專利名稱：溝槽電容器及制造溝槽電容器之方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系相關(guān)于一種用于制造在一半導(dǎo)體基板中之一溝槽電容器的方法，其中，一孔洞溝槽(hole trench)系自一基板表面而被導(dǎo)入該半導(dǎo)體基板之中，并且，一外部電極系被提供于該半導(dǎo)體基板與該孔洞溝槽相毗鄰的區(qū)段之中，再者，該孔洞溝槽系于延伸進(jìn)入該半導(dǎo)體基板的一主動(dòng)區(qū)域中襯以一介電層，以及系于在該基板表面以及該主動(dòng)區(qū)域之間的一頸項(xiàng)區(qū)域(collar region)襯以一絕緣層。此外，本發(fā)明系額外的相關(guān)于一溝槽電容器。
背景技術(shù)：
在制造如DRAM(Dynamic Random Access Memory，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存)內(nèi)存裝置的半導(dǎo)體電路裝置時(shí)，一主要的考量系為，舉例而言，增加積體密度，通常，在此狀況下，其系試圖于增加在一半導(dǎo)體基板中每單位面積所形成之切換組件或內(nèi)存胞元的數(shù)量，以為了能夠達(dá)成盡可能小巧、簡(jiǎn)潔以及強(qiáng)力的電路，特別是半導(dǎo)體內(nèi)存。
許多半導(dǎo)體電路裝置系需要電容器裝置，舉例而言，在包括經(jīng)由尋址線路而彼此連接之內(nèi)存胞元的一DRAM記憶裝置中，通常，一DRAM內(nèi)存胞元系會(huì)包含一儲(chǔ)存電容器，而該儲(chǔ)存電容器則會(huì)被連接至一選擇晶體管，并且，會(huì)以一電荷狀態(tài)的形式而儲(chǔ)存一數(shù)字信息項(xiàng)目，同時(shí)，該等儲(chǔ)存電容器系經(jīng)常會(huì)被提供為形成于一半導(dǎo)體基板中之一孔洞溝槽中的溝槽電容器的形式，而通常，為了形成一溝槽電容器，一孔洞溝槽系會(huì)自一基板表面而被蝕刻進(jìn)入該半導(dǎo)體基板，并且，不論是在該孔洞溝槽的蝕刻期間或是之后，一氧化頸層系皆會(huì)被形成于該孔洞溝槽毗鄰于該基板表面的一區(qū)域中，其在此例子中系被稱為頸項(xiàng)區(qū)域(collar region)，而該氧化頸層則是可以避免一寄生場(chǎng)效晶體管的形成。再者，如此之一溝槽電容器的外部電極則通常是藉由將砷擴(kuò)散進(jìn)入該半導(dǎo)體基板之中而加以產(chǎn)生，或者是，當(dāng)使用一p-型基板以及一n+型層時(shí)，一埋藏?fù)诫s層，稱之為“埋藏之平板(buriedplate)”，系被提供作為該外部電極。接著，在該孔洞溝槽之中，該儲(chǔ)存介電質(zhì)系進(jìn)行沉積且低于該頸項(xiàng)區(qū)域，并且，被形成為一對(duì)電極的一內(nèi)部電極則是被沉積于該儲(chǔ)存介電質(zhì)之上，一般而言，該內(nèi)部電極會(huì)包括一多晶硅半導(dǎo)體材質(zhì)，而其乃是用于在該儲(chǔ)存電極的沉積之后填滿剩余的凹洞，再者，在該頸項(xiàng)區(qū)域中，該內(nèi)部電極系會(huì)被區(qū)段回蝕，并且，系經(jīng)由一連接區(qū)域而被連接該DRAM內(nèi)存胞元的該已配置選擇晶體管，其中該連接區(qū)域通常會(huì)被形成為埋藏在該半導(dǎo)體基板中之一摻雜范圍，所以，當(dāng)使用在一DRAM內(nèi)存胞元中之該溝槽電容器時(shí)，電荷系被儲(chǔ)存于該內(nèi)部電極之中。
而降低該溝槽電容器之該內(nèi)部電極的非電抗性電阻(nonreactiveresistance)乃是一相當(dāng)受到矚目的素材，更精確的說(shuō)，特別是該溝槽電容器若是被用于制造一半導(dǎo)體記憶裝置時(shí)。在現(xiàn)今的這個(gè)時(shí)點(diǎn)，該內(nèi)部電極所包括的系為具有一電阻范圍低于1000×10-6ohms/cm的已摻雜多晶硅，而由于該電阻系取決于一導(dǎo)電體的剖面區(qū)域，所以，該溝槽電容器結(jié)構(gòu)之一更進(jìn)一步微型化，以及因此該內(nèi)部電極的微型化系會(huì)導(dǎo)致該內(nèi)部電極的一非常高的無(wú)電抗性電阻，并且，導(dǎo)致該內(nèi)部電極之電性主動(dòng)區(qū)段低于該頸項(xiàng)區(qū)域。
至于將一低阻抗材質(zhì)，舉例而言，例如金屬或金屬化合物，提供作為該內(nèi)部電極的各種提議所具有之缺點(diǎn)卻是，在該金屬以及該儲(chǔ)存介電質(zhì)之間的一直接接觸系會(huì)導(dǎo)致?lián)p害該介電質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，因此，迄今，其已經(jīng)習(xí)慣上僅有該孔洞溝槽之該頸項(xiàng)區(qū)域被填以一金屬，并且，包含該儲(chǔ)存介電質(zhì)之該溝槽電容器的該主動(dòng)區(qū)域則仍然被提供以一多晶硅充填。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明系以提供一種用于制造具有一包括一低阻抗材質(zhì)之內(nèi)部電極的一溝槽電容器的方法的目的作為基礎(chǔ)，再者，本發(fā)明系亦以提供一種具有一低阻抗內(nèi)部電極之一溝槽電容器的目的作為基礎(chǔ)。
在前言中所提及之型態(tài)的方法例子中，此目的系藉由詳細(xì)載明于權(quán)利要求第一項(xiàng)之定義部分中的特征而加以達(dá)成，再者，該目的系亦藉由依照權(quán)利要求第11項(xiàng)的一溝槽電容器而加以達(dá)成。
至于本發(fā)明具有優(yōu)勢(shì)的發(fā)展揭示于分別的附屬權(quán)利要求之中。
一種用于制造在一半導(dǎo)體基板中之一溝槽電容器的方法系加以提供，而在該方法中，一孔洞溝槽系自一基板表面而被導(dǎo)入該半導(dǎo)體基板之中，以及一外部電極則被提供于該半導(dǎo)體基板毗鄰于該孔洞溝槽的區(qū)段之中。再者，該孔洞溝槽系于延伸進(jìn)入該半導(dǎo)體基板中的一主動(dòng)區(qū)域中被襯以一介電層，并且，于配置于該基板表面以及該主動(dòng)區(qū)域之間的一頸項(xiàng)區(qū)域中被襯以一絕緣層。而根據(jù)本發(fā)明，一分隔層系被提供于該介電層之上，以及由一金屬或是一金屬化合物所制成之一內(nèi)部電極系被提供于該孔洞溝槽之中且系延伸覆蓋該頸項(xiàng)區(qū)域以及該主動(dòng)區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明之該方法系提供一分隔層于該介電層之上，以將該溝槽電容器之該內(nèi)部電極以及該外部電極彼此分開(kāi)，而該分隔層系被提供作為抑制在該內(nèi)部電極以及該介電層之間有害之相互影響的一阻障層，至于會(huì)傷害該介電質(zhì)的一相互影響，舉例而言，系為一在該金屬以及該介電質(zhì)氧化物之間的化學(xué)反應(yīng)，再者，該分隔層之提供系使得可以在該介電質(zhì)不會(huì)受到與該金屬之一化學(xué)反應(yīng)、重先調(diào)整之程序、或是在金屬中之機(jī)械應(yīng)力的傷害的情形下，而于該溝槽電容器之該主動(dòng)區(qū)域以及該頸項(xiàng)區(qū)域兩者中提供來(lái)自一金屬或是一金屬化合物的該內(nèi)部電極。
根據(jù)本發(fā)明之該方法所具有之優(yōu)點(diǎn)系為，其系使得由金屬或是一金屬化合物所制成之一低阻抗內(nèi)部電極可以藉由該分隔層之提供而以一簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行導(dǎo)入，其中，該分隔層較佳地是藉由一標(biāo)準(zhǔn)-CVD(Chemical Vapor Deposition，化學(xué)氣相沉積)-程序而進(jìn)行施加，而在此方法的例子中，該電阻系會(huì)被降低至相似于以一純金屬填充該孔洞溝槽且不具一分隔層之例子中的電阻的范圍。由于造成在該介電質(zhì)以及該金屬之間的一空間分隔該分隔層，因此，該金屬系不會(huì)直接與該介電質(zhì)接觸，并且，不會(huì)影響到該介電質(zhì)的品質(zhì)。而該方法的一更進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)則是，可以簡(jiǎn)單的將施加該分隔層所需之程序步驟整合成為既存之程序順序的能力。該方法系兼容于用于將該內(nèi)部電極連接至一已配置之選擇晶體管的各式處理程序，舉例而言，由多晶硅之金屬所制成之一單一的、或是雙面的埋藏條狀物形成。再者，一低阻抗內(nèi)部電極系會(huì)提供一較快速存取時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，藉此而可大大地增加半導(dǎo)體內(nèi)存裝置的效能，此外，具有一低阻抗內(nèi)部電極之一溝槽電容器所具有的一更進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)則是，該溝槽電容器之較佳擴(kuò)展性(scalability)，而其系有可能下降至遠(yuǎn)小于最小特征尺寸100nm，并且在此同時(shí)，也確保相關(guān)于該電容的一低導(dǎo)線電阻(leadresistance)。
較佳地是，該內(nèi)部電極系被提供于在該頸項(xiàng)區(qū)域中之該絕緣層之上，以及被提供于在該主動(dòng)區(qū)域中之該分隔層之上。
該孔洞溝槽系較佳地以一類瓶狀(bottle-like)的方式而延伸進(jìn)入該主動(dòng)區(qū)域，而一類瓶狀延伸的優(yōu)點(diǎn)則是，正比于電極面積的一電容系可以藉此而增加，再者，根據(jù)本發(fā)明之該程序執(zhí)行系可以藉由該孔洞溝槽之一類瓶狀延伸而受到簡(jiǎn)化，這是因?yàn)樵摲指魧又┘酉禃?huì)由于該頸項(xiàng)區(qū)域相較于該主動(dòng)區(qū)域的較小直徑而變成一自我排列程序的關(guān)系。
較佳地是，該孔洞溝槽在該主動(dòng)區(qū)域中的該類瓶狀延伸系藉由一濕蝕刻程序而加以執(zhí)行。
較具優(yōu)勢(shì)地是，用于該分隔層之一材質(zhì)系被保角地至少沉積于該孔洞溝槽之該頸項(xiàng)區(qū)域以及在該主動(dòng)區(qū)域之中，并且，該材質(zhì)系會(huì)自該頸項(xiàng)區(qū)域被移除。該保角沉積程序系可以是，舉例而言，一標(biāo)準(zhǔn)-CVD(Chemical Vapor Deposition，化學(xué)氣相沉積)-程序，而如此之用于施加該分隔層的程序系為一準(zhǔn)自我排列程序(quasi self□aligningprocess)。材質(zhì)系被保角地沉積在該主動(dòng)區(qū)域之中，直到該頸項(xiàng)區(qū)域完全被材質(zhì)所填滿為止。由于該頸項(xiàng)區(qū)域系較該主動(dòng)區(qū)域成長(zhǎng)的更快，特別是，若該主動(dòng)區(qū)域系已經(jīng)以一類瓶狀方式而進(jìn)行延伸時(shí)，所以，該主動(dòng)區(qū)域系不會(huì)被完全填滿，因此，具有一特殊厚度的一層以及一洞穴系會(huì)形成于該主動(dòng)區(qū)域之中，接著，該材質(zhì)系會(huì)再次地自該頸項(xiàng)區(qū)域處藉由選擇性地有關(guān)于該絕緣層而發(fā)生效果的一等向性蝕刻程序而被移除。
較佳地是，該分隔層系被提供以一介于5納米至100納米范圍內(nèi)的厚度，而在此范圍內(nèi)的厚度則是可以確保在該內(nèi)部電極以及該介電層之間不會(huì)發(fā)生任何相互影響。正如前面已經(jīng)解釋過(guò)的一樣，該分隔層之該厚度系取決于，尤其是，該孔洞溝槽之尺寸，舉例而言，取決于該頸項(xiàng)區(qū)域之一直徑與該主動(dòng)區(qū)域之直徑的一比值。
較佳地是，已摻雜多晶硅或非晶硅系被提供作為該分隔層之材質(zhì)。舉例而言，磷或砷摻雜之多晶硅或非晶硅系可以以一簡(jiǎn)單的方式而被施加于該介電層，并且，系具有避免傷害該介電質(zhì)之相互影響的特質(zhì)。
較佳地是，該內(nèi)部電極的材質(zhì)系保角地沉積于該頸項(xiàng)區(qū)域以及該主動(dòng)區(qū)域之中。
該內(nèi)部電極系藉由在該上部區(qū)域執(zhí)行一等向性干、或濕蝕刻而進(jìn)行區(qū)段回蝕，而在該頸項(xiàng)區(qū)域中之該內(nèi)部電極的該回蝕乃是為了產(chǎn)生用于接觸該內(nèi)部電極之一結(jié)構(gòu)的空間的權(quán)宜之計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明之溝槽電容器其系以被導(dǎo)入于一半導(dǎo)體基板之中的一孔洞溝槽作為定向，其中，該孔洞溝槽系具有延伸進(jìn)入該半導(dǎo)體基板的一主動(dòng)區(qū)域，以及配置于一基板表面以及該主動(dòng)區(qū)域之間的一頸項(xiàng)區(qū)域，然后，一外部電極則是被提供于該半導(dǎo)體基板毗鄰于該孔洞溝槽的區(qū)段之中，而且，該孔洞溝槽系于該主動(dòng)區(qū)域中被襯以一介電層，并且，于該頸項(xiàng)區(qū)域中被襯以一絕緣層，接著，部分包括一金屬或是一金屬化合物的一內(nèi)部電極系被提供于該孔洞溝槽的內(nèi)部之中，然后，根據(jù)本發(fā)明，一分隔層系被提供于該介電層以及該內(nèi)部電極之間，在此狀況下，延伸覆蓋該頸項(xiàng)區(qū)域以及該主動(dòng)區(qū)域的該內(nèi)部電極系提供自一金屬或是一金屬化合物。
根據(jù)本發(fā)明之該溝槽電容器的優(yōu)點(diǎn)是，在該頸項(xiàng)區(qū)域以及該主動(dòng)區(qū)域兩者中之該內(nèi)部電極系形成自一低阻抗材質(zhì)，例如，金屬或是一金屬化合物，而該分隔層則是實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電極以及介電層之一分隔，該分隔層系被提供作為抑制在該內(nèi)部電極以及該介電層之間有害之相互影響的一阻障層，而此系可較具優(yōu)勢(shì)的避免該介電質(zhì)受到在該金屬以及該介電質(zhì)之間的化學(xué)相互影響的傷害。再者，藉由根據(jù)本發(fā)明之該溝槽電容器，該內(nèi)部電極之電阻系可以被降低至與以一純金屬填充該孔洞溝槽且不具一分隔層的例子一樣的范圍，一低阻抗內(nèi)部電極系較具優(yōu)勢(shì)地會(huì)造成一較快速的讀取/寫(xiě)入時(shí)間，藉此而可大大地增加半導(dǎo)體內(nèi)存裝置的效能，此外，具有一低阻抗內(nèi)部電極之一溝槽電容器所具有的一更進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)則是，該溝槽電容器之較佳擴(kuò)展性(scalability)，而其系有可能下降至遠(yuǎn)小于最小特征尺寸100nm，并且在該程序中，也確保相關(guān)于該電容的一低導(dǎo)線電阻(leadresistance)。
較佳地是，該內(nèi)部電極系被提供于在該頸項(xiàng)區(qū)域中之該絕緣層之上，以及被提供于在該主動(dòng)區(qū)域中之該分隔層之上而在該孔洞溝槽中的該洞穴則是以該內(nèi)部電極之該金屬或是該金屬化合物完全地加以填滿。
該內(nèi)部電極較佳地在該頸項(xiàng)區(qū)域之毗鄰該基板表面之一區(qū)段中退縮，而此乃是為了產(chǎn)生用于接觸該內(nèi)部電極之一結(jié)構(gòu)的空間的權(quán)宜之計(jì)。
該孔洞溝槽系較具優(yōu)勢(shì)地以一類瓶狀(bottle-like)的方式而延伸進(jìn)入該主動(dòng)區(qū)域，而一類瓶狀延伸則是提供了取決于在該主動(dòng)區(qū)域中該內(nèi)部電極之面積之電容的增加。
該分隔層系較佳地被提供以一介于5納米至100納米范圍內(nèi)的厚度。
已摻雜多晶硅或非晶硅系較具優(yōu)勢(shì)地被提供作為該分隔層之材質(zhì)。舉例而言，磷或砷摻雜之多晶硅或非晶硅所具有的優(yōu)點(diǎn)是，其系不會(huì)進(jìn)入該介電質(zhì)之任何相互影響之中，另外，多晶硅或非晶硅系可以藉由一標(biāo)準(zhǔn)CVD程序而以一簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行施加。
一種記憶胞元，其系具有一溝槽電容器，而該溝槽電容器系被連接至一選擇晶體管，并且，系以一電荷狀態(tài)儲(chǔ)存一數(shù)字信息項(xiàng)目，而根據(jù)本發(fā)明之該溝槽電容器系較具優(yōu)勢(shì)地提供于該記憶胞元之中，而具有根據(jù)本發(fā)明之該溝槽電容器的該記憶胞元系會(huì)具有相關(guān)于該電容而大大降低的電阻，以及因此，一較高的效能，此外，具有根據(jù)本發(fā)明之該溝槽電容器的該記憶胞元系可以有更好的縮放，而這所造成的結(jié)果即是，若過(guò)渡至一較小尺寸特征之需求發(fā)生時(shí)，并不需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改變。
一種內(nèi)存裝置系被提供以具有儲(chǔ)存一數(shù)字信息項(xiàng)目之記憶胞元，而該內(nèi)存裝置系較佳地包括具有一溝槽電容器之根據(jù)本發(fā)明之至少一記憶胞元，包括具有溝槽電容器之記憶胞元的該內(nèi)存裝置的優(yōu)點(diǎn)是，一加速的讀取/寫(xiě)入程序，以及因此一獲得增加的效能，更甚者，具有根據(jù)本發(fā)明之該溝槽電容器的記憶胞元系可以被微型化一更大的范圍，藉此而達(dá)成一較高的整合密度以及因此該內(nèi)存裝置的一較高的儲(chǔ)存容量。


本發(fā)明系將以第1A圖至第1D圖做為參考而于之后有更詳盡的解釋，其中第1圖其系顯示在根據(jù)本發(fā)明之方法的一示范性實(shí)施例中，貫穿在不同階段之一溝槽電容器的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
為了在一半導(dǎo)體基板10中制造一溝槽電容器1，一孔洞溝槽2系自一基板表面11而被導(dǎo)入該半導(dǎo)體基板10之中，而一外部電極，舉例而言，作為一″埋藏平板″，系，舉例而言，藉由在該半導(dǎo)體基板10中沉積一范圍，而被提供于在該半導(dǎo)體基板10中毗鄰于該孔洞溝槽2的區(qū)段之中，再者，該孔洞溝槽2系具有一主動(dòng)區(qū)域13，其系延伸進(jìn)入該半導(dǎo)體基板10，并且系襯以一介電層5，而舉例而言，金屬氧化物以及稀土元素(rare earths)的氧化物，例如，AL2O3、HfO2、ZrO2、La2O3，系可以被提供為該介電層5。接著，一頸項(xiàng)區(qū)域12系位在該基板表面11以及該主動(dòng)區(qū)域13之間。而在根據(jù)本發(fā)明之方法的此示范性實(shí)施例中，一氮化硅層9系被提供于該半導(dǎo)體基板10之上，而該基板在此狀況系包括結(jié)晶硅，接著，一頸項(xiàng)區(qū)域12系被襯以包括二氧化硅的一絕緣層7，然后，一由非晶硅所制成的分隔層6系藉由一標(biāo)準(zhǔn)CVD程序而被施加至該介電層5。
第1A圖系圖例說(shuō)明在具有一覆蓋在上的氮化硅層9之該半導(dǎo)體基板10之中的該孔洞溝槽2。該孔洞溝槽2系被再細(xì)分為毗鄰于該基板表面11之該頸項(xiàng)區(qū)域12，以及延伸進(jìn)入該半導(dǎo)體基板10中的該主動(dòng)區(qū)域13，而該介電層5系被提供于在該主動(dòng)區(qū)域13中的溝槽壁之上，至于該絕緣層7則是被提供于該頸項(xiàng)區(qū)域12之中，再者，該分隔層6系在藉由一沉積程序的施加之后、以及在該基板表面11之一接續(xù)平面化步驟之后加以形成，接著，該孔洞溝槽2的該頸項(xiàng)區(qū)域12系會(huì)完全地被該分隔層6的非晶硅所填滿，并在該主動(dòng)區(qū)域13之中系會(huì)產(chǎn)生一洞穴，其中，該分隔層6在該主動(dòng)區(qū)域13中系具有一大約5nm至100nm的厚度，而此系取決于該孔洞溝槽2之尺寸以及該程序執(zhí)行。
在該頸項(xiàng)區(qū)域12中，該分隔層6之該非晶硅系由于選擇性地有關(guān)于該絕緣層7以及有關(guān)于該氮化硅層9而發(fā)生效果的一等向性蝕刻程序而退縮(recede)。
而在完成該頸項(xiàng)區(qū)域12中之該非晶硅的回蝕后的該孔洞溝槽2系圖例說(shuō)明于第1B圖中。相較于第1A圖，作為該分隔層6的該非晶硅系僅位在該孔洞溝槽2的該主動(dòng)區(qū)域之中。
產(chǎn)生于該主動(dòng)區(qū)域13中以及在該頸項(xiàng)區(qū)域中的洞穴系以一金屬或是一金屬化合物進(jìn)行填滿，該金屬系可以藉由一CVD或是ALD(AtomicLayer Deposition，原子層沉積)程序而被均勻地進(jìn)行沉積，而該已沉積的金屬或金屬化合物系會(huì)形成該溝槽電容器1的一內(nèi)部電極3，該內(nèi)部電極3的可能材質(zhì)系為，舉例而言，氮化鎢、氮化鉭、氮化鈦，然而，其它金屬、或是金屬化合物、或是包括金屬或金屬化合物的層系統(tǒng)系亦有可能。
第1C圖系顯示被充填以該內(nèi)部電極3的該溝槽電容器1。該內(nèi)部電極3，包括一金屬或一金屬化合物，系完全地填滿該頸項(xiàng)區(qū)域12以及該主動(dòng)區(qū)域13，除了在該主動(dòng)區(qū)域13中的一窄裂口(narrow gap)8之外，而該窄裂口8的產(chǎn)生系發(fā)生于該孔洞溝槽2之該頸項(xiàng)區(qū)域12若較該主動(dòng)區(qū)域13成長(zhǎng)的更快時(shí)，然而，該窄裂口8對(duì)于該內(nèi)部電極3之功能性而言并不重要。
在一更進(jìn)一步的程序步驟中，該內(nèi)部電極3其于該孔洞溝槽2之該頸項(xiàng)區(qū)域12中的區(qū)段系會(huì)被再次地進(jìn)行回蝕，而此系可以藉由一干蝕刻程序或是藉由一濕蝕刻程序而加產(chǎn)生效果，該內(nèi)部電極3在該頸項(xiàng)區(qū)域中的該回蝕乃是為了能夠形成該內(nèi)部電極3之接觸的權(quán)宜之計(jì)。
第1D圖不同第1C圖之處系在于，該內(nèi)部電極3系已經(jīng)由于該回蝕而退縮。
一旦該溝槽電容器1已經(jīng)以上述的方式而加以處理過(guò)后，到達(dá)該選擇晶體管的該等導(dǎo)電連接系可以接續(xù)地藉由一習(xí)知的標(biāo)準(zhǔn)處理而加以形成，通常，該等導(dǎo)電連接系被提供作為在該基板表面11下方的埋藏?fù)诫s范圍，而該埋藏導(dǎo)電連接或″埋藏條狀物(straps)″系可以以利用多晶硅的雙面(double sided)方式、或是以利用多晶硅或金屬的單面方式而加以形成。
符號(hào)列表1 Trench capacitor 溝槽電容器2 Hole trench 孔洞溝槽3 Inner electrode 內(nèi)部電極5 Dielectric layer 介電層6 Separating layer 分隔層7 Insulation layer 絕緣層8 Gap 裂口9 Silicon nitride layer氮化硅層10 Semiconductor substrate半導(dǎo)體基板11 Substrate surface 基板表面12 Collar region 頸項(xiàng)區(qū)域13 Active region 主動(dòng)區(qū)域
權(quán)利要求
1.一種用于制造在一半導(dǎo)體基板(10)中之一溝槽電容器(1)的方法，在該方法中-一孔洞溝槽(hole trench)(2)系自一基板表面(11)而被導(dǎo)入該半導(dǎo)體基板(10)之中，以及一外部電極系被提供于該半導(dǎo)體基板(10)毗鄰于該孔洞溝槽(2)的區(qū)段之中；以及-該孔洞溝槽(2)系于延伸進(jìn)入該半導(dǎo)體基板(10)中的一主動(dòng)區(qū)域(13)中被襯以一介電層(5)，并且，于配置于該基板表面(11)以及該主動(dòng)區(qū)域(13)之間的一頸項(xiàng)區(qū)域(12)中被襯以一絕緣層(7)，其中，-一分隔層(6)系被提供于該介電層(5)之上；以及-一由一金屬或是一金屬化合物所制成之內(nèi)部電極(3)系被提供于該孔洞溝槽(2)之中且系延伸而覆蓋該頸項(xiàng)區(qū)域(12)以及該主動(dòng)區(qū)域(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述之方法，其中，該分隔層(6)系加以提供，以作為抑制在該內(nèi)部電極(3)以及該介電層(5)之間有害之相互影響的一阻障層。
3.根據(jù)權(quán)利要求第2項(xiàng)所述之方法，其中，-該內(nèi)部電極(3)系被提供于在該頸項(xiàng)區(qū)域(12)中之該絕緣層(7)之上；以及-系被提供于在該主動(dòng)區(qū)域(13)中之該分隔層(6)之上。
4.根據(jù)權(quán)利要求第1至第3項(xiàng)其中之一所述之方法，其中，該孔洞溝槽(2)系以一類瓶狀(bottle like)的方式而延伸進(jìn)入該主動(dòng)區(qū)域(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求第2項(xiàng)所述之方法，其中，該孔洞溝槽(2)在該主動(dòng)區(qū)域(13)中的該類瓶狀延伸系藉由一濕蝕刻程序而加以執(zhí)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求第1至第5項(xiàng)其中之一所述之方法，其中，為了提供該分隔層(6)，-作為該分隔層(6)之一材質(zhì)系被保角地(conformally)沉積至少于該孔洞溝槽(2)之該頸項(xiàng)區(qū)域(12)以及于該主動(dòng)區(qū)域(13)之中；以及-該材質(zhì)系自該頸項(xiàng)區(qū)域(12)被移除。
7.根據(jù)權(quán)利要求第1至第6項(xiàng)其中之一所述之方法，其中，該分隔層(6)系被提供以一介于5納米至100納米范圍內(nèi)的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求第1至第7項(xiàng)其中之一所述之方法，其中，已摻雜多晶硅或非晶硅系被提供作為該分隔層(6)之材質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求第1至第8項(xiàng)其中之一所述之方法，其中，該內(nèi)部電極(3)系保角地(conformally)進(jìn)行沉積。
10.根據(jù)權(quán)利要求第1至第9項(xiàng)其中之一所述之方法，其中，該內(nèi)部電極(3)系藉由在該上部區(qū)域(12)中執(zhí)行一等向性干、或濕蝕刻而進(jìn)行區(qū)段回蝕。
11.一種以被導(dǎo)入于一半導(dǎo)體基板(10)中的一孔洞溝槽(2)作為定向的溝槽電容器(1)，其中，-該孔洞溝槽(2)系具有延伸進(jìn)入該半導(dǎo)體基板(10)的一主動(dòng)區(qū)域(13)，以及配置于一基板表面(11)以及該主動(dòng)區(qū)域(13)之間的一頸項(xiàng)區(qū)域(12)；-一外部電極系被提供于該半導(dǎo)體基板(10)之該主動(dòng)區(qū)域(13)中毗鄰于該孔洞溝槽(2)的區(qū)段之中；-該孔洞溝槽(2)系于該主動(dòng)區(qū)域(13)中被襯以一介電層(5)，并且，于該頸項(xiàng)區(qū)域(12)的區(qū)段中被襯以一絕緣層(7)；以及-一包括一金屬或是一金屬化合物之內(nèi)部電極(3)系至少被提供于該孔洞溝槽(2)內(nèi)部中的區(qū)段中，其中，-一分隔層(6)系被提供于該介電層(5)之上；以及-該內(nèi)部電極(3)系延伸而覆蓋該頸項(xiàng)區(qū)域(12)以及該主動(dòng)區(qū)域(13)，并且，系由一金屬或是一金屬化合物所提供。
12.根據(jù)權(quán)利要求第11項(xiàng)所述之溝槽電容器，其中，該分隔層(6)系加以提供，以作為抑制在該內(nèi)部電極(3)以及該介電層(5)之間有害之相互影響的一阻障層。
13.根據(jù)權(quán)利要求第12項(xiàng)所述之溝槽電容器，其中，-該內(nèi)部電極(3)系被提供于在該頸項(xiàng)區(qū)域(12)中之該絕緣層(7)之上；以及-在該主動(dòng)區(qū)域(13)中之該分隔層(6)之上。
14.根據(jù)權(quán)利要求第11至第13項(xiàng)其中之一所述之溝槽電容器，其中，該內(nèi)部電極(3)系于該頸項(xiàng)區(qū)域(12)的區(qū)段中退縮。
15.根據(jù)權(quán)利要求第11至第14項(xiàng)其中之一所述之溝槽電容器，其中，該孔洞溝槽(2)系以一類瓶狀(bott1e like)的方式而延伸進(jìn)入該主動(dòng)區(qū)域(13)。
16.根據(jù)權(quán)利要求第11至第15項(xiàng)其中之一所述之溝槽電容器，其中，該分隔層(6)系被提供以一介于5納米至100納米范圍內(nèi)的厚度。
17.根據(jù)權(quán)利要求第11至第16項(xiàng)其中之一所述之溝槽電容器，其中，該分隔層(6)系提供自已摻雜多晶硅或非晶硅。
18.一種具有以一電荷狀態(tài)儲(chǔ)存一數(shù)字信息項(xiàng)目并被連接至一選擇晶體管之一溝槽電容器的記憶胞元，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求第11至第17項(xiàng)其中之一所述之一溝槽電容器。
19.一種具有儲(chǔ)存一數(shù)字信息項(xiàng)目之記憶胞元的內(nèi)存裝置，其特征在于，至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求第18項(xiàng)的記憶胞元。
20.一種用于制造在一半導(dǎo)體基板(10)中之一溝槽電容器(1)的方法，在該方法中-一孔洞溝槽(2)系自一基板表面(11)而被導(dǎo)入該半導(dǎo)體基板(10)之中，以及一外部電極系被提供于該半導(dǎo)體基板(10)毗鄰于該孔洞溝槽(2)的區(qū)段之中；以及-該孔洞溝槽(2)系于延伸進(jìn)入該半導(dǎo)體基板(10)中的一主動(dòng)區(qū)域(13)中被襯以一介電層(5)，并且，于配置于該基板表面(11)以及該主動(dòng)區(qū)域(13)之間的一頸項(xiàng)區(qū)域(12)中被襯以一絕緣層(7)，其中，-該孔洞溝槽(2)系以一類瓶狀(bottle like)的方式而延伸進(jìn)入該主動(dòng)區(qū)域(13)；-一分隔層(6)系被提供于該主動(dòng)區(qū)域中之該介電層(5)之上；以及-一由一金屬或是一金屬化合物所制成之內(nèi)部電極(3)系被提供于該孔洞溝槽(2)之中且系延伸而覆蓋該頸項(xiàng)區(qū)域(12)以及該主動(dòng)區(qū)域(13)，以及該內(nèi)部電極(3)系會(huì)完全填滿在該主動(dòng)區(qū)域(13)中，除了一窄裂口(8)之外的該孔洞溝槽(2)。
21.一種以被導(dǎo)入于一半導(dǎo)體基板(10)之中的一孔洞溝槽(2)作為定向的溝槽電容器(1)，其中，-該孔洞溝槽(2)系具有延伸進(jìn)入該半導(dǎo)體基板(10)的一主動(dòng)區(qū)域(13)，以及配置于一基板表面(11)以及該主動(dòng)區(qū)域(13)之間的一頸項(xiàng)區(qū)域(12)；-一外部電極系被提供于該半導(dǎo)體基板(10)之該主動(dòng)區(qū)域(13)中毗鄰于該孔洞溝槽(2)的區(qū)段之中；-該孔洞溝槽(2)系于該主動(dòng)區(qū)域(13)中被襯以一介電層(5)，并且，于該頸項(xiàng)區(qū)域(12)的區(qū)段中被襯以一絕緣層(7)；以及-一包括一金屬或是一金屬化合物之內(nèi)部電極(3)系至少被提供于該孔洞溝槽(2)內(nèi)部中的區(qū)段中，其中，-該孔洞溝槽(2)系以一類瓶狀(bottle like)的方式而延伸進(jìn)入該主動(dòng)區(qū)域(13)；-一分隔層(6)系被提供于該主動(dòng)區(qū)域(13)中之該介電層(5)之上；以及-該內(nèi)部電極(3)系延伸而覆蓋該頸項(xiàng)區(qū)域(12)以及該主動(dòng)區(qū)域(13)，并且，系由一金屬或是一金屬化合物所提供，以及該內(nèi)部電極(3)系會(huì)完全填滿在該主動(dòng)區(qū)域(13)中，除了一窄裂口(8)之外的該孔洞溝槽(2)。
全文摘要
在根據(jù)本發(fā)明之用于制造在一半導(dǎo)體基板(10)中且具有一低阻抗內(nèi)部電極(3)以用于內(nèi)存裝置之記憶胞元中之一溝槽電容器(1)的方法中，一分隔層(6)系被提供于該溝槽電容器(1)之該主動(dòng)區(qū)域(13)中之一介電層(5)之上。之后，由一金屬或是一金屬化合物所制成的一低阻抗內(nèi)部電極(3)系會(huì)被導(dǎo)入該主動(dòng)區(qū)域(13)以及被襯以一絕緣層(7)之該頸項(xiàng)區(qū)域(12)兩者之中。
文檔編號(hào)H01L21/334GK1585096SQ200410056768
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月18日
發(fā)明者H·塞德, A·塞格, S·庫(kù)德卡, M·古茨徹 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司