專利名稱：制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法
制翻態(tài)隨蹄取# 的旅
駄領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法，以及 地，涉及具有 在氫氣環(huán)境中的處理步驟的制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法。
背景獄
薄膜多晶硅晶體管(在下文中提到的"TFT"來自"薄膜晶體管"的縮寫) 經(jīng)常用于通常的半導(dǎo)體設(shè)備。
當(dāng)這種TFT用于具有堆疊在N溝道M0S場(chǎng)效應(yīng)晶體管的P溝道M0S薄膜多 晶硅晶體管的存儲(chǔ)信道時(shí)，安裝有TFT的半導(dǎo)體裝置消耗了大量的備用電流，存
在問題。
這個(gè)問題公知的是由多晶硅粒子邊界中或者TFT中的包含的粒子的缺陷產(chǎn) 生的陷阱能級(jí)弓胞的。
由于這種陷阱能級(jí)是由多晶硅中的自由鍵形成的，自由鍵的M^、能有效降 低備用電流。自由鍵可IM破壞。考慮到這點(diǎn)，有一種方法，可以禾,用在多晶 硅中的等離子氮化膜中包含的氫，破壞多晶硅中的自由鍵。
特別地，、為了防止在M濕回流在TFT中形成氧化膜時(shí)，不必要的多晶硅 中的0H團(tuán)擴(kuò)散，氮化硅膜有時(shí)作為0H團(tuán)的攔截物形成在多晶^J:。
這種氮化硅膜的存在阻止了氮化硅膜上的等離子氮化膜中包含的氫到達(dá) TFT的溝道部分，該TFT由在氮化M下面的多晶硅構(gòu)成。
為了解決這個(gè)問題，有一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，該方法具有在氮化硅 膜中形成孔的步驟(見日本專利申請(qǐng)公幵No.H5-129333)。
另外一種制造半導(dǎo)體裝置的方fe^括輻射半導(dǎo)^^底的步驟，該半導(dǎo)體凈寸 底具有諸如多晶硅的半導(dǎo)體層以及形成在半導(dǎo)體層上的絕緣層，以及在具有氫氣 的環(huán)境中用于將氫氣分離為氫原子的光(見日本專利申請(qǐng)公開 No. 2005—217244)。
另一方面，隨著技術(shù)的最新進(jìn)展，如電子裝置的尺寸減小和重量減輕，動(dòng) 態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的每單元區(qū)域的存儲(chǔ)密度也有望大幅度提高。這種存儲(chǔ)密度的 提高可能提高動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器缺陷率。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上提到的專利文獻(xiàn)，通過使用氫破壞自由鍵的方法用于諸如包含在
TFT中的多晶硅是有效的。
然而，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)當(dāng)半導(dǎo)^M底用在包含自由鍵的單晶硅與多晶硅的情況相
比具有更低的比率，使用氫的半導(dǎo)術(shù)t底的簡(jiǎn)單處理不足以Mii氫處理改進(jìn)缺陷率。
本發(fā)明目的是掛共一種制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法，即使存儲(chǔ)密度提高 也能夠減小缺陷比率。
本發(fā)明的發(fā)明者深入研究并且通過發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的目的可以通過一種制造動(dòng) 態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方、 ^ii到，該存儲(chǔ)器具有設(shè)置在半導(dǎo)術(shù)寸底上的存儲(chǔ)器陣 列區(qū)鄉(xiāng)噥半導(dǎo)懶寸底上針存儲(chǔ)器陣列區(qū)域周圍的外圍電路，在M去除外圍
電路區(qū)域上的氮化 獲得的待處理襯底上進(jìn)^^處理。
更特別地，本發(fā)明提供了 [1] 一種制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法，該
存儲(chǔ)器包括半導(dǎo)術(shù)才底，設(shè)置在襯底上的存儲(chǔ)器陣列區(qū)域，和位于襯底上的設(shè)置 在每一個(gè)存儲(chǔ)器陣列區(qū)域周圍的外圍電路區(qū)域，針存儲(chǔ)器陣列區(qū)域具有存儲(chǔ)單 元，該存儲(chǔ)單元包^^色緣薄鵬型場(chǎng)安娘晶體管、單元接觸器和電容器，夕卜圍電 路區(qū)域具有絕緣薄膜柵型場(chǎng)^te晶體管和用于控制存儲(chǔ)單元的導(dǎo)電電路，存儲(chǔ)器
陣列區(qū)殿卩外圍電路區(qū):1M賄氮化硅膜，
該方法至少包括
步驟(1)，去除提供在外圍電路區(qū)域中的氮化硅；以及 步驟(2)，在氫氣環(huán)境中處理步驟(1)獲得的待處理襯底。 進(jìn)一步的，本發(fā)明ili共在以上項(xiàng)目[l]中所述制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法，其中步驟(1) 是去除設(shè)置在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域周圍的外圍電路區(qū)域的，以及置于存儲(chǔ)器陣列區(qū)域 和外圍電路區(qū)^tJl，位于絕緣薄M型場(chǎng)^娘晶體管之外的氮化鵬的部分或 頓。
JEiS—步，本發(fā)明提供-在項(xiàng)目[1]或[2]制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法中，其中針存儲(chǔ)器
陣列區(qū):^盒形，并且存儲(chǔ)器陣列區(qū)域以給定間隔設(shè)置形成，總體上，是半導(dǎo)體
襯底上的^J^儲(chǔ)塊區(qū)^一，
盒形存儲(chǔ)器塊區(qū)域以給定間隔設(shè)置，總體上，是半導(dǎo)術(shù)寸底上的，存儲(chǔ) 器片區(qū)域，以及
夕卜圍電路區(qū)域設(shè)置在兩個(gè)存儲(chǔ)器陣列區(qū)域之間并且在兩個(gè)存儲(chǔ)塊區(qū)域之
間，
步驟(1)包括去除存儲(chǔ)器陣列區(qū)域之間的外圍電路區(qū)域上的氮化鵬。
魏一步，本發(fā)明樹共在以上項(xiàng)目[1]到[3]中任何制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法中，進(jìn)一 步包括步驟(3)，去除劍共在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域上的氮化磁莫。
魏一步，本發(fā)明麟在以上項(xiàng)目[1]到[4]中任何制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法中，其中
包含在存儲(chǔ)單元中的絕緣薄l娜型場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有凹進(jìn)結(jié)構(gòu)。
魏一步，本發(fā)明^f共在以上項(xiàng)目[1]到[5]中任何制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法中，其中 在步驟(2)的氫氣環(huán)境中的處理在從380到470。C的鵬下進(jìn)行，其中，持續(xù) 時(shí)間從半小時(shí)到12小時(shí)。 ，一步，本發(fā)明,在以上項(xiàng)目[1]到[6]中倒可制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法中，進(jìn)一步 包括步驟(4)，斷ffi^到300。C或者更低。 魏一步，本發(fā)明Jlf共- —種根據(jù)以上項(xiàng)目[1]到[7]中任何所述的方法獲得的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
M—步，本發(fā)明提供- 一種配置有根據(jù)以上項(xiàng)目[8]戶腿的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電子體。 根據(jù)本發(fā)明，掛共了可以在即使加大存儲(chǔ)密度時(shí)也能斷氐缺陷率的制造動(dòng)態(tài) 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法。


M下列結(jié)合相關(guān)附圖的描述，^例子都以實(shí)施例的方式闡述，本發(fā)明上 述以及其他目的禾嚼性可以更加完整地呈現(xiàn)，其中；
圖1是從半導(dǎo)懶寸底法線方向觀察的D畫芯片離的示例性平面圖； 圖2是圖1中虛線圈住部分的放大平面圖3是用于說明本發(fā)明制itii程的主要部分橫截面圖，該圖顯示了沿著圖1 垂直方向截得的半導(dǎo)##底截面；
圖4是用于說明在電容器接觸器和內(nèi)層絕緣膜上表面形成氮化硅膜的步驟 的主要部分橫截面圖5是說明去,化 步驟的主要部分橫截面周；
圖6是說明去除氮化硅膜步驟的主要部分橫截面圖7是說明去,化硅膜步驟的主要部分橫截面圖8是在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200的電織的主要部分橫截面圖，電容器髓平 行于半導(dǎo)懶寸底1的平面截取，該截面;^AJ:方看到的側(cè)面。 圖9題示圖8放大部分的主要部分橫截面亂 圖10是說明去,化硅膜的位置的主要部分橫截面圖11是說明在待處理襯底的存儲(chǔ)器陣列區(qū)域中的形成電容器的步驟的主要 部分橫截面圖12顯示了在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域形成電容器步驟的主要部分 面圖，在該 區(qū):^成有旨都具有凹進(jìn)柵結(jié)構(gòu)的絕緣膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管；
圖13是說明待處理襯底的外圍電路區(qū)域中形成導(dǎo)電電路的步驟的主要部分 橫截面圖14是圖1的DRAM芯片部分放大平面圖； 圖15示意性地顯示了圖1的DRAM芯片平面圖(具體實(shí)施例)； 圖16是DRAM芯片放大平面圖(示例)； 圖17是DRAM芯片進(jìn)一步放大平面圖(具體實(shí)施例) 圖18顯示了在氫氣環(huán)境中處理實(shí)施一 姊獲得的(正織作下的存儲(chǔ)單元 百分比)產(chǎn)出率；
圖19顯示了在氫氣環(huán)境中處理實(shí)施兩7娘獲得的(正離作下的存儲(chǔ)單元 百分比)產(chǎn)出率；
圖20示意性的顯示了 DRAM芯片的平面示圖(比較例)； 圖21是DRAM芯片放大平面圖(比較例)；以及 圖22是DRAM芯片進(jìn)一步放大平面圖(比較例)。
本發(fā)明 了一種制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(下文中稱為"DRAM")的方法。 首先參考附圖描M3i^種方法獲得的DRAM結(jié)構(gòu)。
圖1是在半導(dǎo)淋寸底表面法線方向觀察的D腿芯片麟的示例性平面圖， 并且圖2是圖1中虛線圈住部分的放大平面圖。
如圖2所示，半導(dǎo)銜才底1具有設(shè)置在其上的存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200和圍繞存 儲(chǔ)器陣歹U區(qū)域200的外圍電路區(qū)域300。
這里，本發(fā)明中使用的半導(dǎo)懶寸底1例如是半導(dǎo)體硅襯底。對(duì)本發(fā)明使用的 半導(dǎo)懶寸底1沒有特別的限制，并且根據(jù)用途任何商業(yè)可用的半導(dǎo)術(shù)t底都可以 艦。
圖3是用于說明本發(fā)明制造方法的主要部分橫截面圖，該圖顯示了相對(duì)于半 導(dǎo)術(shù)才底1表面垂直方向的半導(dǎo)術(shù)t底1的橫截面。
在圖3中，參數(shù)200代表存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200之一的主要部分，參數(shù)300代 表外圍電路區(qū)域300的主要部分。
如圖3所示，存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200由包 鬆色緣膜柵型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管400的 存儲(chǔ)單元，單元接觸器2和電容器3的存儲(chǔ)單元的集合形成。
對(duì)存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200進(jìn)一步詳細(xì)描述。，分離絕緣膜4提供在半導(dǎo)體襯 底1中以定駕應(yīng)齡存儲(chǔ)單元的單元區(qū)域。 一種混，引進(jìn)由該體分離絕緣 膜4定義的半導(dǎo)懶寸底1，并且因此源區(qū)和漏區(qū)形成(未示出)。
此外，對(duì)應(yīng)源區(qū)和漏區(qū)的柵極6 M31各自的氧化^^[以的柵氧化膜5形成 在半導(dǎo)術(shù)才底工上。這些柵極6的^m括含有磷，似的N型混合物和硼^ 似的P型混合物的多晶硅7，形成在多晶^Jl導(dǎo)電，化鎢或者類似的層8 ，。
絕緣膜柵型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管400這樣形成在半導(dǎo)體襯底1上并且作為晶體管 用于存儲(chǔ)單元。
進(jìn)一步，單元接觸器2以電連接形式連接到半導(dǎo)體襯底l中形成的漏區(qū)(未 示出)。
^h單元?jiǎng)οx器2由包括N型磷，似混合物和硼g!^似P型混合物的多晶 硅形成。單元,器2被內(nèi)層絕緣膜10隔離，并且氮化硅的側(cè)壁9麟似形成 在*柵極6的兩側(cè)。
進(jìn)一步，形成在齡單元接觸器2上偵啲是電連接到單元接觸器2的電雜 觸器13。
電容接觸器13由包括磷或類似N型混合物禾卿麟似P型混合物和氮化鈦 麟似側(cè)壁15形成，并且電W^4器13被內(nèi)層絕緣膜11和12隔離。
內(nèi)層絕緣膜17M氮化硅膜16形,電，觸器13和內(nèi)層絕緣膜12的上
形成在^電，觸器13上的是電連接到電，觸器13上的電容器3。電 容器3具有氮化鈦g^似下電極18，氧化硅、氧化鋁、氧化鉿或類似電容器膜 19以及氮化鈦^^H電極20等等。
另一方面，外圍電路區(qū)域300具有絕緣麵型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管401和用于控 制存儲(chǔ)單元的導(dǎo)電電路。多個(gè)這樣的絕緣膜柵型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管401和導(dǎo)電電路 形成在半導(dǎo)m寸底1中以控制存儲(chǔ)單元。
該外圍電路區(qū)域300用于完赫儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)控制器等的繊的輸A/輸出。
源和漏區(qū)(未示出)和用于控制存儲(chǔ)單元的柵極21形鵬半導(dǎo)^t寸底1中， 并且源和漏區(qū)和柵極21組成絕緣膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管401。
該柵極21具有包括磷，似的N型混^t/和硼^l似的P型混合物的多晶 硅7，鴇、氮化鉤麟似形鵬多晶硅上的導(dǎo)電層8等等。
此外，位接觸器22形成為電連接到柵極21 。
位接觸器22由包括磷^^似的N型混合物和硼或類似的P型混合物和氮化 鈦g^似側(cè)壁24構(gòu)成。位接觸器22被內(nèi)層絕緣膜10和11隔離。
此外，由W，似物形成的位線25電連接到位接觸器，并且位線25被氮化 硅或類似的混^t/的位線側(cè)壁26夾在中間。
位線25被內(nèi)層絕緣膜12隔離。
此外，M硅化鈦，似的硅化物層27形 位線25上的是作為導(dǎo)電電路 的接觸插銷30，并且接觸插銷30是電連接到位線25。
接觸插銷30由包括磷或類似的N型混合物和硼，似的P型混合物和氮化 鈦或類似側(cè)壁29的多晶硅28構(gòu)成，并且撤4插銷30被內(nèi)層絕緣膜12和17隔 離。
這里，形成在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200和接觸插銷30中電容器3上的是內(nèi)層氧 化硅絕緣膜中的導(dǎo)電電路。
圖4是用于說明在電容器接觸器13和內(nèi)層絕緣膜12上表面形成氮化硅膜 16的步驟的主要部分橫截面圖。
當(dāng)在制造圓柱型電容器中，圓柱洞在內(nèi)層絕緣膜中被刻蝕出時(shí)，氮化硅膜 16作為用于防止過度刻蝕的層形成。
首先，電雜觸器13和內(nèi)層絕緣膜12的上表面艦CMP (化學(xué)機(jī)鵬光) 或者類似方法磨平，并且之后，氨和二氯化物在溫度范圍600到650。C發(fā)生反應(yīng) 因此形成30到70nm或者,的厚度為40到60nm的氮化硅膜16。
這里，該氮化硅膜16形成的 在電，觸器13和內(nèi)層絕緣膜12的 上表面，然而，氮化硅膜16可以形鵬存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200的柵氧化膜的^f封可 位置上。
此外，氮化 16 的形成在低于電容器上表面的{^，或者更 的 接觸電雜觸器上表面形成。
圖5是說明去卩緣化硅膜16的步驟的主要部分纟織面圖，并且顯示了根據(jù) 第一實(shí)施例去^M化^I莫16的步驟。
首先，繊抗鵬31形成在氮化鵬16上，并且用于去P織化硅膜16的 抗蝕劑圖案由公知的光刻技術(shù)形成。
如圖5所示，抗蝕劑圖案作為繊這樣形成，iM^yft^岍口 32，用于 將氫導(dǎo)入柵氧化膜5和半導(dǎo)m寸底1之間的邊界，絕緣膜柵型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管 400形成在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200中。
鵬蝕刻是例如活性離彌IJ。
活性離預(yù)刻是在從1到lOOOmTorr，優(yōu)選的從10到500mTorr，更優(yōu)選的， 從50到300mTorr的壓力范圍，在囟代氫，氧氣，氬氣或者類似的氣體中實(shí)施。
活性離^MlJ在皿范圍10到200° C， M，的在從20到100° C 。
根據(jù)該第一實(shí)施例，氮化硅膜16砂卜圍電路區(qū)域300中去除，激卜圍電路 區(qū)域圍繞存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200并且位于絕緣m型場(chǎng)效應(yīng)晶體管400外面。
這里，存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200標(biāo)存儲(chǔ)單元內(nèi)的區(qū)域，該存儲(chǔ)單元位于存儲(chǔ)陣 列區(qū)域200的外,，并且該區(qū)域在圖5中點(diǎn)劃線左側(cè)。
外圍電路區(qū)域300表示圖5中點(diǎn)劃線右側(cè)的區(qū)域。
氮化硅膜16的去除不限于以上描述的第一實(shí)施例，并且可以根據(jù)以下二到
四實(shí)施例實(shí)施。
圖6是說明去,化硅膜16的步驟的主要部分橫截面圖。 根據(jù)以上描述的第一實(shí)施例，氮化硅膜16根據(jù)絕緣膜柵型場(chǎng)交贓晶體管401
的寬度部分保持在外圍電路區(qū)域300中。另一方面，根據(jù)如圖6所示的第二實(shí)施
例，外圍電路區(qū)域300中的氮化M 16被完全去除。 接下來描述了根據(jù)第三實(shí)施例去除氮化硅膜16。 圖7是說明去卩，化 16的步驟的主要部分橫截面圖。 如圖7所示，除了Jli共砂卜圍電路區(qū)域300中的氮化御莫16，掛共在存儲(chǔ)
器陣列區(qū)域200中的氮化硅膜16也可以被去除。
根據(jù)第三實(shí)施例，氮化M 16保持在電^^觸器13附近以_&±表面。 去除氮化硅膜16后，^^t蟲層31 M31^化去除。這也可應(yīng)用于之后描述
的實(shí)施例。
接著描述的是作為第三實(shí)施例變形的第四實(shí)施例。
圖8是圖3中存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200的電容器3的主要部分橫截面圖，電容器 3沿著平行于半導(dǎo)術(shù)寸底1的平面截取，而截面勤人上方看到的。 圖8中每個(gè)圈顯示了每個(gè)電容器3的一部分。 如圖8顯示，每個(gè)電容器設(shè)置成MA個(gè)均勻M的電容器圍繞。 這里，點(diǎn)劃線b-b表示D應(yīng)位線設(shè)置的方向，而點(diǎn)劃線c-c標(biāo)D畫字線 設(shè)置的方向。
點(diǎn)劃線d-d表示的電容器設(shè)置在相對(duì)位線方向的18°方向。點(diǎn)劃線e-e表示 電容器設(shè)置在相對(duì)字線方向的45°方向。
這里，圖8中電容器的設(shè)置由示例給出并且不限于本發(fā)明。 圖9是圖8 —部分放大的主要部分橫截面圖。
如圖9所示，電容器3的^m括下電極18，電容器膜19，上電極20等等。 如第三實(shí)施例結(jié)合附圖7戶腿，參數(shù)100表明氮化鵬16在存儲(chǔ)器陣列區(qū)
域200中部分去除的位置。
如圖9中由參考數(shù)字100標(biāo)的，有多個(gè)氮化鵬16去除部分，其中針
feH個(gè)電容器圍繞，例如，電容器3a， 3b和3c。
圖10顯示了圖9的電容器3a， 3b和3c放大的主要部分 面圖。 在圖10中，旨電容器3 (3a， 3b和3c)的主要部分由虛線表示。此外，
氮化硅膜16與電容器3底部被置于相同平面上。參考數(shù)字600代表圖9的截面。 在之前圖9的圖形中，當(dāng)由參考數(shù)字100表示的一部分的圖像在半導(dǎo)術(shù)寸底
表面的法線方向挪于氮化鵬16上時(shí)，圖像顯示在氮化繊16上。這由圖
10中參考數(shù)字100表示。
實(shí)際上，對(duì)應(yīng)圖10中參考數(shù)字100的j體的氮化鵬16被去除。 假定當(dāng)MH個(gè)電容器圍繞的所有位置的氮化硅膜16被去除，去除率表現(xiàn)為
100%。之后，存儲(chǔ)器陣列區(qū)域中氮化硅膜的去除率優(yōu)選為5到90%，或者更
為10至IJ3TO。
當(dāng)^電容器的直徑是200nm，由參考數(shù)字100表示部分的直徑一般在50 至廿120nm范圍。
若存儲(chǔ)器陣列區(qū)域中的氮化硅膜以這種方式部分去除，則可平mt也將ffl口入
存儲(chǔ)器陣列區(qū)域。
接下來描述在去P織化硅膜16之后，在氫氣環(huán)境中處理待處理襯底的步驟。 之后的描述基于以上描述的第一實(shí)施例，然而，同樣適用于第二到第四實(shí)施例。
以上描述的待處理襯底500，如圖5所示被去除了氮化M 16，在用于氫處 理的CT (未示出)中的氫氣環(huán)境中，在380到470。C，怖忠的在390到450。C， 更優(yōu)選的在390到450°C溫度范圍，并且持續(xù)1分鐘到24小時(shí)，優(yōu)選的30併中 到10小時(shí)，更優(yōu)選的1小時(shí)到8小時(shí)處理。
這里，在去除^^[蝕層31之后皿灰化^似操作進(jìn)fim處理。
此外，在4OT氫氣時(shí)，為了防止引起的爆炸，優(yōu)選的，充,氣，氬氣或 對(duì)以的情性氣體，并且之后氫氣導(dǎo)A^g內(nèi)部。
氫處理的步 常在將氫氣^^置內(nèi)部時(shí)操作。這里，僅在氫氣流A^g 時(shí)或#^氣和氮?dú)?，氬氣，似的惰性氣^^A^置時(shí)，該步W"實(shí)施。
在完成該步驟時(shí)，德氣導(dǎo)^g停止并且體內(nèi)的氣體im的被惰性氣體 代替之前，待處理襯底500的^低至300° C或者更低。
由于在該處理中，氫氣導(dǎo)入柵氧化膜5和半導(dǎo)體襯底1之間的邊界，其中絕 緣膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管400形成在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200中，則存在于柵氧化膜5 ,和對(duì)應(yīng)絕緣膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管400的半導(dǎo)##底1之間邊界上的自由鍵有可能
被破壞。
這可以防止由于自由鍵出現(xiàn)弓胞的漏電流，因此而艦獲得的D讓的更新性能。
圖11是說明待處理襯底的存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200中的電容器形成的步驟的主 要部分橫截面圖。
如圖11所示，在內(nèi)層絕緣膜12和氮化趟莫16上的是BPSG (硅酸磷硼,) 的內(nèi)層絕緣膜17，其M等離子^^似方^[頓TEOS (正硅酸乙酯)氧化硅熱 CVD形成。
接著，形鵬內(nèi)層絕緣膜17上的是光繊鵬，并且之后，抗蝕劑圖案(未 示出)M光刻形成在內(nèi)層絕緣膜17上使得形成圓柱孔。
抗蝕齊鵬案Mil各向異性嫩帷為IM^成圓柱孔。
當(dāng)圓柱 L的邊緣到粒前形成的氮化鵬16時(shí)，停止艦各向異性嫩膨 成圓柱孔。
伴隨這種處理，形皿存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200的圓柱孔的底部可以線性^g在 預(yù)定位置。
接著在圓柱孔底部去,化，16。之后，CVD， MOCVD ^#對(duì)以分壓|^皮 用于形成氮化鈦或類似的下電極18，氧化硅，氧化鋁，氧化鉿麟似的電容器 膜19和氮化鈦或類似的上電極20。
這里，iM的在去P織化，16之后，硅化鈦，似硅層形自圓柱孔底部。
進(jìn)一步，形鵬上電極20的是氧化硅麟似化，的內(nèi)層絕緣層32，以用 于在上電極20形成導(dǎo)電電路，并且因此，圖11中所示的存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200 的形成得以完成。
圖12顯示了在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域201形成電容器步驟的主要部分橫截面圖， 在該區(qū)域形成有*都具有凹進(jìn)柵結(jié)構(gòu)的絕緣膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管402。
在圖11顯示的絕緣膜柵型電場(chǎng)效應(yīng)晶體管400的情形中，對(duì)應(yīng)源和漏區(qū)(未 示出)的柵電極6 3M氧化硅，似化合物的柵氧化膜5形成在半導(dǎo)懶寸底1 中。該柵電極6包括含有磷，似的N型混合物和硼或類似的P型混合物的多晶 硅7，鉤，硅化鉤或者類似的導(dǎo)電層8，絕緣膜和氮化M麟似的偵蝰9。
另一方面，在絕緣M型場(chǎng)效應(yīng)晶體管402中具有顯示在圖12中的凹進(jìn)柵結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)源和漏區(qū)(未示出)的柵電極6ffi31氧化硅麟似化合物的柵氧化膜 5形成在半導(dǎo)術(shù)t底1上。
柵電極6包括含有磷或類似的N型混合物和硼或類似的P型混合物的多晶硅 7，鴿，硅化鉤或者對(duì)以的導(dǎo)電層8等等，并且齡柵氧化膜5和多晶硅7具有 U形橫截面，導(dǎo)電層8具有T形橫截面。
艮P使當(dāng)在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200中的絕緣M型場(chǎng)效應(yīng)晶體管是以上如圖12 戶，的具有凹進(jìn)柵結(jié)構(gòu)的絕緣膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管402時(shí)，圖12中顯示的存儲(chǔ) 器陣列區(qū)域201也可以Mil圖7描述的相同處理瞎形形成。
絕緣膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的一些或全部包括在本發(fā)明應(yīng)用的每個(gè)存儲(chǔ)器陣 列區(qū)域200中，或者雌的針存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200中的絕緣膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體 管全部是具有凹進(jìn)柵結(jié)構(gòu)的晶體管，存在于柵氧化膜5和形成有絕緣M型場(chǎng)效 應(yīng)晶體管的半導(dǎo)術(shù)寸底1之間邊界的自由鍵的百分比相對(duì)提高，這優(yōu)選的保證了 本發(fā)明的制造方法的有效性。
接下來描述的趙卜圍電路區(qū)域300形成的步驟。
圖13是說明待處理襯底的外圍電路區(qū)域300中形成導(dǎo)電電路的步驟的主要 部分橫截面圖。
如圖13所示，形自內(nèi)層絕緣膜12和氮化砲摸16上的是BPSG (硅酸磷硼 玻璃)的內(nèi)層絕緣膜17，其M等離子，似方^iOT TEOS (正硅酸乙酯)氧 化硅熱CVD形成。
接下來，形成在內(nèi)層絕緣膜17上的是光驗(yàn)鵬，并^t后，抗蝕劑圖案 (未示出)鵬公知的光刻技術(shù)形鵬內(nèi)層絕緣膜17上使得形成通孔。
該抗蝕齊鵬^M31各向異性嫩,為掩,成到達(dá)位線25的通孔。
之后，CVD， MOCVD或者類似的分壓 用于形成氮化鈦^^似化合物的下 電極27，和具有氮化鈦或類似化，和鎢28的偵幢29的接觸插銷30。
進(jìn)一步，氧化硅^^似化合物的內(nèi)層絕緣膜形成以形鵬于激蟲插銷30的 導(dǎo)電電路。因此，顯示在圖13中的外圍電路區(qū)域300的形成得以完成。
接下來的描述是關(guān)于本發(fā)明使用的存儲(chǔ)器陣列區(qū)域和外圍電路區(qū)域之間的 絲。
圖1是用于說明包括在DRAM中的存儲(chǔ)器陣列區(qū)繊Q外圍電路區(qū)紘t間關(guān)系 的示意性平面圖，并且DRAM芯片作為,顯示。
如之前參考附圖3等所描述的，存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200形成在半導(dǎo)體襯底1中 并且具有存儲(chǔ)單元的集合，該存儲(chǔ)單元包総色緣M型場(chǎng)效應(yīng)晶體管400，單元 接觸器2和電容器3。
一般來說，包括在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200中的存儲(chǔ)單元的數(shù)量為數(shù)千至數(shù)百萬。
圖1顯示的半導(dǎo)##底中，兩個(gè)或多個(gè)皿存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200作為整體包 含于M存儲(chǔ)塊區(qū)域210中。
此外，兩個(gè)或多個(gè):t^儲(chǔ)塊區(qū)域210以給定間隔設(shè)置，作為整條在于半 導(dǎo)術(shù)t底1中的，存儲(chǔ)器芯片區(qū)域220中。
這里并不限于，，并且所述，包括正方形，長(zhǎng)方形，平行四方形，梯形 等等。然而，所述開m—般是正方形或者長(zhǎng)方形。
圖14顯示的是圖1中DRAM芯片的一部分放大主要部分平面圖。
如圖14戶標(biāo)，窄鵬310 、歸針存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200的四1Mi面i體。 同樣的，沿著齡存儲(chǔ)塊區(qū)域210的四^Hi面設(shè)置的是寬M320，該存儲(chǔ)塊區(qū) 域是存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200的集合。
形成在窄Sit 310和寬通道320的下側(cè)的是以上描述的外圍電路區(qū)域300。
圖14顯示從半導(dǎo)懶t底1表面的法線方向的上側(cè)面看去的圖，然而，以上 描述的圖4顯示了相對(duì)半導(dǎo)體表面垂直截去的半導(dǎo)術(shù)寸底1的橫截面圖。
圖4中顯示的±3^氮化繊16僅在圖14所示的寬鵬的下側(cè)去除，而在窄 MM 310下側(cè)的氮化M 16沒有被去除，并且待處理襯底在氫氣環(huán)境中被處理。 M^種處理獲得的DRAM與一點(diǎn)氮化硅膜16都不去除的情形相比沒有6fciS缺陷 率。
另一方面，圖4中顯示的，氮化硅膜16在寬 3和窄M 310的下側(cè) 被去除，并且之后，待處理襯底在氫氣環(huán)境中處理。M313^種處理獲得的DRAM 與一點(diǎn)氮化鵬16都不去除的情形相比極大的艦了缺陷率。
^存儲(chǔ)器陣列區(qū):^ffi常形皿半導(dǎo)^^底1表面的方向上長(zhǎng)度為80到120 ym，并且寬度為210至(j260um。
^t窄ilit 310通常寬度為10到30 u m。
考慮到這些，圖4所示的氮化硅膜16 ,的在平行于半導(dǎo)懶寸底1的方向 上去除，縱向和橫向多變的，寬度為10到30 ii m并Ji巨離氮化M另一部分10
至廿60踐。
此外，圖4中顯示的氮化硅膜16伏^i也去除總表面積的5到90%， iM的 10到50%并且更怖選的15到40%。
由于本發(fā)明的庫隨方法獲得的D畫即使在很大存儲(chǔ)密度時(shí)也能產(chǎn)生低缺陷 率，其在應(yīng)用于包括計(jì)穀幾，便攜式電話，游微幾，通信裝置禾哆種家用電器的 電子裝置方面具有優(yōu)勢(shì)。
接下來，本發(fā)明M^例描述，然而，本示例并不限制本發(fā)明。 [實(shí)施例]
圖4中顯示的氮化硅膜16在圖14中包括窄ffiit 310和寬313t320的外圍電 路區(qū)域300中完全去除。OT應(yīng)于iiil第二實(shí)施例描述的圖6的處理獲得的待處 理襯底500。
氮化^16的去除在60。C的溫度，200mTorr的壓力下，并M31在600W 的頻率實(shí)施活性離^^j進(jìn)行，同時(shí)400ml/min的Ar， 50ml/min的CF4， 20ml/min 的CHsF和10ml/min的02流動(dòng)皿。
因此獲得的待處理襯底500固定到固定夾具。
之后，設(shè)置在止動(dòng)固定器上的待處理襯底500在用于氫處理裝置的內(nèi)部傳送。
該裝置充滿了氮以保證剩余氧氣的濃^^夠低，并且由裝置內(nèi)部的M檢測(cè) 裝置檢測(cè)亂
之后，氫氣和氮?dú)庖?:2的比率混合導(dǎo)A^S，并且待處理襯底在混仏體 環(huán)境中在溫度280到430°C持續(xù)五小時(shí)進(jìn)行處理。之后，參考圖11和13描述的 相同步驟實(shí)施以獲得DRAM。
獲得的D磨進(jìn)行可靠性測(cè)試。
4頓的可靠性測(cè)試是SHT (static-hold-test,靜統(tǒng)效測(cè)試)。
首先，D畫被設(shè)置在88° C的鵬，并W(g在具有外部電源電壓2. 0V/1. 6V
的環(huán)境中。接著， 被寫入存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元在給定時(shí)間停止操作并且保留
在存儲(chǔ)單元中的 被讀出。
這個(gè)時(shí)間(持續(xù)時(shí)間)被調(diào)整在160ms到500ms的范圍內(nèi)以重復(fù)實(shí)驗(yàn)來檢測(cè)
*存儲(chǔ)單元 保留率。
例如，當(dāng)SHT時(shí)間是300ms并且SHT產(chǎn)出率是90%,這意^存儲(chǔ)單元的90%
的 保留時(shí)間是300ms 。
這個(gè)結(jié)果顯示在圖15到19中。
圖15是DRAM芯片的示意平面圖。在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域中，具有缺陷的存儲(chǔ)單
元由點(diǎn)標(biāo)。齡點(diǎn)對(duì)應(yīng)具有缺陷的存儲(chǔ)單元。
圖16和17是圖15的放大圖。參考數(shù)字700表示具有缺陷的存儲(chǔ)單元。 圖18顯示了在氫氣環(huán)境中處理實(shí)施一7^獲得的產(chǎn)出率(存儲(chǔ)單元在正常
操作下的百分比)。
圖19顯示了在氫氣環(huán)境中處理實(shí)施兩次后獲得的產(chǎn)出率(存儲(chǔ)單元在正常 操作下的百分比)。 [比較例]
除了圖4顯示的氮化硅膜16 —點(diǎn)也沒有去除之外，還實(shí)施了相同的測(cè)試。 結(jié)果顯示在圖18到22中。
圖20是D誦芯片的示意平面圖。在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域200中，缺陷發(fā)生的 *存儲(chǔ)單元由點(diǎn)表示。點(diǎn)表示具有缺陷的存儲(chǔ)單元。圖21和22是圖20的放 大圖。參考數(shù)字700表示具有缺陷的存儲(chǔ)單元。
如實(shí)施例和比較例之間的比較很清慰也戶標(biāo)的，本發(fā)明的D畫制造方制吏 得DRAM的缺陷徹底減少。
此外，可以將SHT提高100到150ms。
本發(fā)明制造方法獲得的D廳或駄D腿驢即使在具有大存儲(chǔ)密度時(shí)， 仍顯示了較小的缺陷率并保證了高可靠性。因此，這種D廳可特別有效地應(yīng)用 于多種電子裝置，例如用于包括家用電器的民用電子設(shè)備，包括計(jì)^l幾的工業(yè)電 子設(shè)備等。
本發(fā)明不限于以上所述實(shí)施例，并且不脫離本發(fā)明范圍的多種變形和修改 也是可能的。
本申請(qǐng)是基于2006年12月23日公報(bào)的日本專利申請(qǐng)No. 2006-287177，在 此作為參考且并入全文。
權(quán)利要求
1.一種制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法，該存儲(chǔ)器包括一半導(dǎo)體襯底，設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上的存儲(chǔ)器陣列區(qū)域，和設(shè)置于半導(dǎo)體襯底上的每個(gè)存儲(chǔ)器陣列區(qū)域周圍的外圍電路區(qū)域，每個(gè)存儲(chǔ)器陣列區(qū)域具有存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)單元包括絕緣膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管、單元接觸器和電容器，所述外圍電路區(qū)域具有絕緣膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管和導(dǎo)電電路，用于控制存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)器陣列區(qū)域和外圍電路區(qū)域具有氮化硅膜，該方法至少包括步驟(1)，去除提供在外圍電路區(qū)域中的氮化硅膜；以及步驟(2)，在氫氣環(huán)境中處理步驟(1)獲得的待處理襯底。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(1)是，從^f共于存儲(chǔ)器陣列 區(qū)域和外圍電路區(qū)JlttJ:氮化硅膜中，部分地或，地去除設(shè)置在存儲(chǔ)器陣列區(qū) 域周圍的外圍電路區(qū)域的、、和位于絕緣薄膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管之外的氮化硅膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2臓的方法，其中存儲(chǔ)器陣列區(qū)域的每一個(gè)均是娜， 并且存儲(chǔ)器陣列區(qū)域以給定間隔設(shè)置，從而MLh形成半導(dǎo)術(shù)t底上的，存儲(chǔ) 塊區(qū)^t一， 存儲(chǔ)器塊區(qū)域以給定間隔設(shè)置，從而整體上形成半導(dǎo)懶摘上的盒形 存儲(chǔ)器片區(qū)域，以及外圍電路區(qū)域設(shè)置在兩個(gè)存儲(chǔ)器陣列區(qū)^t間和兩個(gè)存儲(chǔ)i央?yún)^(qū)敏t間， 步驟(1)包括去除存儲(chǔ)器陣列區(qū)域之間的外圍電路區(qū)域上的氮化繊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3戶M的方法，進(jìn)一步包括步驟(3)，去除^i共在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域上的氮化M。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中包含在存儲(chǔ)單元中的絕緣膜柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有凹進(jìn)結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中在步驟(2)的氫氣環(huán)境中的處理在 從380到470° C的溫度下實(shí)施，包括兩個(gè)邊界值的，，持續(xù)半小時(shí)到12小時(shí) 的時(shí)間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4戶腿的方法，進(jìn)一步包括步驟(4)，降低驢到300。C 或者更低。
8. —種根據(jù)權(quán)利要求1戶脫方法獲得的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
9. 一種根據(jù)權(quán)利要求2戶;M方織得的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
10. —種根據(jù)權(quán)利要求3戶;M方法獲得的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
11. 一種根據(jù)權(quán)利要求4戶皿方法獲得的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
12. —種根據(jù)權(quán)利要求5所述方法獲得的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
13. —種根據(jù)權(quán)利要求6所述方法獲得的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
14. 一種根據(jù)權(quán)利要求7所述方法獲得的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
15. —種配置有根據(jù)權(quán)利要求8卵丞的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電子裝置。
16. —種配置有根據(jù)權(quán)利要求9所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電子^g。
17. —種配置有根據(jù)權(quán)利要求10戶，的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電子^g。
18. —種配置有根據(jù)權(quán)利要求11戶，的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電子裝置。
19. 一種配置有根據(jù)權(quán)利要求12所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電子^g。
20. —種配置有根據(jù)權(quán)利要求13戶脫的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電子^g。
21. —種配置有根據(jù)權(quán)利要求14戶，的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電子^g。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法，該存儲(chǔ)器即使具有大存儲(chǔ)密度也能減少缺陷率。本發(fā)明的方法用于制造具有設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上的存儲(chǔ)器陣列區(qū)域和外圍電路區(qū)域的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的方法，氮化硅膜覆蓋在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域和外圍電路區(qū)域的上面，該方法具有至少用于去除提供在外圍電路區(qū)域中的氮化硅的步驟(1)；以及用于在氫氣環(huán)境中處理步驟(1)獲得的待處理襯底的步驟(2)。
文檔編號(hào)H01L21/8242GK101170081SQ20071012882
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月23日
發(fā)明者池淵義德 申請(qǐng)人:爾必達(dá)存儲(chǔ)器股份有限公司