具有波浪形深沟的半导体装置及制作波浪形深沟的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有波浪形深沟的半导体装置以及波浪形深沟制作方法。本发明专利技术的波浪形深沟设于一基底的表面，包含有一底边以及一侧壁，该侧壁设于该底边与该基底表面之间。该侧壁包含有正斜率（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｓｌｏｐｅ）的第一侧壁以及负斜率的第二侧壁，且该第一侧壁与该第二侧壁相互交错的出现于该侧壁上。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种具有波浪形深沟的半导体装置以及波浪形深沟制作方法，尤指一种拥有波浪形侧壁的深沟以及其制作方法。深沟(deep-trench，DT)已经非常普遍的应用于动态随机内存(DRAM)以及微机电结构(micro electro-mechanic structure，MEMS)中。应用于DRAM时，DT的目的在于提供一个电容，用以储存电荷并记忆资料。请参阅第1图，第1图为一种现有用于DRAM的DT示意图。DT 10以去除部分的基底12所构成。当制作完电容时，DT 10的表面会形成一层电介层(未显示)，DT 10中会填入导电物(未显示)，而电容的上下电极便分别是导电物以及基底12。如果电容的电容值越大，则越不会受到电容周遭环境漏电而影响到所记忆的资料，也就是更新(refresh)的间隔时间就可以更长，相对而言，资料读取的速度也就越快。因此，有许多的努力均致力于增大DT的面积以增加电容的电容值。一种增大DT面积的方法是制作一个更深的DT，但是，高宽比(aspectratio)如果过高容易造成制作DT时的蚀刻工艺产生蚀刻停止的现象(etch stop)，另一方面，也使后续工艺填入导电物时产生困难。而另一种增大DT面积的方法是制作一个瓶状(bottle-shaped)DT，如第2图所示。然而，瓶状DT所增加的电容值并不多，而且，制作一个瓶状DT势必增加了许多的工艺以达到上窄下宽的DT轮廓，因此，工艺上的成本会大幅增加。DT也可以应用于MEMS上。如第3图所示，第3图为一种MEMS的震动/摆动(shock/vibration)侦测器的剖面示意图。震动/摆动(shock/vibration)侦测器以一个DT 14以及中间的一个摇杆(rod)16所构成。当外在环境震动或摆动时，摇杆16晃动而与DT 14的侧壁产生电性上的接触。如此细微的动作便透过电流流过DT 14的侧壁与摇杆16的接触点而被感测到。震动/摆动侦测器的灵敏度取决于摇杆16的摇晃程度以及摇杆16与DT 14的侧壁的接触面积，这两者均可以利用加深DT的深度达成。但是，这与先前于DRAM中所提到的问题一样，制作一个较深的DT会有蚀刻停止的问题。有鉴于此，本专利技术的主要目的，在于提供一种具有波浪形深沟的半导体装置以及波浪形深沟制作方法，可应用于DRAM以及MEMS中，一方面可以大幅增加DRAM中电容的电容值，另一方面可以增加震动/摆动侦测器的灵敏度。本专利技术的目的通过以下措施来达到一种波浪形深沟的制作方法，适用于一基底，其特征在于该方法包含有下列步骤于该基底上形成一具有一开口的遮蔽层；进行一第一蚀刻工艺(first etch)，用以使开口下的基底产生一正斜率(positive slope)的第一侧壁；进行一第二蚀刻工艺(second etch)，用以使开口下的基底产生一负斜率的第二侧壁；以及重复交错的进行该第一蚀刻工艺以及第二蚀刻工艺，去除该开口下方的一预定厚度的基底，以形成一波浪形深沟。一种具有深沟的半导体装置，其特征在于所述深沟为一种波浪形深沟，设于一基底的表面，以去除部分的基底而形成，该波浪形深沟包含有一底边；以及侧壁，设于该底边与该基底表面之间，包含有正斜率(positive slope)的第一侧壁以及负斜率的第二侧壁，且该第一侧壁与该第二侧壁相互交错的出现于该侧壁上。根据上述的目的，本专利技术提出一种波浪形深沟。本专利技术的深沟设于一基底的表面，以去除部分的基底而形成。本专利技术的深沟包含有一底边以及一侧壁。侧壁设于该底边与该基底表面之间，包含有正斜率的第一侧壁以及负斜率的第二侧壁。该第一侧壁与该第二侧壁相互交错的出现于该侧壁上。本专利技术另提供一种波浪形深沟的制作方法。本专利技术的制作方法适用于一基底，并包含有下列步骤。第一步骤，于该基底上形成一具有一开口的遮蔽层。第二步骤，进行一第一蚀刻工艺(first etch)，用以使开口下的基底产生一正斜率(positive slope)的第一侧壁。第三步骤，进行一第二蚀刻工艺(second etch)，用以使开口下的基底产生一负斜率的第二侧壁。最后，重复交错的进行该第一蚀刻工艺以及第二蚀刻工艺，去除该开口下方的一预定厚度的基底，以形成一波浪形深沟。该制作方法另包含至少一子蚀刻工艺，设于每一第一蚀刻工艺与第二蚀刻工艺之间，用以使蚀刻中的深沟产生一预定的过渡斜率(transitional slope)的过渡侧壁，用以衔接该第一侧壁以及第二侧壁，并使整个的侧壁圆滑。该第一蚀刻工艺、第二蚀刻工艺以及子蚀刻工艺的差别为源功率(source power)、偏压功率(bias power)以及氧气流量的其中之一，利用源功率、偏压功率或氧气流量的不同，该第一蚀刻工艺、第二蚀刻工艺以及子蚀刻工艺可以使蚀刻中的基底产生不同的斜率，使的侧壁形成波浪形结构。本专利技术的优点在于大幅增加电容的电容值以及增强震动/摆动侦测器的灵敏度。当本专利技术的波浪形深沟应用于电容时，因为波浪形侧壁的存在，所以上下电极的面积便可以大幅增加，因此，深沟不必要制作的过深便可以达到电容值的需求。而且，工艺上只要于一个机台内便可以完成本专利技术的波浪形深沟，可以减少工艺上的成本。当本专利技术应用于MEMS上时，本专利技术的波浪形深沟增大了震动/摆动侦测器中的摇杆与侧壁间的接触机会，因而震动/摆动侦测器的灵敏度可以增强。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下第1图为一种现有用于DRAM的DT示意图；第2图为一种瓶状DT的示意图；第3图为一种MEMS的震动/摆动(shock/vibration)侦测器的剖面示意图；第4A图为本专利技术的波浪形深沟应用于DRAM的电容的示意第4B图为本专利技术的波浪形深沟应用于MEMS的震动/摆动侦测器的示意图；第4C图为第4A图或第4B图的一种局部放大图；第4D图为第4A图或第4B图的另一种局部放大图；以及第5A图以及第5B为进行本专利技术的波浪形深沟的制作方法时的芯片剖面示意图。符号说明30波浪形深沟 31基底32底边34侧壁36第一侧壁38第二侧壁40垂直线 42过渡侧壁45摇杆50遮蔽层52开口请参阅第4A图以及第4B图，第4A图为本专利技术的波浪形深沟应用于DRAM的电容的示意图，第4B图为本专利技术的波浪形深沟应用于MEMS的震动/摆动侦测器的示意图。本专利技术提供一种波浪形深沟30，设于一基底31的表面，以去除部分的基底31而形成。本专利技术的波浪形深沟30包含有一底边32以及一侧壁34，设于底边32与基底31表面之间。侧壁34包含有正斜率(positive slope)的第一侧壁36以及负斜率的第二侧壁38。第一侧壁36与第二侧壁38相互交错的出现于侧壁34上，如第第4A图以及第4B图。请参阅第4C图，第4C图为4A图或第4B图的局部放大图。为了使侧壁34较为圆滑，所以侧壁34上可以设置过渡侧壁42，每一过渡侧壁42设于一第一侧壁36与一第二侧壁38之间。因此，侧壁34便较不会形成锯齿状，可以减小电容上下电极板间尖端放电效应(point-discharge effect)。第4C图中的垂直线40为基底31表面的垂直线。由图中可知，过渡侧壁42垂直于基底31的表面。当然的，第一侧壁36与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波浪形深沟的制作方法，适用于一基底，其特征在于：该方法包含有下列步骤： 于该基底上形成一具有一开口的遮蔽层； 进行一第一蚀刻工艺，用以使开口下的基底产生一正斜率的第一侧壁； 进行一第二蚀刻工艺，用以使开口下的基底产生一负斜率的第二侧壁；以及 重复交错的进行该第一蚀刻工艺以及第二蚀刻工艺，去除该开口下方的一预定厚度的基底，以形成一波浪形深沟。

【技术特征摘要】
1.一种波浪形深沟的制作方法，适用于一基底，其特征在于该方法包含有下列步骤于该基底上形成一具有一开口的遮蔽层；进行一第一蚀刻工艺，用以使开口下的基底产生一正斜率的第一侧壁；进行一第二蚀刻工艺，用以使开口下的基底产生一负斜率的第二侧壁；以及重复交错的进行该第一蚀刻工艺以及第二蚀刻工艺，去除该开口下方的一预定厚度的基底，以形成一波浪形深沟。2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于该方法另包含有多个子蚀刻工艺，分别设于每一第一蚀刻工艺与第二蚀刻工艺之间，用以使蚀刻中的深沟产生一预定的过渡斜率的过渡侧壁，用以衔接该第一侧壁以及第二侧壁。3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于该过渡侧壁垂直于该基底的表面。4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于该第一蚀刻工艺与该第二蚀刻工艺均包含有源功率、偏压功率以及氧气流量的蚀刻控制参数。5.如权利要求4所述的制作方法，其特征在于该第一蚀刻工艺与该第二蚀刻工艺的差别为源功率、偏压功率以及氧气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世琛，
申请(专利权)人：华邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]