具有沟槽电容器的动态随机存取存储器及其制造方法技术

一种具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，包括：　　　　一基底，该基底的上面部分具有一岛状半导体结构；　　　　一第一电极板，设置于该岛状半导体结构的下面部分的侧壁；　　　　一第二电极板，设置于该岛状半导体结构的下面部分的表面内和该岛状半导体结构外侧的该基底的表面内；　　　　　一电容器介电层，设置于该第二电极板和该第一电极板之间；　　　　一晶体管，设置于该岛状半导体结构上，其中该晶体管具有一第一源极／漏极、一第二源极／漏极和一栅极电极；以及　　　　一埋入带，设置于该第二源极／漏极和该第一电极板之间。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种动态随机存取存储器(Dynamic Random AccessMemory，简称DRAM)的结构及其制造方法，特别地涉及一种具有沟槽电容器(trench capacitor)的动态随机存取存储器的结构及其制造方法。
技术介绍
在单晶集成电路的技术中，电容器是一常见的元件。在DRAM芯片中，需要大量的电容器，且每一电容器需结合一场效应晶体管(Field EffectTransistor，简称FET)。随着所需的记忆电容器的数量的增加，因而必须提高单位面积电容器的封装密度。然而，传统平板电容的设计方式，会占据太多芯片表面的面积。另一种将电容器设计形成在硅晶圆的深沟槽中的技术，则可以得到较大的电容器密度，且为未来的趋势。然而，沟槽电容器需要高宽比(aspect ratio)非常高的深窄沟槽，其高宽比通常都超过40∶1。沟槽电容器的形成通常是在上述深窄的沟槽侧壁沉积一层绝缘层，并填入掺杂的多晶硅层作为上电极板。而掺杂的硅沟槽壁则作为下电极板。通常，高宽比大于4∶1的沟槽即视为具有高的高宽比。而当深沟槽的高宽比超过10∶1时，沟槽填充的技术会愈来愈困难。深沟槽上半部会接收较多的沉积，因此会阻碍反应物扩散至深沟槽的底部。通常，这样的结果是造成在深沟槽的填充物中产生孔洞。而这样的孔洞会严重增加埋入板(buried plate，简称BP)的阻值。一旦深沟槽中填入硅，里头的孔洞不会随额外的工艺而消失，事实上，孔洞反而会随着不同的回火循环而变得愈来愈大，特别是对于填入非晶硅于深沟槽的情况会更为严重。此外，随着集成至单一芯片的存储单元的增加，需继续缩小元件的尺寸。然而元件尺寸的缩小会造成深沟槽(deep trench，简称DT)和有源区(activearea，简称AA)的图案对不准(misaligned)。如此衍生出的问题是，因为埋入带(buried strap，简称BS)的电阻与深沟槽和有源区的重叠相关，因此深沟槽和有源区的重叠若对不准，则会造成埋入带的电阻值严重的改变。为让上述的问题更加明显易懂，以下配合附图做以说明。图1为传统的具有许多沟槽电容的半导体元件的俯视图，其左边的存储单元表示深沟槽和有源区的重叠对不准，而右边表示正常的布局。图2为沿图1中的II-II截取的剖面图，其表示存储单元的示意图。图3为沿图1中的III-III截取的剖面图。图2中的存储单元包括深沟槽DT内的沟槽电容器10、用以定义有源区AA的浅沟槽隔离区STI、位线接触窗CB、栅极电极G(字线WI对应于有源区AA的部分)、栅极氧化层16、以及N+源极/漏极12和14。此外，还包括连接深沟槽电容节点至晶体管的源极/漏极14的埋入带(buried strap，简称BS)。传统上，晶体管通常配置于深沟槽DT的旁边，而这样的存储单元会占据基底相当大的面积。如图3所示，当深沟槽DT和有源区AA的图案对不准时，深沟槽DT和有源区AA之间的重叠量会不同，一侧的重叠量22会比较多，而另一侧的重叠量24则比较少。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种沟槽电容器工艺，以避免传统的孔洞所遇到的高的高宽比所衍生的问题。此外，本专利技术的另一目的在于提供一种具有沟槽电容器的DRAM的工艺，通过使用同一道掩模同时定义有源区(AA)与深沟槽(DT)，可以减少一道定义有源区的掩模，以避免有源区和深沟槽之间对不准的问题，以及可以避免栅极电极和有源区之间对不准的问题。此外，本专利技术的目的在于提供一种沟槽电容器的存储单元，使存储单元的尺寸可以进一步缩小。本专利技术提供一种具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，其结构概述如下。一第一电极板设置于基底的岛状半导体结构的下面部分的侧壁上。一第二电极板设置于岛状半导体结构的下面部分表面内和岛状半导体结构外侧的基底表面内。一电容器介电层设置于第二电极板和第一电极板之间。一晶体管设置于岛状半导体结构上，此晶体管具有一第一源极/漏极、一第二源极/漏极和一栅极电极。一埋入带设置于第二源极/漏极和第一电极板之间。一导电插塞设置于第一源极/漏极和位线之间，用以连接第一源极/漏极至位线。本专利技术还提供一种具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，其适用于多个存储单元，其中每一存储单元包含一晶体管和一储存电容器。其中每一储存电容器设置在基底的每一岛状半导体结构下面部分的侧壁，且每一储存电容器包括一管状第一电极板、一电容器介电层和一第二电极板。每一管状第一电极板设置于每一岛状半导体结构下面部分的侧壁上。每一电容器介电层设置于每一管状第一电极板和每一第二电极板之间。上述的第二电极板设置于岛状半导体结构内，且延伸至岛状半导体结构间的基底内，使第二电极板彼此相邻接且彼此相电连接。每一晶体管设置在每一岛状半导体结构上，每一晶体管包括一第一源极/漏极、一第二源极/漏极和一栅极电极。一隔离结构设置于管状第一电极板之间。并于每一第二源极/漏极和每一管状第一电极板之间设置埋入带。而且，于每一第一源极/漏极和对应的位线之间设置导电插塞，用以将彼此电连接。本专利技术还提供一种具有沟槽电容器的动态随机存取存储器的制造方法，其方法概述如下。于基底中形成一深沟槽，以定义出一岛状半导体结构，此岛状半导体结构为有源区。接着，于岛状半导体结构下面部分的表面内和深沟槽底部的表面内形成一埋入式第二电极板。并于埋入式第二电极板上形成一电容器介电层。之后，于岛状半导体结构的下面部分侧壁的电容器介电层表面上形成一顺应性的管状第一电极板。继续于岛状半导体结构外围形成一隔离结构覆盖第一电极板。接着，于岛状半导体结构上形成一晶体管，此晶体管具有一第一源极/漏极、一第二源极/漏极和一栅极电极。继续于第二源极/漏极和第一电极板之间形成一埋入带之后，形成一导电插塞连接第一源极/漏极至一位线。附图说明图1示出的是传统的具有沟槽电容器的半导体元件的俯视图；图2示出的是沿图1中的II-II截取的剖面图，其表示存储单元的示意图；图3示出的是沿图1中的III-III截取的剖面图；图4A～4F示出的是一俯视图，其表示根据本专利技术的具有沟槽电容器的DRAM的制造流程；图5A～5F示出的是沿图4A～4F中的V-V截取的剖面图。附图标记说明
技术介绍
部分深沟槽DT有源区AA浅沟槽隔离区STI位线接触窗CB字线WL栅极电极G沟槽电容器10栅极氧化层16N+源极/漏极12、14埋入带BS深沟槽和有源区之间的重叠量22、24实施例部分基底100掩模层102深沟槽104岛状半导体结构106埋入式电极板110电容器介电层112管状电极板114沟槽电容器C沟槽隔离结构116、116a栅极氧化层120字线WL栅极电极G第一源极/漏极123第二源极/漏极124埋入带126 绝缘层130接触窗开口132导电插塞134位线BL具体实施方式具有沟槽电容器的DRAM的结构本专利技术提供一种具有沟槽电容的动态随机存取存储器(DRAM)的结构，该DRAM由矩阵排列的存储单元所构成，每一存储单元包括一晶体管和一储存电容器，其晶体管设置于岛状半导体结构上，而储存电容器设置于此岛状半导体结构的下面部分的侧上。以下将配合图4F和图5F对本专利技术的结构做详细说明。其中图4F为沟槽电容器型的DRAM的俯视图，图5F为沿图4F中的V-V截取的剖面图。如图4F和图5F所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，包括一基底，该基底的上面部分具有一岛状半导体结构；一第一电极板，设置于该岛状半导体结构的下面部分的侧壁；一第二电极板，设置于该岛状半导体结构的下面部分的表面内和该岛状半导体结构外侧的该基底的表面内；一电容器介电层，设置于该第二电极板和该第一电极板之间；一晶体管，设置于该岛状半导体结构上，其中该晶体管具有一第一源极/漏极、一第二源极/漏极和一栅极电极；以及一埋入带，设置于该第二源极/漏极和该第一电极板之间。2.如权利要求1所述的具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，还包括一隔离结构，其覆盖该第一电极板。3.如权利要求2所述的具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，其中该隔离结构靠近该第二源极/漏极一侧的高度低于该第一电极板的顶端，该隔离结构靠近该第一源极/漏极一侧的高度高于该第一电极板的顶端。4.如权利要求1所述的具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，其中该第一电极板包括掺杂的多晶硅层，该第二电极板包括N+型掺杂区。5.如权利要求1所述的具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，其中该埋入带的材料包括掺杂的多晶硅层。6.如权利要求1所述的具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，其中该第一电极板呈管状。7.如权利要求1所述的具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，还包括一导电插塞，用以连接该第一源极/漏极至一位线。8.一种具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，适用于多个存储单元，其中每一存储单元包括一晶体管和一储存电容器，包括一半导体基底，具有多个岛状半导体结构；储存电容器，每一储存电容器设置在每一岛状半导体结构下面部分的侧壁上，且每一储存电容器包括一管状第一电极板、一电容器介电层和一第二电极板；管状第一电极板，每一管状第一电极板设置于每一岛状半导体结构下面部分的侧壁上；电容器介电层，每一电容器介电层设置于每一管状第一电极板和每一第二电极板之间；第二电极板，该些第二电极板设置于该些岛状半导体结构内，且延伸至该些岛状半导体结构之间的该基底内，使该些第二电极板彼此相邻接且彼此电连接；晶体管，每一晶体管设置在每一岛状半导体结构上，每一晶体管包括一第一源极/漏极、一第二源极/漏极和一栅极电极；一隔离结构，设置于该些管状第一电极板之间；多个埋入带，分别设置于每一第二源极/漏极和每一管状第一电极板之间；以及多个导电插塞，分别用以连接每一第一源极/漏极至一对应的位线。9.如权利要求8所述的具有沟槽电容器的动态随机存取存储器，其中该些第二电极板彼此相邻接且彼此电连接成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王廷薰，
申请(专利权)人：茂德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：