- 1232548 光阻,可使用合適的微影i虫刻程序圖案化。 相關於結構10植入摻雜物176,並形成圖24顯示的延伸 區50及52。可使用一般用於形成相關於閘極的光暈植入區 的斜角植入技術植入摻雜物176。植入區50與52不同於一般 的光暈植入區,但是,在植入區50與52不形成環形結構, 因為摻雜物僅在對應閘極的一侧植入,該閘極的相對側已 - 由遮罩材料174阻塞。摻雜物176可包括?型摻雜物,最好包 , 括重型P型掺雜物如錮。 可進一步處理圖2 4顯示的半導體結構以移除光阻材料 _ 174,並形成圖22顯示的結構。 圖25說明本發明之另—方面包括之半導體結構1(),將使. 用與圖1至24所用相同的編號說明。圖25顯示的結構ι〇類似· 與圖22說明的結構,不同之處為淺溝渠絕緣區54替代 緣裝置38(圖14)。 '' · 如熟悉技術者將明白的,可使用形成傳統淺溝渠絕緣區-結合本發明之上述各種方法形成圖25顯#的結構1〇。在形 成可圖案化材料102(圖2)之前’在開始的處理步驟可形成 φ 淺溝渠區54。然後,可使用上述方法圖案化材料⑽,以曝 露該等基板區同時保留覆蓋其他區域。可形成並處理塗> . 材料m以曝露最終將位於堆疊22之中心部分之下的區/,. 同時保留遮罩其他區域,包括淺溝渠絕緣區。然後可如上 所述形成通道袖珍區45及47,之後再形成_顯示 特性。 /、| 雖然圖2 2及2 5顯示植入延伸區5 〇與5 2係結合通道袖珍
87656.DOC -24- 1232548 品”47使用,但是,應明白,本發明包括有關具體實施 ^ /、中延伸區50與25係用於沒有上述袖珍區45與47的丰 導體結構。 除上逑具體實施例外,本發明包括形成閘極結構之金屬 鑲嵌程序。使用金屬鑲嵌程序形成結構的—範例方法係參 考圖26至29說明。 參考圖26,第一步可包括在絕緣材料24上沈積一層介電 材料202。或者,在沒有絕緣層時,介電層2〇2可沈積於基 板12上’在金屬镶嵌程序之後可生長絕緣材料μ。如圖% 所不,在沈積介電層202之前,可具有源極汲極區34,或可 在閘極形成過程中或之後形成源極汲極區34。 可使用傳統方法(如微影蝕刻)圖案化介電材料2〇2,以形 成圖案化區塊2G3與2G5,該等區塊具有由—間隙分隔之側 壁204與206。可沿側壁2〇4與2〇6形成可移除隔離層2〇8。可 藉由(例如)沈積一層犧牲材料並各向異性蝕刻該犧牲材料 而形成可移除隔離層208。隔離層2〇8具有橫向邊緣2〇9及 211,其由較側壁204與206之間的距離窄的一間隙分隔。如 圖27所示,相對於結構1〇植入摻雜物122(如上所述)以形成 掺雜袖珍區212。摻雜袖珍區212的寬度對應於橫向邊緣2〇9 與211之間的寬度。 參考圖27,隔離層208已移除,一多晶矽層214沿側壁2〇4 與206保形沈積於結構1〇上。如圖28所示,一閘電極材料216 如WN/W或包括金屬及/或金屬鼠化物的其他化合物可沈積 於该多晶秒層上。
87656.DOC -25- 1232548 、,參考圖29,如圖所示,實施用於(例如)化學機械研磨的 w正化v驟以具有金屬閘電極22。的平整化閘極結構。該 閘極結構之寬度對應於側壁2〇4與2〇6之間的距離。因此, 摻雜袖珍區212的實厣I,、λ、、 ^ 〇見度可旎小於孩閘極結構的寬度,在特 走具體實施例中,袖办戸ο ☆ 袖^ Ε 112的見度可能小於或等於閘極 結構寬度一半。 如上所述,在金屬鑲嵌閘極結構及周圍袖珍區下的通道 區(如圖29所示)可相對於閑極堆疊結構以絲額外包括删 。源極汲極延伸部分(未顯示)可與閉極一起使用,並按上 述方法形成。 本發明已使用或多或少僅關於結構性方法特性的言“ 說明。但是,應明白,本發明不限於所示及所說明的特: 特性,因為本文披露的構件包括實施本發明之較佳形式。 因此,本發明主張在所时請㈣之合適範圍㈣所有形 式或其變更的權利。 ^ 【圖式簡單說明】 本發明之較佳具體實施例係參考以下附圖說明。 二係可於本發明之特定具體實施例中形成的半導體晶 圓〜構的一片段的概略斷面圖。 圖2係可用於形成圖丨之結構的製造預備階段的半導體 晶圓結構之一片段的概略斷面圖。 圖3係圖2晶圓片段在圖2後之處理階段的圖。 圖4係圖2之片段在圖3後之處理階段的圖。 圖5係圖2之片段在圖4後之處理階段的圖。
87656.DOC -26- 1232548 圖6係圖2之片段在圖5後之處理階段的圖。 圖7係圖2之片段在圖6後之處理階段的圖。 圖8係圖2之片段在圖7後之處理階段的圖。 圖9係圖2之片段在圖8後之處理階段的圖。 圖10係圖2之片段在圖9後之處理階段的圖。 圖11係圖2之片段在圖1〇後之處理階段的圖。 圖12係圖2之片段在圖11後之處理階段的圖。 圖13係圖2之片段在圖12後之處理階段的圖。 圖14係可於本發明之第二項具體實施例中形成的半導 體晶圓結構的一片段的概略斷面圖。 圖15係圖2之晶圓片段在圖2後之替代處理階段的圖。 圖16係圖2之片段在圖15後之處理階段的圖。 圖17係圖2之片段在圖16後之處理階段的圖。 圖18係圖2之片段在圖17後之處理階段的圖。 圖19係圖2之片段在圖18後之處理步驟的圖。 圖20係圖2之片段在圖19後之處理階段的圖。 圖21係可於本發明之第三項具體實施例中形成的半導 體晶圓結構的一片段的概略斷面圖。 圖22係可於本發明之第四項具體實施例中形成的半導 體晶圓結構的一片段的概略斷面圖。 圖23係圖2之片段在與圖14之結構類似的一結構的一替 代處理階段的圖。 圖24係圖2之片段在圖23後之處理步驟的圖。 圖2 5係可於本發明之第五項具體實施例中形成的半導
87656.DOC -27- 1232548 體晶圓結構的一片段的概略斷面圖。 圖26係根據本發明之一項替代具體實施例之處於製造 預備階段的半導體晶圓結構之一片段的概喀斷面圖。 圖27係圖26之晶圓片段在圖26後之處理階段的圖。 圖28係圖26之片段在圖27後之處理階段的圖。 圖29係圖26之片段在圖28後之處理階段的圖。 【圖式代表符號說明】 10 半導體結構 12 基板 14 裝置 16 裝置 22 電晶體閘極堆疊 24 絕緣材料 26 導電摻雜半導體材料 28 導電塊體 30 絕緣蓋 32 絕緣隔離層 34 源極/汲極區 36 堆疊 38 絕緣裝置 40 重摻雜材料 42 電容器結構 44 數位線 45 通道袖珍植入區 87656.DOC -28 - 摻雜袖珍區 通道袖珍植入區 電路 延伸區 延伸區 淺溝渠絕綠區 可圖案化材料 隔離區塊 側壁邊緣 隔離區塊 頂部邊緣 橫向邊緣 間隙 頂部邊緣 曝露區 塗層 頂部邊緣 橫向邊緣 頂部邊緣 遮罩區塊 橫向邊緣 遮罩區塊 摻雜物 塊體 -29- 圖案化遮罩材料 掺雜物 圖案化遮罩材料 掺雜物 遮罩材料 摻雜物 介電質材料 圖案化區塊 側壁 圖案化區塊 側壁 可移除隔離層 橫向邊緣 間隙 橫向邊緣 上表面 多晶矽層 閘電極材料 增大的區塊 增大的區塊 增大的區塊 增大的區塊 -30-
Claims (1)
1232¾^23474號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(93年9月) 拾、申請專利範圍: 1 · 一種半導體結構,包含: 一對由一半導體材料支撐的閘極結構;以及 一位於該對閘極結構之間的隔離區,該隔離區包括: 第二閘極結構包括具有一橫向寬度之閘極堆疊; 以及 一配置在該第三閘極結構中間下方之該半導體材料 内的銦摻雜袖珍區,該銦摻雜橫向延伸小於該閘極堆 疊之橫向寬度。 2. 如中請專利範圍第巧之半導體結構,其中該袖珍區具 有-銦濃度自約i xl〇丨至約丄“Ο、— ;。 3. 如申請專利範圍第w之半導體結構,其進—步包括部 分在該第三閘極結構下延伸之一對源極/汲極區,該源 極/、及極區王要摻雜—n型摻雜物,其中該第三閘極結構 勺匕閘極堆疊包括主要摻雜一 P型掺雜物的一層導電 捧雜材料。 4.如申請專利範圍第3項之半導體結構,其中該導電摻 材料f有至少1χ101、—3 n型摻雜物,及至 lxl〇18at〇ms/cm3 ρ型摻雜物。 如申請專利範圍第1項之半導體結構,其中該對閘極 構匕括〃、有包晶體堆疊的一對電晶體,各該等電晶 堆疊具有-電晶體堆疊寬度,其中各該電晶體係沈 於該半導體材❹界定的—通道區上,各通道區包: -銦摻雜通道柚珍區,其袖珍寬度小於該電晶體堆 5. 1232548 寬度。 6.如申請專利範圍第5項之半導體結構,其中該等通道區 係額外摻雜濃度自約i x 1〇12at〇ms/cm3至約 2xl012atoms/cm3的删。 7·如申請專利範圍第1項之半導體結構,其中各該對閘極 結構包括: 一多晶矽層;以及 一位於茲多晶矽層上的金屬材料,該金屬材料具有 一平整化上表面。 8. —種半導體結構,包括: 一對由一半導體材料支撐的閑極結構;以及 一位於該對閘極結構之間的隔離區,該隔離區包括 配置於該半導體材料内的單一銦摻雜袖珍區,該銦掺 雜延伸小於該隔離區之全部寬度。 9. 如中請專利範圍第8項之半導體結構,其中各該對問極 結構包括一含鎢層。 10· —種半導體結構,包括·· 對位於一半導體材料内的通道區,各該通道區的 至少一部分為銦摻雜分區;以及 -對由-隔離區分隔的電晶體結構,該隔離區使該 等電晶體結構相互絕緣,各電晶體結構係沈積於有該 對通运區組成的—通道區上,各該電晶體結構包括具 有-寬度的-電晶體閘極堆疊,各該閣極係在該對應通 道區及銦掺雜分區上方實質上橫向居中,該鋼掺雜延 87656-930910.DOC -2- 1232548 伸小於該閘極堆疊之橫向寬度。 1 V·如申請專利範圍第1 〇項之半導體結構,其中該隔離區 包括一淺溝渠絕緣區。 12·如申請專利範圍第1〇項之半導體結構,其中該隔離區 包括一隔離閘極,其具有一高於各該對電晶體結構的 臨界電壓的臨界電壓,並進一步在該隔離閘極下包括 銦摻雜袖珍區。 13·如申請專利範圍第1〇項之半導體結構,其中該隔離區 包括一隔離閘極,並進一步包括一摻雜袖珍區沈積於 位於該隔離閘極下之該基板上,並相對於該隔離閘極 實質上橫向居中。 14. 如申請專利範圍第13項之半導體結構,其中該摻雜袖 珍區係輕度摻雜銦,其中該隔離閘極包括一高於各該 對電晶體結構的臨界電壓的臨界電壓。 15. 如申請專利範圍第13項之半導體結構,其中至少該摻 雜袖珍區之部分為銦摻雜。 16· —種半導體結構,包含: 場效電晶體,其具有一存取側及一相對之位元線 側; 對與讀場效電晶體關聯之源極/汲極區,該等源極/ 汲極區之一係該場效電晶體裝置之該存取側,而該另一 源極/汲極區為該場效電晶體裝置之該位元線側·,以及 一僅與該對源極/汲極區之一關聯的銦植入區。 17·如申請專利範圍第16項之半導體結構,其中該銦植入 87656-930910.DOC 1232548 區係在該場效電晶體之該位元線側與該源極/汲極區關 聯。 18. —種半導體結構,包含: 一半導體基板;〜 一對位於該半導體材料基板内的導電摻雜擴散區, 4等導電摻雜擴散區包括一第一類型摻雜物;及 一位於該基板上的電晶體結構,該電晶體結構包括: —置於該對擴散區之間的閘極,其具有一對相對 立之側壁; 沿該等對立之側壁的隔離層,該等導電摻雜擴散 區係於該等隔離層下延伸;以及 一在孩電晶體結構之一第一側具有而該電晶體結構 之一相對第二側沒有的擴散區延伸部分,該擴散區延 伸4刀包括一第二類型掺雜物,並且,在該電晶體結 構下,在孩電晶體結構之該第一側的該擴散區較該電 晶體結構之該第二側的該擴散區延伸得更遠。 19. 如申請專利範圍第18項之半導體結構,其中該第一類 型摻雜物係一 η型,該第二類型摻雜物係一 p型。 20. 如申請專利範圍第18項之半導體結構,其中該第二類 型摻雜物係銦。 21·如申請專利範圍第18項之半導體結構,其中包括該擴 政區延伸邵分之該擴散區係與一位元線接點關聯。 22. —種半導體結構,包含·· 一半導體材料基板; 87656-930910.DOC 1232548 一位於該半導體基板材料上之第一及第二電晶體結 構,各該第一及第二電晶體結構具有相對立之側壁及 沿該等側壁之一對絕緣隔離層; 一位於該基板内的第一及第二源極/汲極區,該第一 電晶體結構係位於該第一及第二源極/汲極區之間,該 第一源極/汲極區之一第一端係於該第一電晶體結構之 一第一側在該隔離層下延伸·,該第二源極/汲極區係在 該第一電晶體結構之一相對第二側在該隔離層下延伸; 一位於該基板内的第三及第四源極/汲極區,該第二 電晶體結構係位於該第三及第四源極/汲極區之間,該 第四源極/汲極區之一第一側係於$第二電晶體結構之 一第一側在該隔離層下延伸,該第三源極/沒極區係在 該第二電晶體結構之一相對第二側在該隔離層下延伸 ;該第一、第二、第三及第四源極/汲極區係共同摻雜 一第一類型摻雜物;, _ 一與第一源極/汲極區之該第一側關聯之源極/汲極 延伸部分,該源極/汲極延伸部分係摻雜一第二類型摻 雜物,並在該第一電晶體結構下$該第一源極/汲極區 之該第一側延伸得更遠;該第一源極/汲極區之一第二 側沒有延伸部分,該第二源極/汲極區也沒有延伸部分。 23. 如申請專利範圍第22項之半導體結構,其進一步包括 在各該第一及第二電晶體結構之下於該基板内界定的 通道區,該等通道區的至少一部分係摻雜銦。 24. 如申請專利範圍第22項之半導體結構,其進一步包括 87656-930910.DOC 1232548 與該第四源極/汲極區之該第一侧關聯之一源極/汲極 延伸部分’該源極/汲極延伸部分係摻雜一第二類型摻 雄物’並在该第二電晶體結構下將該第四源極/沒極區 之該第一側延伸得更遠;該第四源極/汲極區之一第二 側沒有延伸邵分’該第三源極/汲極區也沒有延伸部分。 25·如申請專利範圍第22項之半導體結構,其進一步包括 位於該第一及第二電晶體結構之間的一絕緣結構。 26·如申請專利範圍第25項之半導體結構,其進一步包括 一摻雜袖珍區位於該半導體材料内之該絕緣結構之下 ’該袖珍區之至少一部分係摻雜銦。 2人如申請專利範圍第25項之半導體結構,其中該絕緣結 構包括一第一導電摻雜材料由一居間絕緣材料隔離於 一第二導電摻雜材料;該第一導電摻雜材料係摻雜至 少1 X 1018atomS/cm3的n型摻雜物,及至少 lxl018atoms/cm3 的 ρ型掺雜物。 28·如申請專利範圍第27項之半導體結構,其中該第一導 電摻雜材料之一主要摻雜物係P型。 29.如申請專利範圍第28項之半導體結構,其在該絕緣結 構下沒有任何銦植入區。 30·如申請專利範圍第28項之半導體結構,其在該絕緣結 構下具有一輕度摻雜銦植入區。 31.如申請專利範圍第22項之半導體結構,其進一步包括位 於該第一及第二電晶體結構之間的—淺溝渠絕緣區。 32· —種DRAM結構,包括 87656-930910.DOC -6 - 1232548 一第一與一第二閘極結構; /r/r 即點 第 四個節點,該四個節點包括—第 站、一第二節點及一第四節點,兮笔〜 ^ . 第-閑極結構盘該第一節_/广即點係透過該 稱…茨弟-即點閘極電性連接,該第三節 =置點係、透過該第二閘極結構與該第四節點位置問 ”电性連接;四個節點各具有與之關聯之一擴散區, f孩第—及第二節點關聯之該等擴散區各在該第-問 極結構下延伸,與該第三及第四節點關聯之該等擴散 區各在該第二閘極結構下延伸; ^[乂於該弟二及第二銘點少卩£| ^ 币一即點足間的隔離區,該隔離區 使琢第一及第二閘極結構相互電性絕緣; 一與該第一節點電性連接之位元線接點; 一與該第二節點電性連接之電容器結構,該電容器 結構包括一儲存節點; 一與該第一節點關聯之該擴散區内的銦植入區,該 銦植入區係位於靠近該第一節點的該第一閘極結構之 下;以及 沒有與該第二節點關聯之該擴散區内一銦植入區。 3 3.如申請專利範圍第3 2項之DRAM結構,其中該銦植入區 係一第一銦植入區,其進一步包括: 一第一姻植入區’該第二姻植入區係位於與該第四 節點關聯且在該第二閘極之下的該擴散區,其中該第 四節點與有一位元線接點電性連接;以及 沒有與該第三節點關聯之該擴散區關聯的一銦植入 87656-930910.DOC -7- 1232548 區。 34·如申請專利範圍第32項之DRAM結構,其中該隔離區包 括具有一總寬度之一絕緣結構,並進一步包括一摻雜 袖珍區位於該絕緣結構之下,該摻雜袖珍區之寬度小 於或等於該絕緣結構之一總寬度的約一半。 3 5 ·如申清專利範圍第3 2項之DRAM結構,其中各該閘極結 構包括相對之閘極側壁與一對絕緣隔離層,其具有沿 著及面對該等閘極側壁之内表面與遠離該等側壁之外 表面’各該閘極結構包括一總寬度,其對應於與該對 應閘極關聯之該對絕緣隔離層之該等外表面之間的最 大距離;其中該DRAM結構進一步包括各該等閘極結構 下之導電摻雜通道區,該等通道區之至少一部分係摻 雜銦,該部分之寬度小於或等於該閘極結構之該總寬 度的約一半。 36· —種在一半導體基板中形成一摻雜區的方法,包括:― 在一半導體基板之半導體材料上形成一對區塊,該 對區塊係由一具有一第一距離之間隙相互隔開; 窄化該間隙;以及 透過該窄化之間隙向該半導體材料植入摻雜物,以 在該半導體材料中形成一摻雜區。 37.如申請專利範圍第36項之方法,其中該等區塊包括圖 案化之光阻,並具有相對之側壁,其中窄化該間隙包 括· 在該圖案化光阻及該間隙内之該基板上形成一塗層 87656-930910.DOC 1232548 ;以及 從該間隙内之該基板之至少一部分上選擇性地移除 該塗層,同時保留該光阻區塊上之該塗層,該塗層材 料形成面對該等相對之侧壁的側壁延伸部分。 38·如申請專利範圍第36項之方法,其中透過該窄化間隙 植入摻雜物包括植入錮至一濃度約為1 X 1012atoms/cm3 至約 1 X 1 O13atoms/cm3。 39·如申請專利範圍第36項之方法,其中透過該窄化間隙 植入掺雜物包括植入侧至一濃度約為1 X 1 〇 12atoms/cm3 至約2 X l〇12atoms/cm3,及植入錮至一濃度約為 1 χ1〇 atoms/cm3至約 1 xl〇13atoms/cm3。 40·如申請專利範圍第36項之方法,其中透過該窄化間隙 植入摻雜物包括植入一第二摻雜物,該方法進一步包 括在植入該第二摻雜物之前,向該半導體材料植入一 第一摻雜物。 - 41 ·如申請專利範圍第40項之方法,其中該第一摻雜物包 括硼,該第二摻雜物包括銦。 42·如申請專利範圍第4〇項之方法,其中植入該第一摻雜 物係發生於延伸該等區塊之前。 43·如申請專利範圍第4〇項之方法,其中植入該第一摻雜 物係發生於窄化該間隙之時。 44.如申請專利範圍第36項之方法,其進一步包括在約9〇〇 C的溫度啟動該摻雜物約丨分鐘至約6分鐘。 45· —種形成一半導體結構的方法,包括: 87656-930910.DOC -9 · 1232548 在一半導體基板材料上形成一可圖案化材料層; 圖案化该可圖案化材料層,以形成至少兩個圖案化 區塊,其為由一第一間隙分隔之一對鄰近區塊; 在該對鄰近區塊上及該對鄰近區塊之間的該第一間 隙上形成一塗層; 從該第一間隙選擇性地移除該塗層,同時保留該對 鄰近區塊上的該塗層;該對鄰近區塊與該塗層一起界 定由一第二間隙分隔之一對增大之區塊;該第二間隱 窄於該第一間隙; 在該等增大之區塊保留於該半導體基板材料上之時 ’在遠弟一間隙内之該半導體材料内植入至少一摻雜 物,以形成一掺雜區;以及 從該半導體基板材料上移除該等增大之區塊。 46·如申請專利範圍第45項之方法,其中該可圖案化材料 包括光阻,其中該塗層包括當曝露於該光阻之酸時交 聯的一材料。 47·如申請專利範圍第45項之方法,其中該塗層對應於 Clariant國際公司稱為AZ R200TM的一材料。 48·如申請專利範圍第45項之方法,其中該等圖案化區塊 係使用一微影蝕刻程序形成;其中該微影蝕刻程序係 限於該微影蝕刻程序可達致之最小形體尺寸,該第一 間隙對應於約該最小形體尺寸;且其中由植入形成之 該半導體材料之該摻雜區具有其寬度小於該最小形體 尺寸之一區。 87656-930910.DOC -10- 1232548 •如申請專利範圍第4 8項之方法,其中該區域寬度小於 或等於該最小形體尺寸之約50%。 如申凊專利範圍第4 5項之方法,其進一步包括: 在该半導體基板材料内形成一第一源極/汲極區與/ 罘二源極/汲極區,該第一源極/汲極區係橫向間隔於該 摻_區之一第一邊緣,該第二源極/汲極區係橫向間隔 於孩摻雜區之一第二相對邊緣;以及 在該摻雜區上形成一絕緣塊體,該第一與第二源極/ ;及極區邵分在該絕緣塊體下延伸。 51·如申請專利範圍第50項之方法,其中該絕緣塊體包括 —閘極堆疊,該閘極堆疊包括一導電摻雜材料由一絕 緣材料層隔離於該摻雜區,該導電摻雜材料層係主要 七雜?型摻雜物,且其中該等源極/汲極區係主要掺雜 一 η型摻雜物。 52. 如申請專利範圍第50項之方法,其進一步包括在該半 導體基板上形成-對電晶體裝置,該等電晶體裝置係 由該絕緣塊體相互電性絕緣。 53. —種DRAM形成方法,包括: 在^一基板上形成一第一kk 、 罘子兀線與一罘二字元線,各 字元線包括一對相對之側壁; 界定靠近該等字元線的四個節點,該四個節點包括 1 一節·點、第二節點、第三節點及第四節點,該第 二節點係透過該第—字元線與該第一節點閘極電性連 接’及該第四節點係透過該第二字元線與該第三節點 87656-930910.DOC -11 - 1232548 閘極電性連接; 界定一第一、第二、第三及第四擴散區,該第一擴 散區係與該第一節點關聯,該第二擴散區係與該第二 節點關聯,該第三擴散區係與該第三節點關聯’該第 四擴散區係與該第四節點關聯; 在該第一字元線與該第二字元線之界定一隔離區’ 該隔離區使該第一與第二字元線相互電性絕緣; 沿各字元線之相對側壁形成一對隔離層,該第一及 第二擴散區在該第一字元線下延伸一初始距離,該弟 三及第四擴散區在該第二字元線下延伸一初始距離; 以及 在該第一字元線下將該第一擴散區延伸較該初始距 離更遠的距離,而不延伸該第二擴散區。 54·如申請專利範圍第53項之方法,其進一步包括在該第 二字元線下將該第四擴散區延伸較該初始距離更遠的 距離,而不延伸該第三擴散區。 55·如申請專利範圍第53項之方法,其中該等隔離層具有一 隔離層寬度,且其中該初始距離小於該隔離層寬度。 56·如申請專利範圍第53項之方法,其中各該擴散區係導 電摻雜一第一類型摻雜物,其中該延伸包括光暈植入 一弟一類型換雜物。 57·如申請專利範圍第53項之方法,其中該等擴散區係主 要摻雜η型摻雜物,且其中該延伸包括形成主要摻雜p 型換雜物的延伸區。 87656-930910.DOC -12- 1232548 58·如申請專利範圍第53項之方法,其中該隔離區包括— 淺溝渠絕緣區。 59.如申請專利範圍第53項之方法,其進一步包括: 形成一第一與第二電容器結構;該第一電容器結構 係與該第二節點電性連接,該第二電容器結構係與該 第三節點電性連接;以及 形成一第一位元線接點與該第一節點電性連接及一 第二位元線接點與該第三節點電性連接。 60·如申請專利範圍第53項之方法,其中界定一隔離區包 括: 在該半導體基板内形成一摻雜袖珍區,該摻雜袖珍 區包括一袖珍寬度;以及 在該基板及該袖珍區上形成一絕緣塊體,該絕緣塊 體具有大於該袖珍區寬度之一總塊體寬度。 61 ·如申請專利範圍第60項之方法,其中該絕緣塊體包括: 位於π亥基板上之問極堆豐’該問極堆叠具有相對 之側壁; 一對沿該等相對側壁之絕緣隔離層,該總塊體寬度 係在該基板之一表面測量時之該對絕緣隔離層之外邊 緣之間的距離;以及 其中該總塊體寬度係至少約為該袖珍區寬度的兩倍。 62. —種形成一半導體結構的方法,包括: 在一半導體基板材料上形成一介電材料層; 圖案化該介電材料層以形成至少兩個圖案化區塊, 87656-930910.DOC -13 - 1232548 即由一第一間隙分隔之一對鄰近區塊,各區塊在該第 一間隙内具有一側壁; 在該第一間隙内沿該等側壁形成一對隔離層,該等 隔離層具有由一間隙隔離之橫向邊緣’孩第二間隙窄 於該第一間隙; 當該等隔離層保留於該等側壁時’在該第二間隙内 向該半導體材料植入至少一摻雜物’以形成一摻雜區 ;以及 沿該等側壁移除該等隔離層。 63·如申請專利範圍第62項之方法,其進一步包括在移除 該等隔離層後,在該間隙内沿該等侧壁在該半導體材 料上形成一多晶碎層。 64·如申請專利範圍第63項之方法,其進一步包括: 在該多晶矽層上沈積包括至少,種金屬與一種金屬 氮化物之一的一材料;以及 平整化該材料。 87656-930910.DOC -14-
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