邻近字线侧壁形成的垂直器件和用于半导体芯片的方法技术

一种半导体器件，包括形成了沟槽的衬底，该沟槽包括设置在沟槽内的存贮节点。在衬底内和邻近一部分该衬底设置字线。包括有垂直设置的晶体管，其中字线用作为栅极，存贮节点和位线用作为源极和漏极之一个，使得当字线被通电时，该晶体管在存贮节点和位线之间导通。本发明专利技术还包括加工具有垂直晶体管的半导体器件的方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件，尤其涉及垂直器件和用于节省半导体芯片上布线面积的方法。在半导体工业中，减小尺寸和增加芯片上元件密度是有利的。通常小型化的焦点集中在半导体器件二维水平平面上。随着器件尺寸接近小于.2微米，半导体器件水平尺度的降低在器件的操作特性上已产生问题。为了适应减小尺寸和增加元件密度的矛盾趋势，就需要有垂直器件，其可以减少半导体器件的水平平面上所占面积的总量。这种器件将会缓解上述的矛盾趋势。还需要有半导体器件布线中单元的配置，使得可提供单元的增加密度。半导体器件包含形成了沟槽的衬底，该沟槽包含配置在该沟槽内的存贮节点。字线在衬底内部配置和邻近一部分该衬底配置。还包含有垂直配置的晶体管，其中字线用作栅极，存贮节点和位线用作源极和漏极之一，使得当被字线通电时该晶体管在存贮节点和位线之间导通。在半导体器件的选择实施例中，可以包含接触件，用于将位线电连接到晶体管。该接触件可以在接触区域电连接到晶体管，该接触区域可以包含硅化物和自对准硅化物(Salicide)之一。可以包含掩埋带用于通过晶体管访问存贮节点，其中掩埋带取向基本上为垂直于字线，或者掩埋带取向基本上为平行于字线。字线还可以包含相对于字线的外区域具有增加电导率的中心区域。邻近用于导通位线和存贮节点的字线可以包含有源区域。该有源区域可以被至少一个晶体管利用。在用于DRAM芯片的存储器单元阵列中，每个存储器单元包括垂直设置的晶体管，其具有用于访问每个存储器单元的沟槽内存贮节点的有源区域。接触件将晶体管耦合到位线，其中为了改善DRAM芯片的处理过程，沟槽、有源区域和接触件具有近似相同的形状。在选择的实施例中，存储器单元优选以六角图形配置。位线可以以之字形图形配置，以对角图形配置或者相对于字线垂直配置。每个存储器单元可以具有大约4F2的单元面积，其中F是DRAM芯片的最小特征尺寸。一种加工具有垂直取向晶体管的半导体芯片的方法，包括步骤提供在其中形成有沟槽并在每个沟槽内设置有存贮节点的衬底；在该衬底内形成字线，使得该字线的垂直侧被耦合到该衬底的一部分，并且将衬底的该部分电耦合到存贮节点和位线，使得当字线通电时允许电流在存贮节点和位线之间流动。在替换的方法中，形成字线的步骤可以包括形成具有比字线外部部分较高电导率的字线中心部分的步骤。电耦合的步骤可以包括给衬底的该部分掺杂。掺杂步骤可以通过离子注入或从掺杂区域向外扩散例如通过烘烧从存贮节点的向外扩散来完成。可以包括在衬底的该部分上淀积栅极氧化物的步骤。将衬底的该部分电耦合到存贮节点和位线的步骤可以包括形成将衬底的该部分连接到位线的接触件的步骤。形成将衬底的该部分连接到位线的接触件的步骤可以包括在接触件和衬底的该部分之间提供硅化物和自对准硅化物(Salicide)之一以改善电导率。衬底的该部分可以包括有源区和还包括形成晶体管以共用有源区的步骤。制作具有沟槽、垂直设置的有源区和位线接触件的半导体芯片的另一方法包括步骤为沟槽、有源区和位线接触件提供相同形状，对沟槽、有源区和位线接触件使用相同的光刻掩膜来形成沟槽、有源区和位线接触件。可替换地，该方法包括圆形形状。形成步骤可以包括用相同的光刻掩膜来形成沟槽、有源区和位线接触件。从下面参照附图通过示例性实施例所做的详细说明将更清楚本专利技术的上述目的、特征和优点。本公开将参照下图来说明优选实施例的详细说明。附图说明图1是沿图2剖线1-1所做的剖视图，其展示了根据本专利技术具有垂直晶体管和与字线基本垂直设置的掩埋带的DRAM芯片；图2是图1具有根据本专利技术的基本上为相同形状之元件的DRAM芯片的平面图；图3是展示有根据本专利技术形成和填充的沟槽的DRAM芯片的剖面图4是图3DRAM芯片剖面图，其展示了根据本专利技术的浅沟槽隔离结构；图5是图4DRAM芯片剖面图，其展示了根据本专利技术的掩埋字线结构的刻蚀位置；图6是图5DARM芯片剖面图，其展示了根据本专利技术用导电材料填充以形成掩埋字线的刻蚀位置；图7是图6DRAM芯片的剖面图，其展示了根据本专利技术的淀积在字线内的导电材料；图8是图7DRAM芯片的剖面图，其展示了根据本专利技术用以掩埋字线和形成为进一步处理之表面的介电层。图9是图2DRAM芯片的平面图，其展示了根据本专利技术具有用以增强性能的附加导电材料层的接触区域；图10A是DRAM的平面图，其展示了根据本专利技术具有按之字图形配置位线的存储器单元的六角图形；图10B是DRAM的平面图，其展示了根据本专利技术具有按对角图形配置位线的存储器单元的六角图形；图10C是DRAM的平面图，其展示了根据本专利技术具有以基本上垂直于字线配置之位线的存储器单元的六角图形；图11是沿图12剖线11-11所做的剖面图，其展示了根据本专利技术的DRAM芯片的选择实施例，该DRAM芯片具有带有基本上平行于字线设置的掩埋带的垂直晶体管；图12是图11DRAM芯片的平面图，根据本专利技术其具有基本上相同形状并沿字线移动的所示元件；图13是沿图12剖线13-13所做的剖面图，其展示了根据本专利技术具有包含基本上平行于字线设置的掩埋带之垂直晶体管的DRAM芯片；图14是沿图12剖线14-14所做的剖面图，其展示了根据本专利技术具有包含基本上平行于字线设置的掩埋带之垂直晶体管的DRAM芯片；图15是图12DRAM芯片的选择实施例的剖面图，其展示了根据本专利技术形成和填充的沟槽；图16是图15DRAM芯片的剖面图，其展示了根据本专利技术的浅沟槽隔离结构；图17是图16DRAM芯片的剖面图，其展示了根据本专利技术掩埋字线结构的刻蚀位置；图18是图17DRAM芯片的剖面图，其展示了根据本专利技术为形成掩埋字线而用导电材料填充的刻蚀位置；图19是图18DRAM芯片的剖面图，其展示了根据本专利技术淀积在字线内的高导电材料；图20是图19DRAM芯片的剖面图，其展示了根据本专利技术为掩埋字线和形成为进一步处理的表面而淀积的介电层；图21A是DRAM的选择实施例的平面视图，其展示了根据本专利技术具有以之字图形配置位线的存储器单元的六角图形；图21B是DRAM的选择实施例的平面视图，其展示了根据本专利技术具有以对角图形配置位线的存储器单元的六角图形；图21C是DRAM的选择实施例的平面视图，其展示了根据本专利技术具有以基本上垂直于字线配置位线的存储器单元的六角图形；图22是根据本专利技术DRAM的选择实施例的平面视图，其展示了共用有源区和位线接触件的垂直晶体管；图23是根据本专利技术DRAM的选择实施例的平面视图，其展示了共用有源区和位线接触件的垂直晶体管。本专利技术涉及半导体器件，尤其涉及在半导体芯片上为节省布线面积的垂直器件。该垂直器件在沟槽型动态随机存取存储器(DRAM)芯片中特别有用，本说明书将对照DRAM来详细地说明本专利技术。但是，本专利技术可以更广泛地用于其它的半导体器件，包括嵌入式DRAM，专用集成电路(ASIC)等。参照DRAM的本专利技术包括具有深沟槽电容器的存储器单元。深沟槽电容器包括掩埋的字线，其支持在掩埋字线侧壁上的垂直器件。该垂直器件可以是用于访问沟槽电容器存贮节点的存取晶体管。为减小漏电流，该器件与沟槽分开是有利的。由于器件垂直，实际上没有器件长度的限制。通过在衬底上进行较深的扩展，可以将器件做得较大。另外，由于器件是垂直取向的(平行于沟槽的深度)，因此沟槽、器件的有源区和位线接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括： 形成有沟槽的衬底，该沟槽包括设置在该沟槽之内的存贮节点； 设置在该衬底表面的下面并邻近一部分该衬底的字线；和 垂直设置的晶体管，其中字线用作为栅极，存贮节点和位线用作为源极和漏极之一，使得当被字线激励时，该晶体管在存贮节点和位线之间导通。

【技术特征摘要】
US 1998-6-11 09/0957931.一种半导体器件，包括形成有沟槽的衬底，该沟槽包括设置在该沟槽之内的存贮节点；设置在该衬底表面的下面并邻近一部分该衬底的字线；和垂直设置的晶体管，其中字线用作为栅极，存贮节点和位线用作为源极和漏极之一，使得当被字线激励时，该晶体管在存贮节点和位线之间导通。2.根据权利要求1的半导体器件，还包括用于将位线电连接到晶体管的接触件。3.根据权利要求2的半导体器件，其中接触件在接触区电连接到晶体管，并且该接触区包括硅化物和自对准硅化物之一个。4.根据权利要求1的半导体器件，还包括用于通过晶体管访问存贮节点的掩埋带，其中掩埋带基本上垂直于字线长度取向。5.根据权利要求1的半导体器件，还包括用于通过晶体管访问存贮节点的掩埋带，其中掩埋带基本上平行于字线长度取向。6.根据权利要求1的半导体器件，其中字线还包括相对于字线的外部区域具有增加电导率的中心区域。7.根据权利要求1的半导体器件，还包括邻近字线的有源区，其形成用于在位线和存贮节点之间导通的沟道。8.根据权利要求7的半导体器件，其中有源区被至少一个晶体管利用。9.一种DRAM芯片的存储器单元阵列，每个存储器单元包括垂直设置的晶体管，其具有形成用于访问存贮节点之沟道的有源区，每个存贮节点设置在每个存储器单元的沟槽内；将晶体管耦合到位线的接触件，其中沟槽、有源区和接触件具有用于改进DRAM加工工艺的相同形状。10.根据权利要求9的存储器单元阵列，其中存储器单元以六角形图形配置。11.根据权利要求10的存储器单元阵列，还包括连接到六角形图形的存储器单元的位线，其中位线以之字形图形配置。12.根据权利要求10的存储器单元阵列，还包括连接到六角形图形的存储器单元的位线，其中位线基本上垂直于字线配置。13.根据权利要求10的存储器单元阵列，还包括连...

【专利技术属性】
技术研发人员：TS鲁普，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]