本发明专利技术的深沟槽的制备方法包含形成至少一沟槽于一基板中、形成一含氮层于该沟槽的内壁、形成多个覆盖该含氮层的局部表面的晶粒、形成一含磷氧化层于该含氮层的表面以及将该含磷氧化层转化为一蚀刻液以去除未被该晶粒覆盖的含氮层。该含氮层可为一氮化硅层，而该含磷氧化层可为一硼磷硅玻璃层或一磷硅玻璃层。将该含磷氧化层转化为一蚀刻液的方法可将该基板放置于水蒸气环境中，该含磷氧化层将与水蒸气反应生成磷酸，其可蚀刻该含氮层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，特别是涉及一种具有较大的内表面积因而可应用于高集成度动态随机存取存储器的。
技术介绍
动态随机存取存储器的电容器可分为堆栈式和深沟槽式二种型态。堆栈式电容器形成在硅基板表面，而深沟槽式电容器则是形成在硅基板内部。近年来，动态随机存取存储器的集成度随着半导体工艺技术的创新而快速地增加，而为了达成高集成度的目的，必须缩小晶体管与电容器的尺寸。由于电容器的电容值正比于其电极板表面积，因此缩小电容器尺寸将导致电容值下降，不利于储存数据的正确判读。因此，研究人员开发出瓶形深沟槽电容器，其通过增加在硅基板内的深沟槽的内表面积以提升后续形成于深沟槽内的下电极板的表面积，进而提升电容器的电容值。图1至图5例示现有技艺制备一粗糙化深沟槽10的方法。首先在一基板12中形成二个相邻的沟槽16。之后，形成一下电极18于该沟槽16的下半外缘，并利用热氧化法(或化学气相沉积)搭配各向异性蚀刻以形成一环状氧化层20于该沟槽16的上半内缘表面。参考图2，利用低压化学气相沉积工艺、热氧化工艺或热氮化工艺形成一厚度界于0.3-10纳米的屏蔽层(masking layer)22于该下电极18及环状氧化层20上。该屏蔽层22可由氧化硅或氮化硅构成，且覆盖该沟槽16的下半内缘的内壁。之后，利用低压化学气相沉积工艺形成多个含硅纳米晶粒(nanocrystallites)24于该屏蔽层22的局部表面，如图3所示。参考图4，利用一包含磷酸或氢氟酸的蚀刻液进行一湿蚀刻工艺，选择性地蚀刻未被该纳米晶硅24覆盖的屏蔽层22。由于该屏蔽层22由氧化硅或氮化硅构成，而该纳米晶粒24由硅构成，因此包含磷酸的蚀刻液以该纳米晶硅24为蚀刻屏蔽，可选择性地蚀刻未被该纳米晶硅24覆盖的屏蔽层22，但保留该纳米晶粒24及其下方的屏蔽层22。参考图5，利用一混合氢氟酸及硝酸的蚀刻液进行一湿蚀刻工艺，选择性地去除该纳米晶粒24及蚀刻未被该屏蔽层22覆盖的沟槽16内壁，以形成多个微沟槽26。之后，再以氢氟酸或磷酸去除该屏蔽层22，以形成该粗糙化深沟槽10。该粗糙化深沟槽10具有较大的内表面积，有助于提升后续形成的深沟槽电容器的电容值。由于该沟槽16的内壁及该纳米晶粒24由硅构成，而该屏蔽层22由氧化硅或氮化硅构成，因此混合氢氟酸及硝酸的蚀刻液可以该屏蔽层22为蚀刻屏蔽，进行选择性地蚀刻而形成该粗糙化深沟槽10。如前所述，现有技艺利用流动性不佳的磷酸蚀刻在该沟槽16的下半部的屏蔽层22。惟，随着该沟槽16的孔径缩小，磷酸不易于输送至该沟槽16的下半部，导致该湿蚀刻工艺的蚀刻速率不佳。亦即该湿蚀刻工艺的蚀刻速率受限于该沟槽16的缩小孔径与增长深度而无法有效地予以提升。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种具有较大内表面积因而可应用于高集成度动态随机存取存储器的，其利用一含磷氧化层与水蒸气反应而生成的蚀刻液去除在一深沟槽下半部的含氮层，因而可解决传统蚀刻液不易输送至深沟槽下半部的问题。为达成上述目的，本专利技术揭示一种，其包含形成至少一沟槽于一基板中、形成一含氮层于该沟槽的内壁、形成多个覆盖该含氮层的局部表面的晶粒，形成一含磷氧化层于该含氮层的表面以及将该含磷氧化层转化为一蚀刻液以去除未被该晶粒覆盖的含氮层。该含氮层可为一氮化硅层，而该含磷氧化层可为一磷硅玻璃层(PSG)或一硼磷硅玻璃层(BPSG)。将该含磷氧化层转化为一蚀刻液的方法可将该基板放置于温度界于700-1000℃间的水蒸气环境中，该含磷氧化层将与水蒸气反应生成磷酸，其可蚀刻该含氮层。之后，利用稀释氢氟酸或缓冲氢氟酸进行一湿蚀刻工艺，去除该沟槽内的含磷氧化层。接着，利用一包含氨水的蚀刻液进行另一湿蚀刻工艺，其中氨水仅选择性地蚀刻硅而不会蚀刻氮化硅，因此该湿蚀刻工艺仅去除该含氮层上晶粒及蚀刻未被该氮化硅覆盖的沟槽内壁，而形成一具有凹凸表面的内壁，可增加该深沟槽的内表面积。现有技艺必须将流动性不佳的磷酸蚀刻液从该沟槽的开口输送至该沟槽的下半部，以蚀刻在该沟槽下半部的氮化硅层，因而其蚀刻速率受限于该沟槽的孔径大小。相对地，本专利技术利用在该沟槽内的含磷氧化层与水蒸气反应生成的磷酸蚀刻液去除在该沟槽内壁的含氮层，而将水蒸气从该沟槽的开口输送至下半部并不会受限于该沟槽的孔径大小，因此本专利技术可有效地解决现有技艺因沟槽的孔径缩小所面临的问题。附图说明图1至图5例示现有技艺制备一粗糙化深沟槽的方法；以及图6至图11例示本专利技术制备一粗糙化沟槽的方法。简单符号说明10 粗糙化深沟槽 12 基板16 沟槽 18 下电极20 环状氧化层22 屏蔽层24 纳米晶粒 26 微沟槽40 粗糙化沟槽42 基板44 环状氧化层46 沟槽48 下电极52 含氮层54 晶粒 56 含磷氧化层58 微沟槽具体实施方式图6至图11例示本专利技术制备一粗糙化深沟槽40的方法。首先在一基板42中形成二个沟槽46。一般而言基板上通常会形成无数个沟槽，此处仅为简化图示。之后，形成一下电极48于该沟槽46的下半外缘，并利用热氧化法(或化学气相沉积)搭配各向异性蚀刻以形成一环状氧化层44于该沟槽46的上半内缘表面。参考图7，利用低压化学气相沉积工艺形成一含氮层52于该基板42的表面及该沟槽46的内壁上。之后，形成多个晶粒54，其覆盖该含氮层52的局部表面，如图8所示。该晶粒54可为尺寸界于15-30纳米间的多晶硅晶粒，例如利用低压化学气相沉积工艺形成的半球型晶粒(hemi-spherical grain，HSG)。参考图9，利用低压化学气相沉积工艺形成一含磷氧化层56于该含氮层52的表面，该含磷氧化层56覆盖该含氮层52及该晶粒54。优选地，该含氮层52可为一氮化硅层，而该含磷氧化层56可为一硼磷硅玻璃层或一磷硅玻璃层。之后，将该含磷氧化层56转化为一蚀刻液以选择性地去除直接与该含磷氧化层56接触的含氮层52，即去除未被该晶粒54覆盖的含氮层52，再利用稀释氢氟酸或缓冲氢氟酸进行一湿蚀刻工艺去除未转化为蚀刻液的残留的含磷氧化层56，如图10所示。将该含磷氧化层56转化为一蚀刻液的方法可为将该基板42放置于温度界于700-1000℃间的水蒸气环境中，该含磷氧化层56将与水蒸气反应生成磷酸，其以该晶粒54为蚀刻屏蔽，蚀刻未被该晶粒54覆盖的含氮层52，而保留该晶粒54及被覆盖的含氮层52。之后，利用一包含氨水的蚀刻液，以被该晶粒54覆盖的含氮层52为蚀刻屏蔽进行一湿蚀刻工艺，蚀刻该沟槽46的内壁以形成多个微沟槽58。之后，再去除该含氮层52以形成该粗糙化深沟槽40，如图11所示。由于氨水仅选择性地蚀刻硅而不会蚀刻氮化硅，因此该湿蚀刻工艺仅去除该含氮层52上的多晶硅晶粒54及蚀刻未被该含氮层52覆盖的沟槽46的内壁，而形成一具有凹凸表面的内壁。该沟槽46具有凹凸表面的内壁作为一电容器的电极，而增加该粗糙化沟槽40的内表面积可增加该电容器的电容值。现有技艺必须将流动性不佳的蚀刻液从该沟槽的开口输送至该沟槽的下半部以蚀刻在该沟槽下半部的氮化硅层，因而其蚀刻速率受限于该沟槽的孔径大小。相对地，本专利技术利用在该沟槽内的含磷氧化层与水蒸气反应生成的磷酸蚀刻液去除在该沟槽内壁的含氮层，而将水蒸气从该沟槽的开口输送至下半部并不会受限本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种深沟槽的制备方法，包括下列步骤：形成至少一沟槽于一基板中；形成一含氮层于该沟槽的内壁；形成多个晶粒，其覆盖该含氮层的局部表面；形成一含磷氧化层于该含氮层的表面；以及将该含磷氧化层转化为一蚀刻液以去除未被该晶粒覆盖的含氮层。
【技术特征摘要】
1.一种深沟槽的制备方法，包括下列步骤形成至少一沟槽于一基板中；形成一含氮层于该沟槽的内壁；形成多个晶粒，其覆盖该含氮层的局部表面；形成一含磷氧化层于该含氮层的表面；以及将该含磷氧化层转化为一蚀刻液以去除未被该晶粒覆盖的含氮层。2.根据权利要求1所述的深沟槽的制备方法，其中该晶粒为多晶硅晶粒。3.根据权利要求1所述的深沟槽的制备方法，其中该晶粒的尺寸界于15-30纳米之间。4.根据权利要求1所述的深沟槽的制备方法，其中该含氮层为一氮化硅层，而该含磷氧化层为一硼磷硅玻璃层。5.根据权利要求1所述的深沟槽的制备方法，其中该含氮层为一氮化硅层，而该含磷氧化层为一磷硅玻璃层。6.根据权利要求1所述的深沟槽的制备方法，其中形成一含磷氧化层于该含氮层的表面利用一低压化学气相沉积工艺。7.根据权利要求1所述的深沟槽的制备方法，其中将该含磷氧化层转化为一蚀刻液将该基板放置于一水蒸气环境中。8.根据权利要求7所述的深...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟朝喜，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]
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