发明名称 动态随机存取记忆体及制造方法
摘要 一种动态随机存取记忆体,包括一深沟渠式电容器、一主动元件及一第三介电层。其中深沟渠式电容器系配置于一深沟渠之下半部中,且深沟渠式电容器包括一下电极、一上电极与一电容介电层。主动元件系配置于深沟渠之上半部中,且位于深沟渠式电容器上,其中主动元件包括一磊晶矽柱状物、一第一介电层、一第二介电层、一闸极层及一闸介电层。第三介电层则系配置在上电极与磊晶矽柱状物之间。由于深沟渠电容器与主动元件系配置于同一深沟渠中,因此可提升半导体元件的积集度。
申请公布号 TWI289307 申请公布日期 2007.11.01
申请号 TW093128160 申请日期 2004.09.17
申请人 茂德科技股份有限公司 发明人 吴孝哲
分类号 G11C11/56(2006.01) 主分类号 G11C11/56(2006.01)
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种动态随机存取记忆体的制造方法,包括: 提供一基底,该基底上已形成有一图案化之罩幕层 ,以暴露出位于该基底中之一深沟渠; 于该深沟渠之下半部形成一电容器,且该电容器上 具有一上电极; 于该上电极顶面形成一第一介电层; 于部分该第一介电层上形成一磊晶矽柱状物,以于 该磊晶矽柱状物与该深沟渠侧壁之间形成一第一 开口,并且于该第一开口中所裸露之该深沟渠侧壁 、该第一介电层及部分该柱状物表面形成一第二 介电层,其中该磊晶矽柱状物从该第一介电层由下 而上依序为一汲极区、一通道区与一源极区,且该 第二介电层系覆盖该汲极区周围之区域; 于裸露之该柱状物表面形成一闸介电层;以及 于该第一开口中之该通道区周围形成一闸极层,并 且形成裸露出该源极区之一第二开口。 2.如申请专利范围第1项所述之动态随机存取记忆 体的制造方法,其中于该深沟渠之下半部形成该电 容器的方法,包括: 于该深沟渠底部之该基底中形成一下电极; 于该深沟渠表面形成一电容介电层; 于该深沟渠底部形成一上电极,覆盖部分该电容介 电层;以及 移除未被该上电极覆盖之该电容介电层。 3.如申请专利范围第1项所述之动态随机存取记忆 体的制造方法,其中该磊晶矽柱状物与该第二介电 层的形成方法包括: 于被该上电极裸露之该深沟渠的侧壁形成一磊晶 牺牲材料层,覆盖部分该第一介电层,并且形成一 第三开口; 于该第三开口中形成一第一磊晶矽材料层; 移除部分该磊晶牺牲材料层与该第一磊晶矽材料 层,以形成一磊晶牺牲层与一第一磊晶矽层; 对保留下来之该第一磊晶矽层进行一第一离子植 入步骤,以使保留下来之该第一磊晶矽层作为该汲 极区; 移除该磊晶牺牲层,并且形成一第四开口; 于该第四开口表面形成一介电材料层,覆盖该第四 开口侧壁、该第一介电层与该第一磊晶矽层表面; 于该第四开口的侧壁形成一介电罩幕层,且该介电 罩幕层系覆盖部分该第一磊晶矽层上的该介电材 料层; 移除未被该介电罩幕层覆盖之该介电材料层,而使 部分该第一磊晶矽层暴露出来,并且形成一第五开 口; 于该第五开口中形成一第二磊晶矽层; 移除该第二磊晶矽层周围之该介电罩幕层;以及 进行一第二离子植入步骤,以于该第二磊晶矽层之 下半部植入一掺质,而形成该通道区,并且于该第 二磊晶矽层之上半部植入另一掺质,而形成该源极 区。 4.如申请专利范围第3项所述之动态随机存取记忆 体的制造方法,其中该磊晶牺牲材料层的材质包括 锗或矽化锗。 5.如申请专利范围第3项所述之动态随机存取记忆 体的制造方法,其中移除部分该磊晶牺牲材料层与 该第一磊晶矽材料层的方法,包括进行一湿式蚀刻 制程。 6.如申请专利范围第5项所述之动态随机存取记忆 体的制造方法,其中该湿式蚀刻制程所使用的蚀刻 剂包括硝酸、过氧化氢或氢氟酸等。 7.如申请专利范围第3项所述之动态随机存取记忆 体的制造方法,其中该介电材料层系由下层之一氧 化矽层与上层之一氮化矽层所构成。 8.如申请专利范围第7项所述之动态随机存取记忆 体的制造方法,其中该介电材料层的形成方法包括 : 进行一热制程,以于该第四开口的侧壁与该第一磊 晶矽层的表面形成该氧化矽层;以及 形成该氮化矽层,覆盖该氧化矽层与裸露之该第一 介电层。 9.如申请专利范围第3项所述之动态随机存取记忆 体的制造方法,其中该介电罩幕层的材质包括氧化 矽。 10.如申请专利范围第1项所述之动态随机存取记忆 体的制造方法,其中该第一介电层的形成方法包括 : 于被该上电极裸露之该深沟渠表面形成一第一牺 牲材料层,其中该第一牺牲材料层与该第一介电层 具有不同之蚀刻选择比; 于该第一牺牲材料层上形成一第二牺牲材料层,且 该第二牺牲材料层与该第一牺牲材料层具有不同 之蚀刻选择比; 于该深沟渠侧壁之该第二牺牲材料层上形成一第 三牺牲层,且该第三牺牲层与该第二牺牲材料层具 有不同之蚀刻选择比; 移除未被该第三牺牲层覆盖之该第二牺牲材料层, 以在该深沟渠的侧壁之该第一牺牲材料层上形成 一第二牺牲层; 移除该第三牺牲层; 移除未被该第二牺牲层覆盖之该第一牺牲材料层, 以在该深沟渠的侧壁上形成一第一牺牲层,并且暴 露出该上电极顶面; 移除该第二牺牲层; 于该上电极顶面形成该第一介电层;以及 移除该第一牺牲层。 11.如申请专利范围第10项所述之动态随机存取记 忆体的制造方法,其中该第一牺牲材料层的材质包 括氧化矽。 12.如申请专利范围第10项所述之动态随机存取记 忆体的制造方法,其中该第二牺牲材料层的材质包 括氮化矽。 13.如申请专利范围第10项所述之动态随机存取记 忆体的制造方法,其中该第三牺牲材料层的材质包 括氧化矽。 14.如申请专利范围第10项所述之动态随机存取记 忆体的制造方法,其中该第一介电层的材质包括氮 化矽。 15.如申请专利范围第10项所述之动态随机存取记 忆体的制造方法,其中该第一介电层的厚度包括约 4埃到10埃。 16.如申请专利范围第1项所述之动态随机存取记忆 体的制造方法,其中在形成该闸极层之后更包括: 形成一第三介电层,覆盖于该第二开口的该侧壁上 之该第二介电层与该闸介电层; 于该第二开口中填入一导电层,该导电层系至少填 满该第二开口; 移除位于该磊晶矽柱状物顶部以及位于该磊晶矽 柱状物与该第二开口一侧壁之间的部分该导电层, 以暴露出该磊晶矽柱状物上的部分该闸介电层,并 且形成一第五开口; 于该第五开口的侧壁与底部形成一第四介电层,覆 盖部分之裸露的该闸介电层; 移除未被该第四介电层覆盖之该闸介电层,而使部 分该源极区暴露出来,并且形成一第六开口; 于该第六开口中形成一源极接触窗;以及 定义保留下来之该导电层,以形成一字元线。 17.一种动态随机存取记忆体,包括: 一深沟渠式电容器,配置于一基底之一深沟渠的下 半部中,该深沟渠式电容器包括: 一下电极,配置于该深沟渠之下半部的该基底中; 一上电极,配置于该深沟渠之下半部中;以及 一电容介电层,配置在该深沟渠之下半部的表面与 该上电极之间; 一主动元件,配置于该深沟渠之上半部中,且位于 该深沟渠式电容器上,该主动元件包括; 一磊晶矽柱状物,配置于部分该上电极上,其中该 磊晶矽柱状物从该上电极由下而上依序为一汲极 区、一通道区与一源极区; 一第一介电层,配置于该深沟渠之上半部的侧壁; 一第二介电层,配置于该磊晶矽柱状物与该第一介 电层之间,且围绕该汲极区; 一闸极层,配置于该磊晶矽柱状物与该第一介电层 之间,且围绕该通道区;以及 一闸介电层,配置于该闸极层与该通道区之间;以 及 一第三介电层,配置在该上电极与该磊晶矽柱状物 之间。 18.如申请专利范围第17项所述之动态随机存取记 忆体,其中该磊晶矽柱状物的该源极区与该第一介 电层之间的区域系由一接触窗区域与一字元线区 域所构成。 19.如申请专利范围第18项所述之动态随机存取记 忆体,其中该主动元件更包括: 一源极接触窗,配置在该接触窗区域,且位于该源 极区上,以与该源极区电性连接; 一字元线,配置在该字元线区域,且位于该闸极层 上,以与该闸极层电性连接; 一第四介电层,配置在该接触窗区域,且位于该源 极接触窗与该闸极层之间、该源极接触窗与该字 元线之间,以及该源极接触窗与该第一介电层之间 ;以及 一第五介电层,配置在该字元线区域,且位于该字 元线与该源极区之间,以及该字元线与该第一介电 层之间。 20.如申请专利范围第17项所述之动态随机存取记 忆体,其中该源极区与该汲极区的掺质型态为n型, 且该通道区的掺质型态为p型。 21.如申请专利范围第17项所述之动态随机存取记 忆体,其中该第三介电层的材质包括氮化矽。 22.如申请专利范围第17项所述之动态随机存取记 忆体,其中该第三介电层的厚度系约4埃至10埃。 图式简单说明: 图1A至图1D系绘示习知的一种具有深沟渠式电容器 之动态随机存取记忆体之制造流程剖面示意图。 图2A至图2M系绘示依照本发明一较佳实施例的一种 动态随机存取记忆体之制造流程剖面示意图。 图3A系绘示图2K之上方透视图。 图3B系绘示图2L之上方透视图。 图3C系绘示图2M之上方透视图。
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