專利名稱：具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二極管陣列的制造方法，特別涉及一種具有雙淺溝道隔離槽的高
密度二極管陣列的制造方法。
背景技術(shù)：
相變隨機(jī)存儲(chǔ)器(PCRAM)被公認(rèn)為是近四十年以來半導(dǎo)體存儲(chǔ)器技術(shù)最大的突 破，其具有優(yōu)越的數(shù)據(jù)保持能力、極好的半導(dǎo)體工藝兼容性、較快的速度和競爭力的成本優(yōu) 勢。PCRAM不僅有著各方面的優(yōu)越性能，并且是一種通用的存儲(chǔ)器，具有廣闊的市場前景。 在其實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化之后，有望部分或者全面替代目前的包括閃存(flash)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 (DRAM)、及硬盤在內(nèi)的多種存儲(chǔ)器件，從而在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器市場中占據(jù)重要的地位。
目前，PCRAM的存儲(chǔ)單元部分是基于相變材料的相變，而相變材料可通過對電信號(hào) 進(jìn)行編程來調(diào)節(jié)材料的電阻率，在實(shí)際存儲(chǔ)器芯片的應(yīng)用中，往往是通過邏輯器件對存儲(chǔ) 單元進(jìn)行選通和操作。由于現(xiàn)有PCRAM中邏輯器件單元的面積遠(yuǎn)大于存儲(chǔ)單元的面積，因 此PCRAM的密度主要取決于驅(qū)動(dòng)的晶體管的尺寸。在高密度的PCRAM存儲(chǔ)陣列中，二極管 因?yàn)槠渚哂邢鄬^小的單元面積而成為目前各大半導(dǎo)體公司發(fā)展的主流方向，目前應(yīng)用此 技術(shù)制造的芯片存儲(chǔ)容量已經(jīng)達(dá)到512Mb。 然而，在二極管選通的PCRAM制造中，如何制造二極管是技術(shù)的關(guān)鍵，也是各大公 司的角力所在。目前，三星公司主要采用選擇性外延法在重?fù)诫s的位線上方制造二極管，但 是此方法對制造流程有很高的要求，制造成本很高。而在申請?zhí)枮?00810041516. 5、標(biāo)題是 雙淺溝道隔離的雙極型晶體管選通相變存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和制造方法，這一中國專利中，發(fā)明人 提供了一種具有競爭力的二極管結(jié)構(gòu)和制造方法，然而該方法成本仍然較高，而且制作出 的二極管陣列的密度也難以滿足當(dāng)今發(fā)展的需要。因此，如何實(shí)現(xiàn)低成本制造高密度二極 管陣列實(shí)已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低成本的制造具有雙淺溝道隔離槽隔離的高密度二 極管陣列的方法。 為了達(dá)到上述目的及其他目的，本發(fā)明提供的具有雙淺溝道隔離槽隔離的高密 度二極管陣列的制造方法，包括步驟1)在具有第一導(dǎo)電類型的襯底上，采用側(cè)墻工藝，制 作出相互獨(dú)立的字線陣列，并使各字線之間具有第一深度的淺溝道隔離槽；2)采用包括沉 積、及光刻在內(nèi)的工藝，在每一具有第一深度的淺溝道隔離槽的底部及側(cè)壁，沉積含有第二 導(dǎo)電類型原子的摻雜層，且使所述摻雜層僅覆蓋部分側(cè)壁而未到達(dá)相應(yīng)各具有第一深度的 淺溝道隔離槽的頂部，同時(shí)采用的所述第二導(dǎo)電原子在高溫退火的條件下應(yīng)能擴(kuò)散到字線 中；3)采用包括高溫退火在內(nèi)的處理使所述摻雜層的第二導(dǎo)電原子擴(kuò)散至相應(yīng)各字線中；
4) 采用刻蝕法使擴(kuò)散有所述第二導(dǎo)電原子的各字線分隔以保持各字線之間的電學(xué)不導(dǎo)通；
5) 通過側(cè)墻工藝和離子注入法在所形成的各字線上形成二極管結(jié)構(gòu)，且使各二極管之間被具有第二深度的淺溝道隔離槽所分離，同時(shí)所述第二深度小于所述第一深度；6)采用介質(zhì) 材料填充各淺溝道隔離槽，并進(jìn)行平坦化工藝處理以形成二極管陣列。 此外，本發(fā)明還提供一種具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法， 其包括步驟l)在第一導(dǎo)電類型的襯底上，采用側(cè)墻工藝制造出互相獨(dú)立的字線，并使各 字線之間具有第一深度的淺溝道隔離槽；2)在每一具有第一深度的淺溝道隔離槽沉積能 阻擋原子擴(kuò)散的阻擋材料，并通過回刻工藝把覆蓋在各字線上方和所述具有第一深度的淺 溝道隔離槽側(cè)壁的所述阻擋材料去除，使所述阻擋材料僅覆蓋所述具有第一深度的淺溝道 隔離槽的底部；3)在所形成的結(jié)構(gòu)表面沉積含有第二導(dǎo)電類型物質(zhì)的材料，并把覆蓋在各 字線上方和所述具有第一深度的淺溝道隔離槽槽口處的含有第二導(dǎo)電類型原子的材料去 除，采用的所述第二導(dǎo)電原子在高溫退火的條件下應(yīng)能擴(kuò)散到字線中；4)采用包括高溫退 火在內(nèi)的處理使所述第二導(dǎo)電原子擴(kuò)散至所述各字線中；5)采用刻蝕法將所述具有第一 深度的淺溝道隔離槽中含有第二導(dǎo)電類型原子的材料去除；6)采用離子注入和光刻法在 所述各位線上方形成兩層不同導(dǎo)電類型的薄層以與摻雜有第二導(dǎo)電類型原子的字線形成 二極管，并采用側(cè)墻工藝使同一字線上方的各個(gè)二極管之間被具有第二深度的淺溝道隔離 槽分隔開，同時(shí)所述第二深度小于所述第一深度；7)采用介質(zhì)材料填充各淺溝道隔離槽， 并進(jìn)行平坦化工藝處理以形成二極管陣列。 再有，本發(fā)明又提供一種具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法， 其包括步驟l)在第一導(dǎo)電類型的襯底上，采用側(cè)墻工藝制造出互相獨(dú)立的字線，并使各 字線之間具有第一深度的淺溝道隔離槽；2)通過離子注入在所述各字線底部形成第二導(dǎo) 電類型的摻雜層；3)再采用離子注入在所述第二導(dǎo)電類型的摻雜層上方形成第一導(dǎo)電類 型摻雜層；4)采用側(cè)墻工藝和光刻工藝，在各字線上方形成分立的二極管，使同一字線上 方的二極管被具有第二深度的淺溝道隔離槽分隔開，且所述第二深度小于所述第一深度； 5)采用介質(zhì)材料填充各淺溝道隔離槽，并進(jìn)行平坦化工藝處理以形成二極管陣列。
其中，所述第一深度范圍在10納米到5微米之間，所述第二深度范圍在5納米到 2微米之間。 所述第二導(dǎo)電物質(zhì)為砷、磷、銻、鉍、硫、硒、碲、碘、硼、鋁、鉀、銦、鉈、鋰、鉀、鈉、鈹、 鎂、鈣、銀中的一種或者多種；沉積所述摻雜層或含有第二導(dǎo)電物質(zhì)材料的方法可為氣相沉 積法、濺射法、原子層沉積法或溶膠-凝膠法；所述介質(zhì)材料可為電阻率高于1歐姆 米的 材料；所述高溫退火處理?xiàng)l件可為溫度在30(TC到150(TC之間，退火時(shí)間在1分鐘到48小 時(shí)之間。 綜上所述，本發(fā)明的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法通過采 用二次側(cè)墻工藝可制作出更小的線寬，進(jìn)而制作出高密度的二極管陣列，由于側(cè)墻工藝較 為簡單，易于控制，因此可有效節(jié)約制造成本。


圖1A-1P為本發(fā)明的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法的實(shí) 施例1流程示意圖。 圖2A-2F為本發(fā)明的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法的實(shí) 施例2流程示意圖。
圖3A-3C為本發(fā)明的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法的實(shí)施例3流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的
制造方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 實(shí)施例一 請參見圖1A-圖1P，本發(fā)明的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法包括下列步驟 步驟1 :在具有第一導(dǎo)電物質(zhì)的襯底上采用側(cè)墻工藝制作出相互獨(dú)立的字線陣列，并使各字線之間具有第一深度的淺溝道隔離槽(STI)，其中，所述第一深度因所采用的半導(dǎo)體技術(shù)(比如90nm工藝或者45nm半導(dǎo)體工藝技術(shù))節(jié)點(diǎn)的差異而不同，一般在10納米到5微米之間。在本實(shí)施例中，制作具有第一深度的STI的字線的過程可如下
首先在潔凈的p型導(dǎo)電襯底1上，利用曝光和刻蝕工藝制造出氮化鈦(TiN)線條2，如圖1A所示；接著再通過化學(xué)氣相沉積法圍繞各線條2沉積Si3N4材料，并通過回刻工藝在各線條2的兩側(cè)保留部分的Si3N4材料3，即所謂的側(cè)墻結(jié)構(gòu)，如圖IB所示；接著再采用濺射法在已形成的結(jié)構(gòu)表面濺射TiN以形成TiN薄膜4，如圖1C所示；然后再對所述TiN薄膜4進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光平坦化處理，在所述p型導(dǎo)電襯底1上形成Si3N4材料條和TiN材料條相互間隔的結(jié)構(gòu)，如圖1D所示；由于Si3N4材料與TiN材料在物理和化學(xué)性能存在重大差異，利用Si3N4在某一刻蝕條件下具有刻蝕速率較快的特點(diǎn)，可將TiN線條2和TiN薄膜4中的TiN作為硬掩模，在刻蝕過程中起到阻擋層的作用，由此采用反應(yīng)離子刻蝕將Si3N4材料3被刻蝕，可得到較深的STI槽5， STI槽5的深度為500nm，各個(gè)STI槽分隔出了分離的TiN材料的字線，如圖IE所示。 步驟2 :采用包括沉積、及光刻在內(nèi)的必要工藝，在每一具有第一深度的淺溝道隔離槽的底部及側(cè)壁，沉積具有第二導(dǎo)電物質(zhì)的摻雜層，且使所述摻雜層僅覆蓋部分側(cè)壁而未到達(dá)相應(yīng)各具有第一深度的淺溝道隔離槽的頂部，同時(shí)采用的所述含有第二導(dǎo)電類型原子材料中的第二導(dǎo)電類型原子在高溫退火的條件下應(yīng)能擴(kuò)散到字線中，其中，所述第二導(dǎo)電原子可為砷、磷、銻、鉍、硫、硒、碲、碘、硼、鋁、鉀、銦、鉈、鋰、鉀、鈉、鈹、鎂、f丐、銀中的一種或者多種，具體選擇可根據(jù)襯底的類型及字線的材料來確定，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知悉，在此不再詳細(xì)說明。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際工藝要求選擇適合的沉積摻雜層的方法，常用的沉積方法有氣相沉積法、濺射法、原子層沉積法及溶膠-凝膠法等。在本實(shí)施例中，以沉積含砷(As)的摻雜層為例來進(jìn)行說明，首先通過化學(xué)氣相沉積法在TiN材料的各字線表面(包括頂部和側(cè)壁)沉積具有As的玻璃薄膜6，如圖IF所示；接著用甩膠機(jī)在沉積了玻璃薄膜6的結(jié)構(gòu)表面旋轉(zhuǎn)涂上光刻膠，并使光刻膠部分滲入STI槽5，再在刻蝕機(jī)中利用氧離子轟擊TiN材料的各字線頂部，使TiN材料的各字線頂部的光刻膠去除，同時(shí)將靠近STI槽5的槽口部分的膠也被去除，但STI槽5靠近槽底部的部分殘留有光刻膠，接著采用刻蝕工藝，把覆蓋在STI槽5槽口和TiN材料的各字線頂部的玻璃薄膜6去除，STI槽5底部和部分側(cè)壁的含As玻璃因?yàn)楣饪棠z的保護(hù)而沒有被刻蝕，再去除各表面殘留的光刻膠，形成的結(jié)構(gòu)如圖1G所示。
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步驟3 :采用包括高溫退火在內(nèi)的處理使所述摻雜層的第二導(dǎo)電物質(zhì)擴(kuò)散至相應(yīng)
各字線中，其中，在進(jìn)行高溫退火處理時(shí)，溫度可控制在30(TC到150(TC之間，退火時(shí)間控制在1分鐘到48小時(shí)之間。在本實(shí)施例中，進(jìn)行退火處理的溫度設(shè)定為120(TC，退火5小時(shí)，如此即可使含As玻璃薄膜6中的As原子擴(kuò)散到字線中，退火擴(kuò)散完成后，字線就被As原子重?fù)诫s，成為重?fù)诫s的n型半導(dǎo)體，即形成了字線7，并具有較低的電阻率，如圖1H所示。 步驟4 :采用刻蝕法使擴(kuò)散有所述第二導(dǎo)電原子的各字線分隔以保持各字線之間的電學(xué)不導(dǎo)通。由于STI槽5的底部也沉積有含As玻璃薄膜，所以在STI槽5底部也擴(kuò)散進(jìn)了眾多As原子，使靠近含As玻璃薄膜的襯底1也具有較低電阻率，進(jìn)而使相鄰的字線之間能夠相互導(dǎo)通。為此，需要利用TiN材料的各字線的TiN阻擋作用，再一次采用刻蝕法，將因As原子擴(kuò)散而相互電導(dǎo)通的字線7分隔開，刻蝕完成在去除字線頂部的TiN后形成的結(jié)構(gòu)如圖ll所示。 步驟5 :通過側(cè)墻工藝和離子注入法在所形成的各字線上形成二極管結(jié)構(gòu)，且使各二極管之間被具有第二深度的淺溝道隔離槽所分離，同時(shí)所述第二深度小于所述第一深度。具體過程為先采用離子注入法，在字線7的上方注入形成n型輕摻雜的區(qū)域9和p型重?fù)诫s的區(qū)域10，如圖1J所示，如此區(qū)域10、9和字線7之間就形成了 p+/n-/n+結(jié)構(gòu)，再請參閱圖1K，其為圖1J中沿A-A方向的剖視圖。然后再次采用側(cè)墻工藝分離處于同一字線上的各二極管，且使各二極管之間被具有第二深度的淺溝道隔離槽所分離，所述第二深度范圍在5納米到2微米之間。在本實(shí)施例中，為了能夠?qū)⑼蛔志€7上方形成的p+/n-/n+結(jié)構(gòu)分隔開，以便形成尺寸較小的二極管，先分別采用TiN和Si3^材料形成線條11和側(cè)墻12，如圖1L所示，具體過程如步驟1所述，在此不再重述；然后再在已形成的結(jié)構(gòu)表面沉積TiN薄膜13，如圖1M所示；再采用化學(xué)機(jī)械拋光形成如圖1N所示的結(jié)構(gòu)；接著通過光刻法在位線7的上方制造出各個(gè)相互分離的二極管(由字線7、區(qū)域15、及區(qū)域16組成)，如圖10所示，二極管之間通過較淺的STI槽14分隔開，STI槽14的深度為150nm，相較于STI槽5(深度為500nm)，其深度較淺；最后再去除TiN硬掩膜層，形成如圖1P的結(jié)構(gòu)，沿圖1P中的B-B方向的剖視圖與圖1J所示結(jié)構(gòu)類似，在此不再繪制。 步驟6 :采用介質(zhì)材料填充各淺溝道隔離槽，并進(jìn)行平坦化工藝處理以形成二極管陣列，可采用電阻率高于1歐姆 米的介質(zhì)材料，例如，采用非晶硅作為介質(zhì)材料進(jìn)行填充，采用化學(xué)機(jī)械拋光法進(jìn)行平坦化處理。
實(shí)施例2 本發(fā)明的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法的具體過程如下 首先在潔凈的p型導(dǎo)電襯底21上，利用如實(shí)施例1類似的側(cè)墻工藝制造出較深的STI槽22，以使各字線被STI槽22隔離，再采用化學(xué)氣相沉積法在已形成的結(jié)構(gòu)表面沉積能阻擋摻雜原子擴(kuò)散的阻擋材料，例如氧化硅薄膜23，并采用回刻工藝把覆蓋在各字線上方和所述具有第一深度的淺溝道隔離槽側(cè)壁的所述氧化硅薄膜23去除，使所述氧化硅薄膜23僅覆蓋所述具有第一深度的淺溝道隔離槽的底部，如圖2A所示。接著采用化學(xué)氣相沉積法沉積含磷(P)玻璃薄膜24，如圖2B所示。然后再采用實(shí)施例1中的各工藝將覆蓋在各字線頂部和STI槽22槽口的含磷玻璃薄膜24去除，僅留下處于STI槽22底部和部分側(cè)壁的含磷玻璃薄膜24，同時(shí)再采用高溫退火工藝使含磷玻璃薄膜24中的第二導(dǎo)電原子大量擴(kuò)散到字線中，形成P重?fù)诫s的字線25，如圖2C所示。由于STI槽22的底部沉積有氧化硅，阻擋了磷原子向STI槽22底部的擴(kuò)散，因此P重?fù)诫s的字線25之間已呈電學(xué)隔離狀態(tài)。接著再通過離子注入和光刻法在各字線25上分別形成n摻雜層26和p+摻雜層27， n摻雜層26、 p+摻雜層27和P重?fù)诫s的字線25形成了 n+/n/p+的結(jié)構(gòu)，如圖2D所示，而圖2D中沿C-C方向的投影如圖2E所示。接著再通過側(cè)墻工藝，將同一字線25上的n/p+結(jié)構(gòu)分隔開，通過具有第二深度的STI槽形成分立的二極管結(jié)構(gòu)，如圖2F所示。最后再采用介質(zhì)材料填充各淺溝道隔離槽，并進(jìn)行平坦化工藝處理以形成二極管陣列。
在本實(shí)施例中，所述第一深度范圍在10納米到5微米之間，所述第二深度范圍在5納米到2微米之間，所述第二導(dǎo)電原子可為砷、磷、銻、鉍、硫、硒、碲、碘、硼、鋁、鉀、銦、鉈、鋰、鉀、鈉、鈹、鎂、鈣、銀中的一種或者多種。
實(shí)施例3 在本實(shí)施例中，本發(fā)明的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法與實(shí)施例1和實(shí)施例2不同在于采用的是潔凈的n型導(dǎo)電襯底，如圖3A所示，先在n型導(dǎo)電襯底31上采用側(cè)墻工藝制造出較深(即第一深度)的STI槽32， STI槽32分隔開各個(gè)字線，然后再采用去除硬掩膜、離子注入等工藝在字線上依次形成重?fù)诫s的P+字線、P型層33和n+型層35，如圖3B所示，其中，圖3B中沿D-D方向的投影如圖3C所示，接著再利用側(cè)墻工藝，在同一字線33上方形成分立的二極管，并使二極管之間通過較淺(即第二深度)的STI槽分隔開，最后再進(jìn)行介質(zhì)材料的填充及平坦化處理形成高密度二極管陣列。
綜上所述，本發(fā)明的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法通過二次側(cè)墻工藝能夠制造出更小的線寬，進(jìn)而制作出高密度的二極管陣列，以對電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器進(jìn)行選通。由于側(cè)墻工藝要求較低，因而可有效降低單位密度的存儲(chǔ)器制造成本。
盡管為說明目的公開了本發(fā)明的具體實(shí)施例和附圖，其目的僅在于幫助理解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于各實(shí)施例和附圖所公開的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍 權(quán)利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征在于包括步驟1)在第一導(dǎo)電類型的襯底上，采用側(cè)墻工藝，制作出相互獨(dú)立的字線陣列，并使各字線之間具有第一深度的淺溝道隔離槽；2)采用包括沉積、及光刻在內(nèi)的工藝，在每一具有第一深度的淺溝道隔離槽的底部及側(cè)壁，沉積含有第二導(dǎo)電類型原子的摻雜層，且使所述摻雜層僅覆蓋部分側(cè)壁而未到達(dá)相應(yīng)各具有第一深度的淺溝道隔離槽的頂部，同時(shí)采用的上述摻雜層中的第二導(dǎo)電類型原子在高溫退火的條件下應(yīng)能擴(kuò)散到字線中；3)采用包括高溫退火在內(nèi)的處理使所述摻雜層的第二導(dǎo)電原子擴(kuò)散至相應(yīng)各字線中；4)采用刻蝕法使所述擴(kuò)散有第二導(dǎo)電類型原子的各字線分隔，以保持各字線之間的電學(xué)不導(dǎo)通；5)通過側(cè)墻工藝和離子注入法在所形成的各字線上形成二極管結(jié)構(gòu)，且使各二極管之間被具有第二深度的淺溝道隔離槽所分離，同時(shí)所述第二深度小于所述第一深度；6)采用介質(zhì)材料填充各淺溝道隔離槽，并進(jìn)行平坦化工藝處理以形成二極管陣列。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征 在于所述第一深度范圍在10納米到5微米之間。
3. 如權(quán)利要求1所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征 在于所述第二深度范圍在5納米到2微米之間。
4. 如權(quán)利要求1所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征 在于所述第二導(dǎo)電類型的原子為砷、磷、銻、鉍、硫、硒、碲、碘、硼、鋁、鉀、銦、鉈、鋰、鉀、鈉、 鈹、鎂、鈣、銀中的一種或者多種。
5. 如權(quán)利要求1所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征在于步驟2)中沉積所述摻雜層的方法為氣相沉積法、濺射法、原子層沉積法及溶膠-凝膠 法中的一種。
6. 如權(quán)利要求1所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征在于所述介質(zhì)材料是電阻率高于1歐姆 米的材料。
7. 如權(quán)利要求1所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征在于所述高溫退火處理?xiàng)l件為溫度在30(TC到150(TC之間，退火時(shí)間在1分鐘到48小時(shí)之間。
8. —種具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征在于包括步驟1) 在第一導(dǎo)電類型的襯底上，采用側(cè)墻工藝制造出互相獨(dú)立的字線，并使各字線之間 具有第一深度的淺溝道隔離槽；2) 在每一具有第一深度的淺溝道隔離槽沉積能阻擋原子擴(kuò)散的阻擋材料，并通過回刻 工藝把覆蓋在各字線上方和上述具有第一深度的淺溝道隔離槽側(cè)壁的所述阻擋材料去除， 使所述阻擋材料僅覆蓋具有第一深度的淺溝道隔離槽的底部；3) 在所形成的結(jié)構(gòu)表面沉積含有第二導(dǎo)電類型原子的材料，并把覆蓋在各字線上方和 所述具有第一深度的淺溝道隔離槽槽口處的含有第二導(dǎo)電類型原子的材料去除，采用材料 中的所述第二導(dǎo)電原子在高溫退火的條件下應(yīng)能擴(kuò)散到字線中；4) 采用包括高溫退火在內(nèi)的處理使所述第二導(dǎo)電類型原子擴(kuò)散至所述各字線中；5) 采用刻蝕法將所述具有第一深度的淺溝道隔離槽中含有第二導(dǎo)電類型原子的材料 去除；6) 采用離子注入和光刻法在所述各位線上方形成兩層不同導(dǎo)電類型的薄層以與摻雜 有第二導(dǎo)電類型原子的字線之間形成二極管結(jié)構(gòu)，并采用側(cè)墻工藝使同一字線上方的各個(gè) 二極管之間被具有第二深度的淺溝道隔離槽分隔開，同時(shí)所述第二深度小于所述第一深 度；7) 采用介質(zhì)材料填充各淺溝道隔離槽，并進(jìn)行平坦化工藝處理以形成二極管陣列。
9. 如權(quán)利要求8所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征 在于所述第一深度范圍在10納米到5微米之間。
10. 如權(quán)利要求8所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特 征在于所述第二深度范圍在5納米到2微米之間。
11. 如權(quán)利要求8所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特 征在于所述第二導(dǎo)電類型原子為砷、磷、銻、鉍、硫、硒、碲、碘、硼、鋁、鉀、銦、鉈、鋰、鉀、鈉、 鈹、鎂、鈣、銀中的一種或者多種。
12. 如權(quán)利要求8所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特 征在于步驟2)中沉積含有第二導(dǎo)電物質(zhì)材料的方法為氣相沉積法、濺射法、原子層沉積 法及溶膠-凝膠法中的一種。
13. 如權(quán)利要求8所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征在于所述介質(zhì)材料是電阻率高于1歐姆 米的材料。
14. 如權(quán)利要求8所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特 征在于所述高溫退火處理?xiàng)l件為溫度在30(TC到150(TC之間，退火時(shí)間在1分鐘到48小 時(shí)之間。
15. —種具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征在于包括步驟1) 在第一導(dǎo)電類型的襯底上，采用側(cè)墻工藝制造出互相獨(dú)立的字線，并使各字線之間具有第一深度的淺溝道隔離槽；2) 通過離子注入在所述各字線底部形成第二導(dǎo)電類型的摻雜層；3) 再采用離子注入在所述第二導(dǎo)電類型的摻雜層上方形成第一導(dǎo)電類型摻雜層；4) 采用側(cè)墻工藝和光刻工藝，在各字線上方形成分立的二極管，使同一字線上方的二極管被具有第二深度的淺溝道隔離槽分隔開，且所述第二深度小于所述第一深度；5) 采用介質(zhì)材料填充各淺溝道隔離槽，并進(jìn)行平坦化工藝處理以形成二極管陣列。
16. 如權(quán)利要求15所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征在于所述第一深度范圍在10納米到5微米之間。
17. 如權(quán)利要求15所述的具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其特征在于所述第二深度范圍在5納米到2微米之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有雙淺溝道隔離槽的高密度二極管陣列的制造方法，其首先在具有第一導(dǎo)電類型的襯底上采用側(cè)墻技術(shù)等工藝手段制作出相互獨(dú)立的字線陣列，并使各字線由較深的淺溝道隔離槽(STI)隔離，再通過沉積及光刻等工藝，在每一STI的底部及部分側(cè)壁，沉積含有易擴(kuò)散第二導(dǎo)電類型原子的材料層，接著采用高溫退火等處理方法使上述材料層中的第二導(dǎo)電類型原子擴(kuò)散至相應(yīng)各字線中，然后再采用離子注入及光刻等工藝在各字線上形成兩層不同導(dǎo)電類型的薄層，并再次采用側(cè)墻技術(shù)等工藝手段分離處于同一字線上的各二極管，且使各二極管之間被較淺的STI所分離，最后進(jìn)行介質(zhì)材料填充及平坦化形成二極管陣列，此方法制作的二極管陣列密度高，成本具有一定優(yōu)勢。
文檔編號(hào)H01L21/70GK101752312SQ20081020394
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者劉波, 宋志棠, 封松林, 張挺 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所