[發明專利]雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法

有效

• 申請號: 201010289920.1
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102412179A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 張超;宋志棠;萬旭東;劉波;吳關平;張挺;楊左婭;謝志峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L45/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(A)在第一導電類型的襯底上形成重摻雜的第一導電類型區域，再在該重摻雜的第一導電類型區域之上形成高摻雜的第二導電類型區域；

(B)在高摻雜的第二導電類型區域上生長外延層；

(C)采用光刻和刻蝕技術形成深至重摻雜的第一導電類型區域的第一溝道，使高摻雜的第二導電類型區域被劃分為多條字線；然后在第一溝道內側表面通過熱氧化的方法形成氧化層，之后在第一溝道內填充多晶硅作為絕緣隔離層；通過回刻工藝去除位于第一溝道頂部的多晶硅，并填入氧化物，平坦化工藝后，完成第一溝道隔離結構；

(D)采用光刻和刻蝕技術形成與第一溝道隔離結構相互垂直的位于字線之上的第二溝道；然后在第二溝道內側表面通過熱氧化的方法形成氧化層，之后在第二溝道內利用化學氣相沉積技術填充絕緣材料，平坦化工藝后，完成第二溝道隔離結構；

(E)第一溝道隔離結構和第二溝道隔離結構將外延層劃分成多個隔離區，同一條字線兩端的隔離區作為字線引出區，剩余的隔離區作為二極管陣列單元區；在二極管陣列單元區，通過曝光、離子注入和退火工藝形成二極管的P+型區和N-型區，從而形成二極管陣列單元；字線與字線之間通過第一溝道隔離結構進行隔離，同一條字線上的二極管陣列單元通過第二溝道隔離結構分隔開；

(F)對字線兩端的字線引出區進行離子注入形成字線的引線，以減少字線的引出電阻；在二極管陣列單元上方制作存儲單元并引出位線。

2.根據權利要求1所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：步驟(A)所述重摻雜的第一導電類型區域的摻雜原子為硼，高摻雜的第二導電類型區域的摻雜原子為砷、磷或銻。

3.根據權利要求1所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：步驟(B)生長外延層的厚度在0.1微米到2微米之間。

4.根據權利要求1所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：步驟(C)形成的第一溝道的深度在0.4微米到10微米之間。

5.根據權利要求1所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：步驟(D)形成的第二溝道的深度在0.1微米到2微米之間。

6.根據權利要求1所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：所述第二溝道的深度大于或等于外延層的厚度。

7.根據權利要求1所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：步驟(D)形成第二溝道隔離結構時，在完成第二溝道刻蝕并熱氧化形成氧化層后，通過離子注入的方式在第二溝道底部注入第二導電類型雜質。

8.根據權利要求7所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：所述第二溝道的深度小于外延層的厚度。

9.根據權利要求8所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：所述第二導電類型雜質為磷、砷原子。

10.根據權利要求8所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：所述第二導電類型雜質的注入深度為外延層厚度與第二溝道深度之差，注入的雜質濃度與所述高摻雜的第二導電類型區域濃度相當。

11.根據權利要求1所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：步驟(C)形成第一溝道隔離結構時，在完成第一溝道刻蝕并形成氧化層后，在第一溝道的底部離子注入第一導電類型雜質，并使該第一導電類型雜質在第一溝道的底部激活擴散。

12.根據權利要求11所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：所述第一導電類型雜質為硼或氟化硼。

13.根據權利要求1所述雙淺溝道隔離的外延二極管陣列的制備方法，其特征在于：所述存儲單元為相變存儲單元、電阻存儲單元、磁阻存儲單元或者鐵電存儲單元。