專利名稱：：具有表面帶的存儲器與其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是有關(guān)于存儲器，特別是有關(guān)于具有表面帶的動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(dynamicrandomaccessmemory;DRAM)。
背景技術(shù)：
：隨著半導(dǎo)體制造制造工藝技術(shù)的演進(jìn)，現(xiàn)有的先進(jìn)制造工藝制造工藝已進(jìn)入100納米以下的時(shí)代，而隨制造制造工藝技術(shù)的演進(jìn)，元件的縮小也越發(fā)困難，對動態(tài)隨機(jī)存取存儲元(dynamicrandomaccessmemorycell;DRAMcell)而言，尤為如此。表1所示為國際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖(InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors;ITRS)，從表1中可發(fā)現(xiàn)在2008年以后，動態(tài)隨機(jī)存取存儲元的尺寸目標(biāo)設(shè)定由原有的8f降為6F2。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>圖1A至圖IL為傳統(tǒng)具有埋藏帶的溝渠式動態(tài)隨機(jī)存取存儲元的制造流程圖，其中，圖1A至圖1G的制造流程的細(xì)節(jié)會在后面詳述，圖IG為一半完成的溝渠電容，如圖1H所示，接著將N型的摻雜多晶硅層310填入溝渠內(nèi)，以作為溝渠電容的上電極，然后再將其回蝕(etchback)至一特定深度，接著如第II圖所示，將暴露出的氧化物頸圈(collaroxide)320以蝕刻方式移除，使氧化物頸圈320的上緣與摻雜多晶硅層切齊，再如第1J圖所示，將埋藏帶硅膜(buriedstrapsiliconfilm)330填入溝渠中，使其沉積于摻雜多晶硅層310與氧化物頸圈320上方，并將其回蝕至一特定深度，如第1J圖所示，在對埋藏帶硅膜330進(jìn)行摻雜后，接著進(jìn)行主動區(qū)(activearea)的圖案化，然后便如第1K圖所示，填入氧化物以完成淺溝槽絕緣(shallowtrenchisolation;STL)，并以化學(xué)機(jī)械研磨(chemicalmechanicalpolish)進(jìn)行平坦化，然后再以離子注入進(jìn)行摻雜，形成柵極介電層(如氧化層)，并形成圖案化的摻雜多晶硅與金屬硅化物以作為柵極層(即形成字線wordline;WL)，在形成源/漏極區(qū)后，一具有埋藏帶的溝渠式動態(tài)隨機(jī)存取存儲元便就此完成，如第1L圖所示。一般而言，在埋藏帶與溝渠內(nèi)壁之間還有一絕緣層，該絕緣層可防止埋藏帶的摻雜物過度擴(kuò)散到主動區(qū)內(nèi)，而使得存取晶體管產(chǎn)生貫穿效應(yīng)(punch-through)，然而，若此絕緣層的厚度太厚，則存取晶體管便無法有效與溝渠電容形成電性連接，如此一來，動態(tài)隨機(jī)存取存儲元便無法正常工作，因此控制該絕緣層的厚度便成為制造工藝控制的一大挑戰(zhàn)。
發(fā)明內(nèi)容依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一種具有表面帶的存儲器，包括一溝渠電容、一自我對準(zhǔn)的表面帶以及一金屬氧化半導(dǎo)體晶體管，該溝渠電容位于一半導(dǎo)體基板中，該自我對準(zhǔn)的表面帶覆蓋于該溝渠電容及其開口周圍的主動區(qū)上，金屬氧化半導(dǎo)體晶體管的源/漏極之一與該表面帶相接，而另一則連接至一位線。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一種形成具有表面帶的存儲器的方法，該方法包括形成一圖案化的護(hù)罩層于一半導(dǎo)體基板上，利用該圖案化的護(hù)罩層于該半導(dǎo)體基板中形成一溝渠電容，對該圖案化的護(hù)罩層進(jìn)行蝕刻使該溝渠電容開口周圍的主動區(qū)露出，形成一自我對準(zhǔn)的表面帶層，覆蓋于該溝渠電容及其周圍的主動區(qū)上以及于該半導(dǎo)體基板上形成一金屬氧化半導(dǎo)體晶體管，其源/漏極之一與該表面帶相接，而另一則連接至一位線。本發(fā)明提供一種具有表面帶的存儲器及其形成方法，此方法可使動態(tài)隨機(jī)存取存儲元的尺寸壓縮到6F2，此外，表面帶的形成為自我對準(zhǔn)，因此不需要額外的掩膜來形成表面帶。圖1A至圖1L為傳統(tǒng)具有埋藏帶的溝渠式動態(tài)隨機(jī)存取存儲元的制造流程圖。圖2A為溝渠的布局圖。圖2B至圖2G為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有自我對準(zhǔn)的表面帶的存儲器的制造流程圖。圖2E-1為主動區(qū)的布局圖。圖2F-1為存取晶體管的字線的布局圖。圖3A為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有自我對準(zhǔn)的表面帶的存儲器的存取晶體管的字線的布局圖。圖3B與圖3C分別為圖3A沿A-A'與B-B'的截面圖。圖4A為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有自我對準(zhǔn)的表面帶的存儲器的存取晶體管的字線的布局圖。圖4B為第4A圖沿A-A'的截面圖。附圖標(biāo)號310N型的摻雜多晶硅層；320氧化物頸圈；410P型的硅基板；411氧化物層；413、415氮化物層；417犧牲層；419氧化物頸圈；420摻雜多晶硅層；421表面帶硅膜。具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有自我對準(zhǔn)的表面帶的存儲器的制造流程圖與前述傳統(tǒng)的圖1A至圖1G相同。首先在一P型的硅基板410上依序形成一氧化物層(Si02)411以及一氮化物層(Si3N4)413，然后依照如布局圖2A，對于P型的硅基板410進(jìn)行蝕刻以形成如圖1A的溝渠，圖1A為沿布局圖2A中的A-A'的截面圖，接著如圖1B所示，在P型的硅基板410上形成一氮化物層415，該氮化物層415還形成于溝渠內(nèi)壁上，并接著在其上覆蓋一犧牲層417，該犧牲層417通常為一光刻膠層，如圖1C所示，將犧牲層417移除至一特定的深度，以便后續(xù)形成氧化物頸圈，然后如圖1D所示，將未被犧牲層417覆蓋而暴露在外的氮化物層415移除，并接著將犧牲層417完全移除，接著如圖1E所示，在未被氮化物層415覆蓋而暴露在外的溝渠內(nèi)壁形成氧化物頸圈419，然后將氮化物層415完全移除，如圖1F所示，以含N型摻雜物的氣體利用熱擴(kuò)散的方式對暴露在外的溝渠內(nèi)壁進(jìn)行摻雜，以形成一N型擴(kuò)散區(qū)418作為溝渠電容的下極板，被氧化物頸圈419覆蓋的溝渠內(nèi)壁則被保護(hù)不受摻雜，然后如圖1G所示，在暴露在外的溝渠內(nèi)壁上形成一介電層416(如一氧化氮；NO)以作為溝渠電容的介電質(zhì)，再如圖2B所示，將N型的摻雜多晶硅層420填入溝渠內(nèi)，以作為溝渠電容的上電極，然后再將其回蝕(etchback)至與P型的硅基板410的表面切齊，然后如圖2C所示，將氧化物頸圈419蝕刻至存取晶體管的源/漏極接面(source/dminjunction)所需的深度，需注意的是，這一步驟是可選擇不要的(optinal)，接著如圖2D所示，對氧化物層(Si02)411以及氮化物層(SbN4)413進(jìn)行蝕刻使該溝渠電容開口周圍的主動區(qū)露出，然后在P型的硅基板410上沉積一表面帶硅膜(surfacestrapsiliconfilm)421，并對表面帶硅膜421進(jìn)行回蝕至一特定高度，至少低于氧化物層(Si02)411以及氮化物層(Si3N4)413，如此便形成具有自我對準(zhǔn)的表面帶，然后依照如布局圖2E-1進(jìn)行主動區(qū)(activearea)的圖案化(patteming)，圖2E為沿布局圖2E-1中的A-A'的截面圖，在主動區(qū)的圖案化后，填入氧化物以完成淺溝槽絕緣(shallowtrenchisolation),并以化學(xué)豐幾械石開磨(chemicalmechanicalpolish)進(jìn)行平坦化，然后再以離子注入進(jìn)行摻雜，并依照如布局圖2F-1形成柵極介電層(如氧化層)，并形成圖案化的摻雜多晶硅與金屬硅化物以作為柵極層，在形成源/漏極區(qū)后，一具有表面帶的溝渠式動態(tài)隨機(jī)存取存儲元便就此完成，如圖2F所示，圖2F為沿布局圖2F-1中的A-A'的截面圖。需注意的是，存取晶體管的源/漏極區(qū)可利用離子注入形成，此外還可利用熱擴(kuò)散制造工藝使表面帶的摻雜物擴(kuò)散以形成存取晶體管的源/漏極區(qū)。而圖2G為沿布局圖2F-1中的B-B'的截面圖。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，布局圖2F-1可被圖3A所取代，則其最終的結(jié)構(gòu)便如圖3B與圖3C所示，圖3B與圖3C分別為圖3A沿A-A'與B-B，的截面圖，其中，521為表面帶層，523為絕緣柵極。此外，依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，布局圖2F-1可被圖4A所取代，則其最終的結(jié)構(gòu)便如圖4B所示，圖4B為圖4A沿A-A'的截面圖，其中，621為表面帶層，623為旁通字線(passingwordline)。本發(fā)明提供一種具有自我對準(zhǔn)的表面帶的存儲器及其形成方法，此方法可使動態(tài)隨機(jī)存取存儲元的尺寸壓縮到6F2，此外，表面帶的形成為自我對準(zhǔn)，因此不需要額外的掩膜來形成表面帶。權(quán)利要求1.一種具有表面帶的存儲器，其特征在于，該存儲器包括一溝渠電容，位于一半導(dǎo)體基板中；一自我對準(zhǔn)的表面帶，覆蓋于所述的溝渠電容及其開口周圍的主動區(qū)上；以及一金屬氧化半導(dǎo)體晶體管，其源/漏極之一與所述的表面帶相接，而另一則連接至一位線。2.如權(quán)利要求1所述的具有表面帶的存儲器，其特征在于，所述的表面帶部分延伸至所述的溝渠電容內(nèi)，且其深度大致為所述的源/漏極的深度。3.如權(quán)利要求1所述的具有表面帶的存儲器，其特征在于，所述的溝渠電容包括一由所述的半導(dǎo)體基板的一溝渠內(nèi)壁形成的下極板、一附著于所述的半導(dǎo)體基板的所述的溝渠內(nèi)壁的介電層以及一填充于所述的半導(dǎo)體基板的所述的溝渠內(nèi)的上極板。4.如權(quán)利要求3所述的具有表面帶的存儲器，其中，所述的下極板為一N型的擴(kuò)散區(qū)，而所述的上極板為一摻雜過的多晶硅。5.如權(quán)利要求4所述的具有表面帶的存儲器，其特征在于，所述的溝渠電容還包括一氧化物頸圈包圍所述的上極板，且其下緣與所述的下極板的邊緣切齊。6.—種形成具有表面帶的存儲器的方法，其特征在于，該方法包括形成一圖案化的護(hù)罩層于一半導(dǎo)體基板上；利用所述的圖案化的護(hù)罩層于所述的半導(dǎo)體基板中形成一溝渠電容；形成一自我對準(zhǔn)的表面帶，覆蓋于所述的溝渠電容及其周圍的主動區(qū)上；以及于所述的半導(dǎo)體基板上形成一金屬氧化半導(dǎo)體晶體管，其源/漏極之一與所述的表面帶相接，而另一則連接至一位線。7.如權(quán)利要求6所述的形成具有表面帶的存儲器的方法，其特征在于，該方法還包括對所述的圖案化的護(hù)罩層進(jìn)行蝕刻使所述的溝渠電容開口周圍的主動區(qū)露出，沉積一表面帶硅膜并對此表面帶硅膜進(jìn)行回蝕至一特定高度。8.如權(quán)利要求7所述的形成具有表面帶的存儲器的方法，其特征在于，形成所述的金屬氧化半導(dǎo)體晶體管包括利用熱擴(kuò)散使表面帶層的摻雜物擴(kuò)散至所述的半導(dǎo)體基板上以形成所述的源/漏極之一。9.如權(quán)利要求7所述的形成具有表面帶的存儲器的方法，其特征在于，形成所述的金屬氧化半導(dǎo)體晶體管包括以離子注入形成所述的源/漏極。全文摘要本發(fā)明是關(guān)于一種具有表面帶的存儲器，該存儲器包括一溝渠電容(trenchcapacitor)、一自我對準(zhǔn)的表面帶(self-alignedsurfacestrap)以及一金屬氧化半導(dǎo)體晶體管，所述的溝渠電容位于一半導(dǎo)體基板中，所述的自我對準(zhǔn)的表面帶覆蓋于所述的溝渠電容及其開口周圍的主動區(qū)上，金屬氧化半導(dǎo)體晶體管的源/漏極之一與所述的表面帶相接，而另一則連接至一位線。本發(fā)明提供的具有表面帶的存儲器及其形成方法，可使動態(tài)隨機(jī)存取存儲元的尺寸壓縮到6F²，此外，表面帶的形成為自我對準(zhǔn)，因此不需要額外的掩膜來形成表面帶。文檔編號H01L23/52GK101308850SQ200710107498公開日2008年11月19日申請日期2007年5月15日優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日發(fā)明者張文岳申請人:華邦電子股份有限公司