发明名称 在具有二维沟渠电容的绝缘体上矽之晶圆制造动态随机存取记忆体结构的方法
摘要 一种在一绝缘体上矽上产生一动态随机存取记忆体的方法,这包括用以增加动态随机存取记忆体晶胞讯号的一个二维沟渠电容结构,以及使用一个连接绝缘体上矽至半导体基底的多晶矽储存节点结构,来消除一浮置基体效应。首先,二维沟渠的形成是透过绝缘体上矽,由下方的绝缘层至半导体基底,来形成一垂直沟渠;接着实行等向反应性蚀刻来侧向去除暴露在垂直沟渠中指定量的绝缘层,而形成该二维沟渠之侧向部分。覆盖在二维沟渠边缘所沉积的多晶矽层则在二维沟渠电容结构中,被使用为储存节点结构;而这同时也连接绝缘体上矽至半导体基底。
申请公布号 TW365696 申请公布日期 1999.08.01
申请号 TW087101181 申请日期 1998.02.02
申请人 世界先进积体电路股份有限公司 发明人 季明华;卢志远
分类号 H01L21/76;H01L27/108 主分类号 H01L21/76
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种在半导体基底上制造动态随机存取记忆体 的方法, 包括下列步骤:形成一绝缘层于该半导体基底中, 并以一 绝缘体上矽层覆盖于该绝缘层;在该绝缘体上矽层 上形成 一垫氧化矽层;在该氧化矽层、绝缘体上矽层、绝 缘层以 及该半导体基底的上部分形成一垂直沟渠;在暴露 于该垂 直沟渠之绝缘层中形成一横向沟渠;在该垂直沟渠 及横向 沟渠暴露的边缘沉积一第一多晶矽层;在该多晶矽 层上形 成一介电层;在该介电层上沉积第二多晶矽层而将 该垂直 沟渠及横向沟渠完全填满;在该垂直沟渠及横向沟 渠中形 成一电容结构,这其中包括由该第一多晶矽层所形 成之一 储存节点结构;由该介电层所形成之一电容介电层 ;以及 由该第二多晶矽层所形成之一晶胞平板结构。而 这储存节 点结构也使该绝缘体上矽层连接于该半导体基底; 以及在 该绝缘体上矽层中形成一转移闸电晶体。2.如申 请专利范围第1项所述之方法,其中在该半导体中 该绝缘层是由一厚度约1500-3000埃之氧化矽利用氧 气植 入和高温回火过程以一氧气植入隔离过程所形成 的。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该绝 缘体上矽 层系具有结晶方位为<100>的P型单晶矽,该绝缘体上 矽 层之厚度约为1500-3000埃而其电阻率约为10-50欧姆- 公 分。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中直径 约0.30-0. 60微米之该垂直沟渠是以一非等向性离子蚀刻制 程所形成 ;对该垫氧化矽层和该绝缘层使用含氟蚀刻剂,以 及对该 绝缘体上矽层与该半导体基底使用含氯蚀刻剂。5 .如申请专利范围第1项所述之方法,其中在该半导 体基 底的垂直沟渠深度大约为1.0-5.0微米。6.如申请专 利范围第1项所述之方法,其中该侧向沟渠的 形成是利用一缓冲的氢氟酸溶液除去暴露在垂直 沟渠中该 绝缘层;而该侧向沟渠在该绝缘体上矽层和该半导 体基底 之间的绝缘层中延伸了约0.20-1.0微米。7.如申请专 利范围第1项所述之方法,其中该第一多晶矽 层系一P型层,以低压化学气相沉积法并同时掺杂, 将其 沉积至约750-1000埃的厚度。8.如申请专利范围第1 项所述之方法,其中该介电层系一 五氧化二钽层,相当于40-150埃之氧化矽的厚度。9. 如申请专利范围第1项所述之方法,其中该介电层 是由 氧氮氧化合物所形成,这相当于40-150埃之氧化矽的 厚度 。10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第 二多晶矽 层是以低压化学气相沉积法沉积至约1000-2500埃的 厚度 。11.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该电 容结构是 在该垂直沟渠及侧向沟渠间以一非等向性离子蚀 刻制程所 形成;从该第二多晶矽层利用含氯蚀刻剂形成该晶 胞平板 结构;从该介电层利用含氟蚀剂形成该电容介电层 ;以及 从第一多晶矽层利用含氯蚀刻剂形成该储存节点 结构。12.如申请专利范围第1项所述之方法,该转 移闸电晶体包 含一厚度约60-120埃之氧化矽闸型绝缘层、一厚度 约1500 -4000埃之多晶矽闸结构、以离子注入之轻量掺杂 剂源极 及汲极区、在该多晶矽闸型结构边缘上厚度约1000 -3000 埃之氧化矽闸间隙以及一离子注入之重量掺杂剂 源极及汲 极区。13.一种动态随机存取记忆体晶胞的制造方 法,该动态随 机存取记忆体晶胞具有一二维沟渠电容结构,形成 于一半 导体基底之一绝缘体上矽层上方,并利用该沟渠电 容结构 之储存节点结构来连接该绝缘体上矽层至该半导 体基底, 包括下列步骤:在该绝缘体上矽层下之该半导体基 底中产 生一绝缘层;在该绝缘体上矽层上形成一垫氧化层 ;在该 垫氧化层、绝缘体上矽层、绝缘层、以及半导体 基底的上 部份以非等向反应性蚀刻来产生一垂直沟渠;在暴 露于该 垂直沟渠之该绝缘层以等向反应性蚀刻来产生一 侧向沟渠 ;利用同时掺杂制程沉积一第一多晶矽层用以覆盖 该垂直 沟渠边缘和侧向沟渠边缘,以及连接该绝缘体上矽 层至该 半导体基底;在该第一多晶矽层上形成一介电层; 在该介 电层上沉积一第二多晶矽层来完全填满该垂直沟 渠及侧向 沟渠;以及在该第二多晶矽层、该介电层和该第一 多晶矽 层中,以非等向反应性蚀刻产生该二维沟渠电容结 构;该 二维沟渠电容结构包括了从该第二多晶矽层形成 之一晶胞 平板;从该介电层形成之一电容介电层;以及从该 第一多 晶矽层形成之该储存节点结构,使该储存节点结构 将该绝 缘体上矽层连接至该半导体基底。14.如申请专利 范围第13项所述之方法,其中在该半导体 中的绝缘层是由一厚度约1500-3000埃之氧化矽以一 氧气 植入隔离过程所形成的。15.如申请专利范围第13 项所述之方法,其中该绝缘体上 矽层系具有结晶方位为<100>的P型单晶矽,该绝缘体 上 矽层之厚度约为1500-3000埃而其电阻率约为10-50欧 姆- 公分。16.如申请专利范围第13项所述之方法,其中 该垂直沟渠 是以一非等向性离子蚀刻制程所形成;对该垫氧化 矽层和 该绝缘层使用含氟蚀刻剂,而对该绝缘体上矽层与 该半导 体基底使用含氯蚀刻剂。17.如申请专利范围第13 项所述之方法,其中该垂直沟渠 有一直径约0.30-0.60微米。18.如申请专利范围第13 项所述之方法,其中该半导体基 底中该垂直沟渠深度大约为1.0-5.0微米。19.如申请 专利范围第13项所述之方法,其中该侧向沟渠 是利用一缓冲的氢氟酸溶液,在暴露于该垂直沟渠 中绝缘 层的边缘面积所形成;而在该绝缘体上矽层和该半 导体基 底之间,该侧向沟渠延伸了约0.20-1.0微米。20.如申 请专利范围第13项所述之方法,其中该第一多晶 矽层系一P型层,以低压化学气相沉积法并同时掺 杂,将 其沉积至约750-1000埃的厚度。21.如申请专利范围 第13项所述之方法,其中该介电层系 一五氧化二钽层,相当于40-150埃之氧化矽的厚度。 22.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该介电 层是 由氧氮氧化合物所形成,这相当于40-150埃之氧化矽 的厚 度。23.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该 第二多晶 矽层是以低压化学气相沉积法沉积至约1000-2500埃 的厚 度。24.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该 二维沟渠 电容结构的形成是利用非等向性离子蚀刻;在该第 二多晶 矽层利用含氯蚀刻剂形成该晶胞平板结构,在该介 电层利 用含氟蚀剂形成该电容介电层,以及在第一多晶矽 层利用 含氯蚀刻剂形成该储存节点结构。图式简单说明: 第一图 至第七图绘示乃在绝缘体上矽上结合二维沟渠电 容结构而 产生一动态随机存取记忆体晶胞的制程剖面图。
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