动态随机存取存储器及其制造方法技术

一种动态随机存取存储器，包括衬底、有源元件与深沟渠式电容器。衬底具有沟渠与深沟渠。有源元件设置于衬底上，此有源元件包括栅极结构与掺杂区。栅极结构设置衬底上，且填满沟渠。掺杂区设置于栅极的第一侧的衬底中。深沟渠式电容器设置于栅极的第二侧的该衬底的该深沟渠中，第二侧与第一侧相对，且深沟渠式电容器的上电极邻接沟渠底部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种半导体元件及其制造方法，且特别是有关于一种。
技术介绍
随着现今计算机微处理器(Microprocessor)的功能愈来愈强，软件所进行的程序与运算也愈来愈庞大。因此，存储器的制作技术已成为半导体产业重要的技术之一。一般来说，存储器可依其储存数据的型态而分为挥发性存储器与非挥发性存储器。而动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)即属于一种挥发性存储器，且其由多个存储单元构成。而每一个存储单元由一个有源元件与一个电容器所构成，且每一个存储单元藉由字线(Word Line，WL)与位线(Bit Line，BL)彼此电连接。另一方面，动态随机存取存储器依其电容器的结构主要可以分成两种形式，其一为具有堆栈式电容器(Stack Capacitor)的动态随机存取存储器，另一则为具有深沟渠式电容器(Deep Trench Capacitor)的动态随机存取存储器。由于具有深沟渠式电容器的动态随机存取存储器，其深沟渠式电容器是形成于衬底之中，因此相较于具有堆栈式电容器的动态随机存取存储器，在制作上较不易产生平坦化的问题，因而有利于小尺寸的存储器元件的制作。不过，当元件尺寸愈来愈小时，具有深沟渠式电容器的动态随机存取存储器同样也遭遇到愈来愈多的问题。图1A所绘示为现有一种深沟渠式动态随机存取存储器的俯视图。图1B所绘示为现有一种深沟渠式动态随机存取存储器的剖面图，其中图1B所绘示为图1A中沿A-A’线的剖面。请参照图1A与图1B，动态随机存取存储器包括沟渠式电容器102、浅沟渠隔离区104、有源元件106与埋入式导电带108(buried strap)。沟渠式电容器102位于衬底100中，且其包括下电极110、介电层112、上电极114(由导体层114a、导体层114b与导体层114c所构成)。在导体层114b与衬底100之间设置有领氧化层(collar oxide)116。另外，浅沟渠隔离区104位于衬底100中，且部分的浅沟渠隔离区104位于沟渠式电容器102中。此外，有源元件106位于衬底100上方，其包括源极118a/漏极118b与栅极结构120(包括栅介电层120a、栅极120b与顶盖层120c)，且此有源元件106与埋入式导电带108电连接。源极118a经由插塞124而与位线126电连接。在栅极结构120侧壁设置有间隙壁122。然而，上述的动态随机存取存储器中，由于有源元件106通常是利用微影蚀刻工艺制作出来的，因此有源元件106的沟道区长度d会受到微影蚀刻工艺的限制而无法进一步的缩小，使得元件集成度无法进一步的提升。另一方面，沟道区长度d的缩小也会产生有源元件启始电压偏差及所谓的短通道效应的问题。为了解决上述的问题，现有的一种方法是提高有源元件的沟道中的掺杂剂浓度，但是此种作法反而会增加场结漏电流(field junctionleakage)，而影响元件的可靠度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的就是在提供一种，可以使有源元件的沟道长度不会受限于微影蚀刻工艺，且可以提升元件集成度。本专利技术的目的就是在提供一种，此种制作方法简单，而可以减少制作成本。本专利技术提供一种动态随机存取存储器，包括衬底、有源元件与深沟渠式电容器。衬底具有沟渠隔离区与深沟渠。有源元件设置于衬底上，此有源元件包括栅极结构与掺杂区。栅极结构设置衬底上，且填满沟渠。掺杂区设置于栅极结构的第一侧的衬底中。深沟渠式电容器设置于栅极的第二侧的该衬底的该深沟渠中，第二侧与第一侧相对，且深沟渠式电容器的上电极邻接沟渠底部。在上述的动态随机存取存储器中，深沟渠式电容器包括下电极、上电极与电容介电层。下电极设置在深沟渠底部的衬底中。上电极设置在深沟渠中。电容介电层设置在深沟渠的侧壁与底部。在上述的动态随机存取存储器中，上电极包括第一导体层、第二导体层与第三导体层。第一导体层设置于深沟渠底部。第二导体层设置于第一导体层上。第三导体层设置于第二导体层上，且邻接沟渠底部。在上述的动态随机存取存储器中，更包括领介电层，设置于第一导体层上的深沟渠侧壁，且环绕第二导体层。领介电层的材质包括氧化硅。在上述的动态随机存取存储器中，更包括埋入式导电带，邻接第三导体层与沟渠底部。在上述的动态随机存取存储器中，电容介电层设置在第一导体层及深沟渠的侧壁与底部之间。在上述的动态随机存取存储器中，第一导体层、第二导体层与第三导体层的材质包括掺杂多晶硅。在上述的动态随机存取存储器中，栅极结构包括栅极与栅介电层。栅极设置衬底上，且填满沟渠。栅介电层设置于栅极与衬底之间。栅介电层的材质包括氧化硅。本专利技术提供一种动态随机存取存储器，包括衬底、二栅极结构、掺杂区、二深沟渠式电容器。衬底至少具有二沟渠与二深沟渠，且二沟渠设置在二深沟渠之间。二栅极结构设置于二深沟渠之间的衬底上，且分别填满二沟渠。掺杂区设置于二栅极结构之间的衬底中。二深沟渠式电容器分别设置衬底的二深沟渠中，且二深沟渠式电容器的上电极分别邻接二沟渠底部。在上述的动态随机存取存储器中，深沟渠式电容器包括下电极、上电极与电容介电层。下电极设置在深沟渠底部的衬底中。上电极设置在深沟渠中。电容介电层设置在深沟渠的侧壁与底部。在上述的动态随机存取存储器中，上电极包括第一导体层、第二导体层与第三导体层。第一导体层设置于深沟渠底部。第二导体层设置于第一导体层上。第三导体层设置于第二导体层上，且邻接沟渠底部。在上述的动态随机存取存储器中，更包括领介电层，设置于第一导体层上的深沟渠侧壁，且环绕第二导体层。领介电层的材质包括氧化硅。在上述的动态随机存取存储器中，更包括埋入式导电带，邻接第三导体层与沟渠底部。在上述的动态随机存取存储器中，电容介电层设置在第一导体层及深沟渠的侧壁与底部之间。在上述的动态随机存取存储器中，第一导体层、第二导体层与第三导体层的材质包括掺杂多晶硅。在上述的动态随机存取存储器中，栅极结构包括栅极与栅介电层。栅极设置衬底上，且填满沟渠。栅介电层设置于栅极与衬底之间。栅介电层的材质包括氧化硅。在本专利技术的动态随机存取存储器中，由于有源元件下方设置有沟渠，且有源元件的栅极填入沟渠中，而深沟渠式电容器的上电极邻接沟渠的底部，因此有源元件是以沟渠侧壁及掺杂区至深沟渠式电容器的上电极之间的区域做为沟道区(垂直式沟道区)。由于有源元件的沟道区是设置于沟渠侧壁的衬底中(垂直式沟道区)，因此有源元件的栅极在衬底上的宽度可以缩小而可以增加元件集成度，而且可以藉由控制沟渠的深度准确地控制沟道区的长度，进而能避免元件尺寸缩小时所产生的问题。在本专利技术的动态随机存取存储器中，由于使有源元件的栅极的一部份设置在衬底的沟渠中，因此有源元件的沟道长度不会受限于微影蚀刻工艺，且可以提升元件集成度。而且，藉由控制有源元件下方的沟渠的深度而准确地控制沟道区的长度，也可以避免元件尺寸缩小时所产生的问题。本专利技术提供一种动态随机存取存储器的制造方法，首先提供衬底，此衬底上已形成图案化的第一掩模层与形成于衬底中的深沟渠，且图案化的第一掩模层暴露出深沟渠。接着，于深沟渠中形成深沟渠式电容器，且深沟渠式电容器包括下电极、上电极、电容介电层。于第一掩模层与衬底中形成元件隔离结构，以定义出有源区。移除有源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态随机存取存储器，包括：一衬底，具有一沟渠与一深沟渠；一有源元件，设置于该衬底上，该有源元件包括：一栅极结构，设置该衬底上，且填满该沟渠；以及一掺杂区，设置于该栅极结构的一第一侧的该衬底中；一深 沟渠式电容器，设置于该栅极的一第二侧的该衬底的该深沟渠中，该第二侧与该第一侧相对，且该深沟渠式电容器的一上电极邻接该沟渠底部。

【技术特征摘要】
1.一种动态随机存取存储器，包括一衬底，具有一沟渠与一深沟渠；一有源元件，设置于该衬底上，该有源元件包括一栅极结构，设置该衬底上，且填满该沟渠；以及一掺杂区，设置于该栅极结构的一第一侧的该衬底中；一深沟渠式电容器，设置于该栅极的一第二侧的该衬底的该深沟渠中，该第二侧与该第一侧相对，且该深沟渠式电容器的一上电极邻接该沟渠底部。2.如权利要求1所述的动态随机存取存储器，其中该深沟渠式电容器包括一下电极，设置在该深沟渠底部的该衬底中；该上电极，设置在该深沟渠中；以及一电容介电层，设置在该深沟渠的侧壁与底部。3.如权利要求1所述的动态随机存取存储器，其中该上电极包括一第一导体层，设置于该深沟渠底部；一第二导体层，设置于该第一导体层上；以及一第三导体层，设置于该第二导体层上，且邻接该沟渠底部。4.如权利要求3所述的动态随机存取存储器，其中该深沟渠式电容器更包括一领介电层，设置于该第一导体层上的该深沟渠侧壁，且环绕该第二导体层。5.如权利要求4所述的动态随机存取存储器，其中该领介电层的材质包括氧化硅。6.如权利要求3所述的动态随机存取存储器，其中该深沟渠式电容器更包括一埋入式导电带，邻接该第三导体层与该沟渠底部。7.如权利要求3所述的动态随机存取存储器，其中该电容介电层设置在该第一导体层及该深沟渠的侧壁与底部之间。8.如权利要求3所述的动态随机存取存储器，其中该第一导体层、该第二导体层与该第三导体层的材质包括掺杂多晶硅。9.如权利要求3所述的动态随机存取存储器，其中该栅极结构包括一栅极，设置该衬底上，且填满该沟渠；以及一栅介电层，设置于该栅极与该衬底之间。10.如权利要求3所述的动态随机存取存储器，其中该栅介电层的材质包括氧化硅。11.一种动态随机存取存储器，包括一衬底，至少具有二沟渠与二深沟渠，该二沟渠设置在该二深沟渠之间；二栅极结构，设置于该二深沟渠之间的该衬底上，且填满该二沟渠；一掺杂区，设置于该二栅极结构之间的该衬底中；二深沟渠式电容器，分别设置该衬底的该二深沟渠中，且该二深沟渠式电容器的一上电极分别邻接该二沟渠底部。12.如权利要求11所述的动态随机存取存储器，其中该二深沟渠式电容器各自包括一下电极，设置在该深沟渠底部的该衬底中；该上电极，设置在该深沟渠中；以及一电容介电层，设置在该深沟渠的侧壁与底部。13.如权利要求11所述的动态随机存取存储器，其中该上电极包括一第一导体层，设置于该深沟渠底部；一第二导体层，设置于该第一导体层上；以及一第三导体层，设置于该第二导体层上，且邻接该沟渠底部。14.如权利要求13所述的动态随机存取存储器，其中该深沟渠式电容器更包括一领介电层，设置于该第一导体层上的该深沟渠侧壁，且环绕该第二导体层。15.如权利要求14所述的动态随机存取存储器，其中该领介电层的材质包括氧化硅。16.如权利要求13所述的动态随机存取存储器，其中该深沟渠式电容器更包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：简荣吾，
申请(专利权)人：茂德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]