專利名稱：深溝渠元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種半導(dǎo)體的制作方法，尤其是關(guān)于一種深溝渠元件的制作方法。
背景技術(shù)：
在集成電路中，深溝渠結(jié)構(gòu)大量被應(yīng)用在各式的半導(dǎo)體元件內(nèi)，例如絶緣結(jié)構(gòu)、控制電極或電容結(jié)構(gòu)，為了縮小半導(dǎo)體元件的體積，業(yè)界都努力在增加深溝渠的高寬比。根據(jù)現(xiàn)有的工藝，形成深溝渠的步驟包含先形成一硬掩膜層位在基底上，然后進(jìn)行光刻和蝕刻工藝，將深溝渠的圖案轉(zhuǎn)印到硬掩膜層上，以圖案化前述硬掩膜層，然后利用圖案化后的硬掩膜層為掩膜，蝕刻基底以在基底中形成一深溝渠。然而，現(xiàn)有制作深溝渠的方式依然有必須克服的缺陷，舉例而言，前述的硬掩膜層的蝕刻選擇比和基底的選擇比差異不夠大，導(dǎo)致深溝渠的輪廓無法符合要求，因此，目前需要開發(fā)一種新的深溝渠制作方法，來制作具有優(yōu)選輪廓和優(yōu)選高寬比的深溝渠。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種簡單經(jīng)濟(jì)的方法，來形成深溝渠，以克服上述問題。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，一種深溝渠元件的制作方法，包含首先，提供一基底包含一溝渠，然后形成一第一材料層填滿溝渠，接著形成一第二材料層覆蓋基底和第一材料層，之后再形成一孔洞于第二材料層，其中孔洞正對溝渠，最后形成一第三材料層填入孔洞。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，一種深溝渠電容的制作方法，包含首先提供一基底包含一溝渠，然后形成一下電極于基底中并且圍繞溝渠的底部，再形成一電容介電層環(huán)繞溝渠的一內(nèi)側(cè)側(cè)壁，接著形成一第一導(dǎo)電層填入溝渠，然后形成一材料層于基底上，再形成一孔洞于材料層中，其中孔洞位在所述溝渠的正上方，最后形成一第二導(dǎo)電層填入孔洞。為使本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能更進(jìn)一步了解本發(fā)明，下文特別舉出本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的內(nèi)容及所欲實(shí)現(xiàn)的效果。


圖I至圖6為根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例所示的一種深溝渠電容的制作方法的示意圖。圖7至圖10為根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例所示的一種深溝渠電容的制作方法的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下10 基底12 第一掩膜層14 硼娃玻璃層16 抗反射層18 光致抗蝕劑層20 溝渠圖案22 溝渠24 下電極
26電容介電層28第一導(dǎo)電層30材料層32第二掩膜層34 墊氧化硅層36墊氮化硅層38硼娃玻璃層40抗反射層42光致抗蝕劑層44孔洞圖案46孔洞48頸氧化層50第二導(dǎo)電層52第三導(dǎo)電層54 深溝渠電容68材料層70材料層74深溝渠電容
具體實(shí)施例方式雖然本發(fā)明的具體實(shí)施例描述如下，但是非用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可作相當(dāng)?shù)淖儎?dòng)，因此本發(fā)明的權(quán)利范圍是以權(quán)利要求書為準(zhǔn)，且為了不使本發(fā)明的精神難懂，一些公知結(jié)構(gòu)與工藝步驟的細(xì)節(jié)將不在本說明書中描述。同樣地，附圖所表示為實(shí)施例中的裝置示意圖但并非用以限定裝置的尺寸，特別是為使本發(fā)明可更清晰地呈現(xiàn)，部分元件的尺寸可能放大呈現(xiàn)于圖中。并且，多個(gè)實(shí)施例中所揭示相同的元件將以標(biāo)示相同或相似的符號，以使說明更容易且清晰。圖I至圖6為根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例所示的一種深溝渠電容的制作方法的示意圖。如圖I所示，首先提供一基底10，并且一第一掩膜層12覆蓋于基底10上。第一掩膜層12可以由下至上包含一硼硅玻璃層(BSG) 14、一抗反射層16、一光致抗蝕劑層18。前述基底10可以為任何含有半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)，例如半導(dǎo)體晶圓、獨(dú)立的半導(dǎo)體材料層或是由半導(dǎo)體材料層和其它材料組合的材料層。如圖2所示，進(jìn)行一光刻與蝕刻工藝以圖案化第一掩膜層12，詳細(xì)來說，前述光刻工藝包含先圖案化光致抗蝕劑層18和抗反射層16，然后以圖案化的光致抗蝕劑層18和抗反射層16為掩膜，蝕刻硼硅玻璃層14以形成一溝渠圖案20于硼娃玻璃層14。然后移除光致抗蝕劑層18和抗反射層16。如圖3所示，以硼硅玻璃層14為掩膜，蝕刻基底10以形成一溝渠22于基底10中，接著移除硼娃玻璃層14,然后進(jìn)行一氣體擴(kuò)散工藝(gas diffusion process)以形成一下電極24于基底10中，并且下電極24圍繞溝渠22的底部。然后形成一電容介電層26于溝渠22的內(nèi)側(cè)側(cè)壁上，之后形成一第一導(dǎo)電層28填入溝渠22，第一導(dǎo)電層28可以為多晶硅。如圖4所不,形成一材料層30于基底10上,材料層30可以是一外延娃層,然后依序形成一墊氧化娃層34、一墊氮化娃層36和一第二掩膜層32于材料層30上,第二掩膜層32可以由下至上包含一硼硅玻璃層38、一抗反射層40和一光致抗蝕劑層42。如圖5所示，圖案化光致抗蝕劑層42、抗反射層40和硼硅玻璃層38以形成一孔洞圖案44于光致抗蝕劑層42、抗反射層40和硼硅玻璃層38中。再以經(jīng)過圖案化的光致抗蝕劑層42、抗反射層40和硼娃玻璃層38為掩膜,蝕刻墊氮化娃層36、墊氧化娃層34和材料層30,以形成一孔洞46于墊氮化硅層36、墊氧化硅層34和材料層30中，前述孔洞46系和溝渠22連通。如圖6所示，移除光致抗蝕劑層42、抗反射層40和硼硅玻璃層38，然后形成一頸氧化層48圍繞孔洞46的內(nèi)側(cè)側(cè)壁，然后形成一第二導(dǎo)電層50填入部分的孔洞46，前述第二導(dǎo)電層50可以為多晶娃，另外，第二導(dǎo)電層50的上表面和材料層30的上表面切齊。接著形成一第三導(dǎo)電層52同樣填入孔洞46，并且第三導(dǎo)電層52是設(shè)置在第二導(dǎo)電層50上，此時(shí)依據(jù)本發(fā)明的制作方法所形成的深溝渠電容54已完成。補(bǔ)充說明的是位在溝渠22中的第一導(dǎo)電層28是作為深溝渠電容54的上電極。圖I至圖2和圖7至圖10為根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例所示的一種深溝渠電容的制作方法的示意圖，其中具有相同功能的元件將以相同的標(biāo)號表示。如圖I所示，首先提供一基底10,并且一第一掩膜層12覆蓋于基底10上。第一掩膜層12可以由下而上地包含一硼硅玻璃層(BSG) 14、一抗反射層16、一光致抗蝕劑層18。圖2所示，圖案化光致抗蝕劑層18和抗反射層16，然后以圖案化的光致抗蝕劑層 18和抗反射層16為掩膜，蝕刻硼硅玻璃層14以形成一溝渠圖案20于硼硅玻璃層14中。然后移除光致抗蝕劑層18和抗反射層16。如圖7所示，以硼硅玻璃層14為掩膜，蝕刻基底10以形成一溝渠22于基底10中，接著移除硼硅玻璃層14，接著形成一材料層68填入溝渠22，材料層68可以為導(dǎo)電材料、絶緣材料或是導(dǎo)電材料和絶緣材料的組合，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，材料層68為多晶硅。如圖8所示，形成一材料層30于基底10上，材料層30優(yōu)選為外延硅，但不限于此，材料層30亦可以為其它導(dǎo)電材料或是絶緣材料。然后，依序形成一墊氧化硅層34、一墊氮化硅層36和一第二掩膜層32于材料層30上，第二掩膜層32可以由下至上包含一硼硅玻璃層38、一抗反射層40和一光致抗蝕劑層42。如圖9所示，圖案化第二掩膜層32，然后以圖案化后的第二掩膜層32為掩膜，蝕刻墊氮化娃層36、墊氧化娃層34和材料層30以在墊氮化娃層36、墊氧化娃層34和材料層30中形成一孔洞46，其中孔洞46和溝渠22連通。如圖10所示，移除第二掩膜層32，接著形成一材料層70填入孔洞46，材料層70可以為導(dǎo)電材料、絶緣材料或?qū)щ姴牧虾徒~緣材料的組成，此時(shí)依據(jù)本發(fā)明的制作方法所形成的深溝渠電容74已完成。本發(fā)明的主要特征在于將深溝渠電容的溝渠分二次形成，例如先于基底中形成一溝渠，再于基底上堆疊一層外延硅層，然后在外延硅層中形成一孔洞和前述溝渠連通，此時(shí)孔洞和溝渠即組成一個(gè)深溝渠。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種深溝渠元件的制作方法，其特征在于，包含 提供一基底，其包含一溝渠； 形成一第一材料層填入所述溝渠； 形成一第二材料層覆蓋所述基底和所述第一材料層； 形成一孔洞于所述第二材料層中，所述孔洞正對所述溝渠；以及 形成一第三材料層填入所述孔洞。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于所述第二材料層包含外延硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于，在形成所述第二材料層后，形成一氧化娃層和一氮化娃層于所述第二材料層上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于所述孔洞延伸至所述氧化硅層和所述氮化硅層中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于所述第三材料層填入位在所述氧化硅層和所述氮化硅層中的所述孔洞中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于，在形成所述第三材料層前，形成一頸氧化層圍繞位在所述第二材料層中的所述孔洞的一側(cè)壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于所述第一材料層包含多晶硅并且所述第三材料層包含多晶硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于所述基底包含一半導(dǎo)體基底。
9.一種深溝渠電容的制作方法，其特征在于，包含 提供一基底，其包含一溝渠； 形成一下電極于所述基底中并且所述下電極圍繞所述溝渠的底部； 形成一電容介電層環(huán)繞所述溝渠的一內(nèi)側(cè)側(cè)壁； 形成一第一導(dǎo)電層填入所述溝渠； 形成一材料層于所述基底上； 形成一孔洞于所述材料層中，所述孔洞位在所述溝渠的正上方；以及 形成一第二導(dǎo)電層填入所述孔洞。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于所述材料層包含外延硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于，在形成所述第二導(dǎo)電層于所述孔洞前，形成一頸氧化層圍繞所述孔洞的一側(cè)壁。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于，在形成所述材料層后，形成一氧化娃層和一氮化娃層于材料層上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于所述孔洞延伸至所述氧化硅層和所述氮化硅層中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于，在形成所述第二導(dǎo)電層后，形成一第三導(dǎo)電層填入位于所述氧化硅層和所述氮化硅層中的所述孔洞。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電層作為一上電極。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于所述下電極的形成方式包含氣體擴(kuò)散工藝。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電層包含多晶硅并且所述第二導(dǎo)電層包含多晶硅。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的深溝渠元件的制作方法，其特征在于所述基底包含一半導(dǎo)體基底。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種深溝渠電容的制作方法，包含首先提供一基底包含一溝渠，然后形成一下電極于基底中并且圍繞溝渠的底部，再形成一電容介電層環(huán)繞溝渠的一內(nèi)側(cè)側(cè)壁，接著形成一第一導(dǎo)電層填入溝渠，之后形成一材料層于基底上，再形成一孔洞于所述材料層中，其中孔洞位在所述溝渠的正上方，最后形成一第二導(dǎo)電層填入孔洞。
文檔編號H01L21/02GK102810460SQ20121005567
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月29日
發(fā)明者李秀春, 陳逸男, 劉獻(xiàn)文 申請人:南亞科技股份有限公司