发明名称 沟渠式电容之制作方法
摘要 本发明系提供一种具有牺牲氮化矽侧壁之沟渠式电容制作方法,首先,形成一深沟渠于半导体基材中,再形成一TEOS氧化矽层于沟渠中并回蚀至一适当深度,残留部分TEOS氧化矽层于该沟渠中且曝露出沟渠侧壁,以热氧化制程形成一环状氧化矽于该沟渠侧壁,然后形成一氮化矽侧壁于该环状氧化矽上,以湿蚀刻除去残留的TEOS氧化矽层,利用该氮化矽侧壁为障壁蚀刻沟渠区域形成瓶状沟渠结构(bottle shape),以增加该沟渠表面积,接着于该沟渠形成一掺杂区,并除去该氮化矽侧壁。形成一介电薄膜于该掺杂区、该环状氧化矽及基材表面,随即沉积第一导电层于该介电薄膜上并填充该沟渠内,蚀刻部分该第一导电层及该介电薄膜以曝露出部分环状氧化矽,再以湿式蚀刻除去该曝露的环状氧化矽,然后形成第二导电层于该第一导电层上及沟渠中,并回蚀至高度低于基材上表面以下。
申请公布号 TW463286 申请公布日期 2001.11.11
申请号 TW088107493 申请日期 1999.05.07
申请人 台湾茂矽电子股份有限公司 发明人 魏鸿基;金惟上
分类号 H01L21/70 主分类号 H01L21/70
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种沟渠式电容制作方法,该方法至少包含下列步骤:定义一矽基材以形成沟渠区域于该矽基材中;形成一氧化矽层于该矽基材上并填充于该沟渠区域内;蚀刻该氧化矽层至第一高度以残留部分该氧化矽层于该沟渠区域中,因而曝露出该沟渠区域中之部分沟渠侧壁;形成一环状氧化矽层于该沟渠侧壁上;形成一氮化矽侧壁于该环状氧化矽层上;除去残留于沟渠区域中之该氧化矽层;利用该氮化矽侧壁作为蚀刻障壁,蚀刻该曝露的沟渠区域形成一具有较大表面积之新沟渠区域;掺杂离子于该新沟渠区域,以形成该沟渠式电容之第一储存电极;除去该氮化矽侧壁;形成一介电薄膜于该矽基材、该环状氧化矽层及该第一储存电极表面上;形成一第一导电层于该介电薄膜上并填充于该沟渠区域内;蚀刻该第一导电层至第二高度并曝露出部分该环状氧化矽层以定义该沟渠式电容之第二储存电极;蚀刻曝露的该介电薄膜及部分该环状氧化矽层;形成第二导电层于该第一导电层上;及回馈该第二导电层至第三高度。2.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之氧化矽层系由TEOS氧化矽所形成。3.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之环状氧化矽层系利用热氧化制程所形成。4.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之蚀刻该曝露的沟渠区域之步骤系利用湿式蚀刻法。5.如申请专利范围第4项之方法,其中上述之湿式蚀刻法系利用HNO3/CH3COOH/HF/DIH2O(去离子水)溶液。6.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之蚀刻该曝露的沟渠区域之步骤系利用乾式蚀刻法。7.如申请专利范围第6项之方法,其中上述之乾式蚀刻法系利用HBr/Cl2。8.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之掺杂离子之步骤系利用气相掺杂(vapor-phasedoping)。9.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之掺杂离子之步骤系利用热扩散方法。10.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之掺杂离子系为砷离子(arsenic ion)或磷离子(phosphoric ion)。11.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之介电薄膜系选自下列物质,氮化物/氧化物双层膜、氧化物/氮化物/氧化物三层膜、Ta2O5.BST、PZT以及PLZT。12.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第一导电层、第二导电层系选自下列物质,掺杂多晶矽及同步掺杂多晶矽。13.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之氮化矽侧壁宽度约10至12nm。14.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第三高度低于该基材之上表面。15.一种沟渠式电容制作方法,该方法至少包含下列步骤:定义一矽基材以形成沟渠区域于该矽基材中;形成一TEOS氧化矽层于该矽基材上并填充于该沟渠区域内;蚀刻该TEOS氧化矽层至第一高度以残留部分该氧化矽层于该沟渠区域中,因而曝露出该沟渠区域中之部分沟渠侧壁;进行热氧化制程以形成一环状氧化矽层于该沟渠侧壁上;形成一氮化矽侧壁于该环状氧化矽层上;除去残留于沟渠区域中之该TEOS氧化矽层;掺杂离子于该沟渠区域,以形成该沟渠式电容之第一储存电极;利用该氮化矽侧壁作为蚀刻障壁,蚀刻部分该第一储存电极以形成一具有较大表面积之新沟渠区域;除去该氮化矽侧壁;形成一介电薄膜于该矽基材、该环状氧化矽层及该第一储存电极表面上;形成一第一导电层于该介电薄膜上并填充于该沟渠区域内;蚀刻该第一导电层至第二高度并曝露出部分该环状氧化矽层以定义该沟渠式电容之第二储存电极;蚀刻曝露的该介电薄膜及部分该环状氧化矽层;形成第二导电层于该第一导电层上;及回蚀该第二导电层至第三高度。16.如申请专利范围第15项之方法,其中上述之蚀刻该曝露的沟渠区域之步骤系利用湿式蚀刻法。17.如申请专利范围第16项之方法,其中上述之湿式蚀刻法系利用HNO3/CH3 GOOH/HF/DIH2O(去离子水)溶液。18.如申请专利范围第15项之方法,其中上述之掺杂离子系为砷离子(arsenic ion)或磷离子(phosphoric ion)。19.如申请专利范围第15项之方法,其中上述之氮化矽侧壁宽度约10至12nm。20.如申请专利范围第15项之方法,其中上述之第三高度低于该基材之上表面。图式简单说明:第一图A为一半导体晶片截面图,说明习知制程于基材上形成一沟渠结构之步骤;第一图B为一半导体晶片截面图,说明习知制程于沟渠侧壁上形成一环状氧化矽层之步骤;第一图C为一半导体晶片截面图,说明习知制程于沟渠结构上形成第三导电层之步骤;第二图为一半导体晶片截面图,说明本发明于基材上形成一深沟渠区域之步骤;第三图为一半导体晶片截面图,说明本发明于沟渠区域中热氧化形成一环状氧化矽层之步骤;第四图为一半导体晶片截面图,说明本发明于沟渠区域中形成一牺牲氮化矽侧壁与第一储存电极之步骤;第五图为一半导体晶片截面图,说明本发明于新沟渠区域中形成一介电薄膜与第一导电层之步骤;及第六图为一半导体晶片截面图,说明本发明于沟渠区域中形成第二导电层之步骤。
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