[發(fā)明專利]具有埋入襯底的柵的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器晶體管及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580038056.5
• 申請日: 2005-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN101057322A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·唐;G·哈勒;K·布朗;T·E·艾倫三世
• 申請（專利權(quán)）人: 微米技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8242
• 分類號(hào): H01L21/8242;H01L21/336;H01L27/108;H01L29/78
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王允方;劉國偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及形成半導(dǎo)體構(gòu)造(如存儲(chǔ)電路)的方法，具體涉及形成存儲(chǔ)單元、DRAM和晶體管的方法。

背景技術(shù)

由于集成電路的尺寸持續(xù)縮小，因此要繼續(xù)努力尋找形成集成電路結(jié)構(gòu)和有關(guān)集成電路的新穎方法，所述新穎方法對目前使用的這些方法以及因此形成得到的結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)。一種類型的集成電路是存儲(chǔ)電路和陣列。這種電路已經(jīng)并將繼續(xù)成為集中努力減小電路尺寸、提高這種電路得以操作的速度、以及維持或增強(qiáng)該電路實(shí)施其存儲(chǔ)功能能力方面的焦點(diǎn)。行業(yè)設(shè)計(jì)者不斷地探索在未犧牲陣列性能的情況下減小存儲(chǔ)電路尺寸的方法。

一種這樣的方法是改進(jìn)與存儲(chǔ)電路結(jié)合的晶體管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。晶體管結(jié)構(gòu)或器件大量用于半導(dǎo)體電路。例如，晶體管結(jié)構(gòu)可以結(jié)合進(jìn)存儲(chǔ)電路(例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM))和邏輯電路。DRAM電路通常包括通過分別被稱為字線和數(shù)位線(位線)的若干行和列互連的存儲(chǔ)單元的陣列。典型的DRAM存儲(chǔ)單元包含與電荷存儲(chǔ)器件或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件(如電容器件)相連的晶體管結(jié)構(gòu)。

典型的晶體管結(jié)構(gòu)包含一對源/漏區(qū)之間的溝道區(qū)和被配置成可通過溝道區(qū)使源/漏區(qū)彼此電連接的柵。在半導(dǎo)體構(gòu)造中使用的晶體管構(gòu)造將被半導(dǎo)體襯底所支持。半導(dǎo)體襯底將具有可以被認(rèn)為是限定水平方向或水平表面的主要表面。基于溝道區(qū)相對于半導(dǎo)體襯底的主要表面的取向，可將晶體管器件分成兩個(gè)大類。具體地說，具有主要平行于襯底的主要表面的溝道區(qū)的晶體管結(jié)構(gòu)被稱為平面晶體管結(jié)構(gòu)，并且具有通常垂直于襯底的主要表面的溝道區(qū)的晶體管結(jié)構(gòu)被稱為垂直晶體管結(jié)構(gòu)。因?yàn)榫w管器件的源和漏區(qū)之間的電流發(fā)生通過溝道區(qū)，基于電流方向以及溝道區(qū)的通常取向可將平面晶體管器件和垂直晶體管器件區(qū)分開來。具體地說，垂直晶體管器件是其中器件的源和漏區(qū)之間的電流主要基本上垂直于半導(dǎo)體襯底的主要表面的器件，并且平面晶體管器件是其中源和漏區(qū)之間的電流主要平行于半導(dǎo)體襯底的主要表面的器件。

由于其中利用垂直晶體管器件可獲得相對于平面晶體管器件的壓縮密度方面的優(yōu)勢，在可以將垂直晶體管器件結(jié)合進(jìn)集成電路應(yīng)用的方法的開發(fā)方面存在有持續(xù)的興趣。在試圖生產(chǎn)半導(dǎo)體應(yīng)用所希望的大量垂直晶體管器件陣列同時(shí)維持器件的適當(dāng)性能特征時(shí)通常會(huì)遭遇到困難。例如，所提供的用于形成垂直晶體管器件的方法包括形成或生長自半導(dǎo)體襯底的主要或水平表面向上延伸的外延硅柱或支柱。在垂直晶體管器件的現(xiàn)有設(shè)計(jì)中，外延硅柱或支柱被用作晶體管溝道。然而，該設(shè)計(jì)產(chǎn)生若干問題。例如，伴隨潛在的單元泄漏問題，高缺陷密度產(chǎn)生。另外，該設(shè)計(jì)促進(jìn)了晶體管溝道中的浮體效應(yīng)，其復(fù)雜化并增加了控制晶體管的柵閾值電壓的難度。因此，期望開發(fā)用于改進(jìn)和/或至少減少或減輕這些問題的、制造垂直晶體管器件的新方法。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)方面，本發(fā)明包含包括有半導(dǎo)體襯底的晶體管器件。該器件還包括形成的在半導(dǎo)體襯底內(nèi)延伸的柵、在柵上方形成的柵介質(zhì)、在柵的相對側(cè)形成的一對源/漏區(qū)、以及在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成的溝道區(qū)。

在另一個(gè)方面，本發(fā)明包含包括有半導(dǎo)體襯底的晶體管器件，所述半導(dǎo)體襯底具有上表面。一對源/漏區(qū)在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成。溝道區(qū)在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成并且通常相對于半導(dǎo)體襯底的上表面垂直延伸。柵在源/漏區(qū)對之間形成。

在又一個(gè)方面，本發(fā)明包含半導(dǎo)體構(gòu)造，所述半導(dǎo)體構(gòu)造包括自半導(dǎo)體襯底的上表面向上延伸的傳導(dǎo)柱。源/漏區(qū)在半導(dǎo)體襯底內(nèi)傳導(dǎo)柱下面形成并且與傳導(dǎo)柱電耦合。晶體管溝道在源/漏區(qū)的下面延伸并且柵在半導(dǎo)體襯底內(nèi)鄰近晶體管溝道形成。

在另一個(gè)方面，本發(fā)明包含形成半導(dǎo)體構(gòu)造的方法，所述方法包括為半導(dǎo)體襯底提供開口。氧化膜在半導(dǎo)體襯底上方在開口內(nèi)形成。傳導(dǎo)柵材料在氧化膜上方提供并且填充開口。一對擴(kuò)散區(qū)在半導(dǎo)體襯底內(nèi)柵材料的相對側(cè)上形成并且溝道區(qū)被限定為在半導(dǎo)體襯底內(nèi)通常垂直延伸。

附圖說明

下面參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。

圖1是本發(fā)明示范方面的預(yù)備處理階段時(shí)的半導(dǎo)體構(gòu)造的頂部平面片斷示意圖。

圖2是沿圖1片斷的線條2-2所作的橫截面視圖。

圖3是圖1的預(yù)備處理階段之后的處理階段時(shí)所示的圖1片斷的視圖。

圖4是沿圖3片斷的線條4-4所作的橫截面視圖。

圖5是圖3的處理階段之后的處理階段時(shí)所示的圖3片斷的視圖。

圖6是沿圖5片斷的線條6-6所作的橫截面視圖。

圖7是旋轉(zhuǎn)了90度的圖5片斷的視圖。

圖8是沿圖7片斷的線條8-8所作的橫截面視圖。