发明名称 在深沟渠中形成埋入式电极板的方法
摘要 本发明系有关于一种在深沟渠中形成埋入式电极板的方法。首先,提供一基板,然后依序沉积一垫氧化层、一氮化矽层、和一磷矽玻璃层。利用一第一光阻层的图案转移,移除一部份的磷矽玻璃层、一部份的氮化矽层、和一部份的垫氧化层,及在基板上过度蚀刻一第一深度。接着,移除在磷矽玻璃层上的第一光阻层,并使用磷矽玻璃层作为一硬光罩(hard mask),定义一沟渠。蚀刻基板至一第二深度,然后形成沟渠。之后,移除在氮化矽层上的磷矽玻璃层。并在氮化矽层上和沟渠内沉积一非晶矽层( amorphous silicon layer),及在非晶矽层上涂盖一第二光阻层。接着,移除一部份的第二光阻层,定义一下电极(bottome lectrode)。并在氮化矽上和一部份的沟渠内蚀刻非晶矽层,及移除第二光阻层,然后形成下电极。并在垫氧化层至下电极之间形成一第三深度。或在移除第二光阻层后,加入一步骤,此步骤为在非晶矽层上沉积一选择性半球型晶粒(HSG),形成下电极。接着,在氮化矽层上和沟渠内沉积一氮化矽/氧化矽(silicon nitride-siliconoxide,NO)层及一非晶矽层。在氮化矽/氧化矽层上蚀刻一部份的非晶矽层,形成一上电极(top electrode)。之后,在垫氧化层至上电极之间形成一第四深度。接着,在氮化矽上和一部份的沟渠内蚀刻氮化矽/氧化矽层,及形成一项圈氧化矽层(collaroxidelayer)。
申请公布号 TW410417 申请公布日期 2000.11.01
申请号 TW088111819 申请日期 1999.07.13
申请人 台湾茂矽电子股份有限公司 发明人 王佐君;魏鸿基
分类号 H01L21/70 主分类号 H01L21/70
代理机构 代理人 谢德铭 台北巿南京东路二段一一一号八楼之三
主权项 1.一种在深沟渠(deep trench, DT)中形成埋入式电极板的方法,该方法包含:提供一基板(substrate),沉积一垫氧化层(padoxide layer)、一氮化矽层(silicon nitride layer)、和一磷矽玻璃层(PSG layer);利用一第一光阻层(photoresist layer)的图案转移,移除一部份的该磷矽玻璃层、一部份的该氮化矽层、和一部份的该垫氧化层,及过度蚀刻一第一深度在该基板上;移除该第一光阻层在该磷矽玻璃层上;使用该磷矽玻璃层作为一硬光罩(hard mask),定义一沟渠;蚀刻该基板至一第二深度,形成该沟渠;移除该磷矽玻璃层在该氮化矽层上;沉积一非晶矽层(amorphous silicon layer)在该氮化矽层上和该沟渠内;涂盖一第二光阻层在该非晶矽层上,和移除一部份的该第二光阻层,定义一下电极(bottom electrode);蚀刻该非晶矽层在该氮化矽上和一部份的该沟渠内;移除该第二光阻层,形成该下电极,因而形成一第三深度在该垫氧化层至该下电极之间;沉积一氮化矽/氧化矽(silicon nitride-siliconoxide, NO)层在该氮化矽层上和该沟渠内;沉积一非晶矽层(amorphous silicon layer)在该氮化矽/氧化矽层上;蚀刻一部份的该非晶矽层在该氮化矽/氧化矽层上,形成一上电极(top electrode) ,因而形成一第四深度在该垫氧化层至该上电极之间;蚀刻该氮化矽/氧化矽层在该氮化矽上和一部份的该沟渠内;沉积一氧化矽层在该氮化矽层上和该沟渠内;及蚀刻一部份的该氧化矽层,形成一项圈氧化矽层(collar oxide layer)在沟渠内。2.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之垫氧化层至少包含二氧化矽,使用高温炉管通氧方式,在温度大约800度左右,成长该垫氧化层,其厚度大约48埃,在该基板上。3.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之氮化矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约750度,沉积该氮化矽层,其厚度大约2200埃,在该垫氧化层上。4.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之磷矽玻璃层使用常压化学气相沉积(atmospheric pressure chemicalvapor deposition, APCVD),在温度大约400度,沉积该磷矽玻璃层,其厚度大约7000埃,在该氮化矽层上。5.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第一深度大约300埃。6.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第二深度大约7.2微米,使用乾式蚀刻(dry etching)至少包含反应性离子蚀刻(reactive ion etching, RIE)。7.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之磷矽玻璃层使用湿式蚀刻(wet etching)至少包含氢氟酸(HF)或缓冲氧化剂(buffered oxide etchant, BOE)。8.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之非晶矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约500度至550度间,沉积该非晶矽层,其厚度大约500埃,并内掺(in-situ)一高掺杂浓度杂质至少包含磷(P)或砷(As),其浓度大约1e20cm^|-^|3至5e20cm^|-^|3。9.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之非晶矽层使用湿式蚀刻至少包含硝酸(HNO|^3)、氢氟酸(HF)、和醋酸(CH|^3COOH)。10.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第三深度大约1.3微米。11.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之氮化矽/氧化矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemicalvapor deposition, LPCVD),在温度大约600度至800度间,沉积该氮化矽/氧化矽层。12.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之非晶矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约500度至550度间,沉积该非晶矽层。13.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之非晶矽层使用湿式蚀刻至少包含硝酸(HNO|^3)、氢氟酸(HF)、和醋酸(CH|^3COOH)。14.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第四深度大约1.1微米。15.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之氮化矽/氧化矽层使用湿式蚀刻至少包含氢氟酸(HF)和甘油丙三醇(EG)。16.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之氧化层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约500度至800度间。17.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之项圈氧化层使用乾式蚀刻(dry etching)至少包含反应性离子蚀刻(reactive ion etching, RIE)。18.一种在深沟渠(deep trench,DT)中形成埋入式电极板的方法,该方法包含:提供一基板(substrate),沉积一垫氧化层(padoxide layer)、一氮化矽层(silicon nitride layer)、和一磷矽玻璃层(PSG layer);利用一第一光阻层(photoresist layer)的图案转移,移除一部份的该磷矽玻璃层、一部份的该氮化矽层、和一部份的该垫氧化层,及过度蚀刻一第一深度在该基板上;移除该第一光阻层在该磷矽玻璃层上;使用该磷矽玻璃层作为一硬光罩(hard mask),定义一瓶状沟渠(bottle shape trench);蚀刻该基板至一第二深度,形成该瓶状沟渠;移除该磷矽玻璃层在该氮化矽层上;沉积一非晶矽层(amorphous silicon layer)在该氮化矽层上和该瓶状沟渠内;涂盖一第二光阻层在该非晶矽层上,和移除一部份的该第二光阻层,定义一下电极(bottom electrode);蚀刻该非晶矽层在该氮化矽上和一部份的该瓶状沟渠内;移除该第二光阻层,形成该下电极,因而形成一第三深度在该垫氧化层至该下电极之间;沉积一氮化矽/氧化矽(silicon nitride-siliconoxide, NO)层在该氮化矽层上和该瓶状沟渠内;沉积一非晶矽层(amorphous silicon layer)在该氮化矽/氧化矽层上;蚀刻一部份的该非晶矽层在该氮化矽/氧化矽层上,形成一上电极(top electrode) ,因而形成一第四深度在该垫氧化层至该上电极之间;蚀刻该氮化矽/氧化矽层在该氮化矽上和一部份的该瓶状沟渠内;沉积一氧化矽层在该氮化矽层上和该瓶状沟渠内;及蚀刻一部份的该氧化矽层,形成一项圈氧化矽层(collar oxide layer)在瓶状沟渠内。19. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之垫氧化层至少包含二氧化矽,使用高温炉管通氧方式,在温度大约800度左右,成长该垫氧化层,其厚度大约48埃,在该基板上。20. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之氮化矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约750度,沉积该氮化矽层,其厚度大约2200埃,在该垫氧化层上。21. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之磷矽玻璃层使用常压化学气相沉积(atmospheric pressurechemical vapor deposition, APCVD),在温度大约400度,沉积该磷矽玻璃层,其厚度大约7000埃,在该氮化矽层上。22. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之第一深度大约300埃。23. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之第二深度大约7.2微米,使用乾式蚀刻(dry etching)至少包含反应性离子蚀刻(reactive ion etching, RIE)。24. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之磷矽玻璃层使用湿式蚀刻(wet etching)至少包含氢氟酸(HF)或缓冲氧化剂(buffered oxide etchant, BOE)。25. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之非晶矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约500度至550度间,沉积该非晶矽层,其厚度大约500埃,并内掺(in-situ)一高掺杂浓度杂质至少包含磷(P)或砷(As),其浓度大约1e20cm^|-^|3至5e20cm^|-^|3。26. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之非晶矽层使用湿式蚀刻至少包含硝酸(HNO|^3)、氢氟酸(HF)、和醋酸(CH|^3COOH)。27. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之第三深度大约1.3微米。28. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之氮化矽/氧化矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemicalvapor deposition, LPCVD),在温度大约600度至800度间,沉积该氮化矽/氧化矽层。29. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之非晶矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约500度至550度间,沉积该非晶矽层。30. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之非晶矽层使用湿式蚀刻至少包含硝酸(HNO|^3)、氢氟酸(HF)、和醋酸(CH|^3COOH)。31. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之第四深度大约1.1微米。32. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之氮化矽/氧化矽层使用湿式蚀刻至少包含氢氟酸(HF)和甘油丙三醇(EG)。33. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之氧化层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约500度至800度间。34. 如申请专利范围第18项之方法,其中上述之项圈氧化层使用乾式蚀刻(dry etching)至少包含反应性离子蚀刻(reactive ion etching, RIE)。35. 一种在深沟渠(deep trench,DT)中形成埋入式电极板的方法,该方法包含:提供一基板(substrate),沉积一垫氧化层(padoxide layer)、一氮化矽层(silicon nitride layer)、和一磷矽玻璃层(PSG layer);利用一第一光阻层(photoresist layer)的图案转移,移除一部份的该磷矽玻璃层、一部份的该氮化矽层、和一部份的该垫氧化层,及过度蚀刻一第一深度在该基板上;移除该第一光阻层在该磷矽玻璃层上;使用该磷矽玻璃层作为一硬光罩(hard mask),定义一瓶状沟渠(bottle shape trench);蚀刻该基板至一第二深度,形成该瓶状沟渠;移除该磷矽玻璃层在该氮化矽层上;沉积一非晶矽层(amorphous silicon layer)在该氮化矽层上和该瓶状沟渠内;涂盖一第二光阻层在该非晶矽层上,和移除一部份的该第二光阻层,定义一下电极(bottom electrode);蚀刻该非晶矽层在该氮化矽上和一部份的该瓶状沟渠内;移除该第二光阻层;沉积一崎岖的多晶矽(rugged polysilicon),形成该下电极,因而形成一第三深度在该垫氧化层至该下电极之间;沉积一氮化矽/氧化矽(silicon nitride-siliconoxide, NO)层在该氮化矽层上和该瓶状沟渠内;沉积一非晶矽层(amorphous silicon layer)在该氮化矽/氧化矽层上;蚀刻一部份的该非晶矽层在该氮化矽/氧化矽层上,形成一上电极(top electrode),因而形成一第四深度在该垫氧化层至该上电极之间;蚀刻该氮化矽/氧化矽层在该氮化矽上和一部份的该瓶状沟渠内;沉积一氧化矽层在该氮化矽层上和该瓶状沟渠内;及蚀刻一部份的该氧化矽层,形成一项圈氧化矽层(collar oxide layer)在瓶状沟渠内。36. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之垫氧化层至少包含二氧化矽,使用高温炉管通氧方式,在温度大约800度左右,成长该垫氧化层,其厚度大约48埃,在该基板上。37. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之氮化矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约750度,沉积该氮化矽层,其厚度大约2200埃,在该垫氧化层上。38. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之磷矽玻璃层使用常压化学气相沉积(atmospheric pressurechemical vapor deposition, APCVD),在温度大约400度,沉积该磷矽玻璃层,其厚度大约7000埃,在该氮化矽层上。39. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之第一深度大约300埃。40. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之第二深度大约7.2微米,使用乾式蚀刻(dry etching)至少包含反应性离子蚀刻(reactive ion etching, RIE)。41. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之磷矽玻璃层使用湿式蚀刻(wet etching)至少包含氢氟酸(HF)或缓冲氧化剂(buffered oxide etchant, BOE)。42. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之非晶矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约500度至550度间,沉积该非晶矽层,其厚度大约500埃,并内掺(in-situ)一高掺杂浓度杂质至少包含磷(P)或砷(As),其浓度大约1e20cm^|-^|3至5e20cm^|-^|3。43. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之非晶矽层使用湿式蚀刻至少包含硝酸(HNO|^3)、氢氟酸(HF)、和醋酸(CH|^3COOH)。44. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之崎岖的多晶矽(rugged polysilicon)至少包含一选择性半球型晶粒(hemispherical grain, HSG)。45. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之第三深度大约1.3微米。46. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之氮化矽/氧化矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemicalvapor deposition, LPCVD),在温度大约600度至800度间,沉积该氮化矽/氧化矽层。47. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之非晶矽层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约500度至550度间,沉积该非晶矽层。48. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之非晶矽层使用湿式蚀刻至少包含硝酸(HNO|^3)、氢氟酸(HF)、和醋酸(CH|^3COOH)。49. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之第四深度大约1.1微米。50. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之氮化矽/氧化矽层使用湿式蚀刻至少包含氢氟酸(HF)和甘油丙三醇(EG)。51. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之氧化层使用低压化学气相沉积(low pressure chemical vapordeposition, LPCVD),在温度大约500度至800度间。52. 如申请专利范围第35项之方法,其中上述之项圈氧化层使用乾式蚀刻(dry etching)至少包含反应性离子蚀刻(reactive ion etching, RIE)。
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