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一種動態(tài)存儲器的形成方法及動態(tài)存儲器與流程

文檔序號:40562637發(fā)布日期:2025-01-03 11:22閱讀:8來源:國知局
一種動態(tài)存儲器的形成方法及動態(tài)存儲器與流程

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體,特別涉及一種動態(tài)存儲器的形成方法及動態(tài)存儲器。


背景技術(shù):

1、動態(tài)隨機存取存儲器(dynamic?random?access?memory,dram)是一種半導(dǎo)體存儲器,主要的作用原理是利用電容內(nèi)存儲電荷的多少來代表一個二進制字節(jié)是1還是0。dram的基本單元非常簡單,通常為一個晶體管串聯(lián)一個電容,通過晶體管來控制電容存入或者擦除電子,從而控制信息的傳遞,一個dram基本單元只能存儲一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。現(xiàn)有的一種dram的存儲單元是由一個mos管和一個電容組成的記憶電路,其中mos管用作開關(guān),電容用作存儲介質(zhì)。dram的電容一般采用堆疊式或溝槽式的方式形成,優(yōu)點是占地面積小,可以做到大容量,有很大的密度。但是其密度受到金屬連線的影響,具有密度極限。隨著芯片輸入輸出的數(shù)據(jù)量越來越大,信息芯片對dram的數(shù)量要求越來越多,但是這樣會占用芯片大量的面積。因此對高密度的dram設(shè)計提出了更高的要求。


技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種動態(tài)存儲器的形成方法,包括:

2、根據(jù)第一光刻圖形刻蝕第一襯底,形成由第一溝槽間隔的硅柱結(jié)構(gòu);

3、以所述硅柱結(jié)構(gòu)作為電容極板,形成存儲電容,并于所述硅柱結(jié)構(gòu)上方形成垂直轉(zhuǎn)移柵極結(jié)構(gòu)。

4、進一步地,形成所述硅柱結(jié)構(gòu)之后,還包括:對所述第一襯底底部進行化學(xué)機械研磨,直至使各所述硅柱結(jié)構(gòu)互相電學(xué)隔離。

5、進一步地,提供高濃度摻雜的第二襯底,所述第二襯底位于所述第一襯底下部,且摻雜類型與所述硅柱結(jié)構(gòu)相反,在形成所述硅柱結(jié)構(gòu)時,刻蝕所述第一襯底至一定深度,使各所述硅柱結(jié)構(gòu)互相電學(xué)隔離,以優(yōu)化所述存儲電容的性能。

6、進一步地,至少部分所述硅柱結(jié)構(gòu)的上部之間通過連接結(jié)構(gòu)相互連接,以提供支撐,防止所述硅柱結(jié)構(gòu)傾倒。

7、進一步地,根據(jù)所述第一光刻圖形形成硬掩模層,根據(jù)所述硬掩模層刻蝕所述第一襯底形成所述連接結(jié)構(gòu),所述連接結(jié)構(gòu)至少包括所述硬掩模層或所述硬掩模層與部分所述第一襯底的組合。

8、進一步地,所述根據(jù)所述硬掩模層刻蝕所述第一襯底形成所述連接結(jié)構(gòu)包括:

9、根據(jù)所述硬掩模層,刻蝕所述第一襯底,通過調(diào)整刻蝕的工藝條件,形成所述第一溝槽及所述硅柱結(jié)構(gòu),同時使所述硬掩模層或所述硬掩模層與部分所述第一襯底的組合形成所述連接結(jié)構(gòu)。

10、進一步地,所述根據(jù)所述硬掩模層刻蝕所述第一襯底形成所述連接結(jié)構(gòu)包括:

11、根據(jù)所述硬掩模層刻蝕所述第一襯底,形成第二溝槽;

12、于所述第二溝槽表面形成第一介質(zhì)層;

13、刻蝕所述第二溝槽底部的所述第一介質(zhì)層及所述第一襯底,形成第三溝槽;

14、采用各向同性刻蝕,向兩側(cè)加寬所述第三溝槽,形成所述第一溝槽及所述硅柱結(jié)構(gòu),同時通過所述第一介質(zhì)層保護,使所述硬掩模層與部分所述第一襯底的組合形成所述連接結(jié)構(gòu)。

15、進一步地,所述根據(jù)所述硬掩模層刻蝕所述第一襯底形成所述連接結(jié)構(gòu)包括:

16、根據(jù)所述硬掩模層刻蝕所述第一襯底,形成第二溝槽;

17、于所述第二溝槽表面形成第一介質(zhì)層;

18、繼續(xù)刻蝕所述第一介質(zhì)層底部及所述第一襯底,通過調(diào)整刻蝕的工藝條件,形成所述第一溝槽及所述硅柱結(jié)構(gòu),同時通過所述第一介質(zhì)層保護,使所述硬掩模層與部分所述第一襯底的組合形成所述連接結(jié)構(gòu)。

19、進一步地,在形成所述第一溝槽之后,通過至少一次外延工藝使所述第一溝槽底部的寬度縮小,以提高電容值。

20、進一步地,在所述通過至少一次外延工藝使所述第一溝槽底部的寬度縮小之后,通過所述第一光刻圖形自對準(zhǔn)地再次刻蝕,使所述第一溝槽上部的寬度增加,以優(yōu)化后續(xù)工藝。

21、進一步地,所述于所述硅柱結(jié)構(gòu)上方形成垂直轉(zhuǎn)移柵極結(jié)構(gòu)包括:

22、于所述第一溝槽表面形成第二介質(zhì)層;

23、于所述第二介質(zhì)層中填充多晶硅,形成多晶硅層;

24、根據(jù)第二光刻圖形,刻蝕所述多晶硅層及所述第一襯底,通過控制刻蝕選擇比,使所述多晶硅層的表面低于所述第一襯底,形成第五溝槽;

25、于所述第五溝槽填充介質(zhì),形成第三介質(zhì)層,所述第三介質(zhì)層形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu),并形成有源區(qū);

26、根據(jù)第三光刻圖形,刻蝕所述有源區(qū)側(cè)壁的所述第三介質(zhì)層,使所述有源區(qū)側(cè)邊的硅露出,形成垂直轉(zhuǎn)移溝道;

27、形成第四介質(zhì)層并填充多晶硅,形成多晶硅柵極。

28、進一步地,以所述有源區(qū)作為所述動態(tài)存儲器的位線。

29、進一步地,以所述多晶硅柵極作為所述動態(tài)存儲器的字線。

30、本發(fā)明還提供一種動態(tài)存儲器,采用如前述的動態(tài)存儲器的形成方法形成。

31、本發(fā)明提出了一種工藝步驟簡單、能夠形成高密度溝槽電容作為存儲電容的方案,本方案集成密度高,并能夠兼容圖像傳感器的形成工藝,適用性廣泛。同時,本方案能夠利用多晶硅柵極與有源區(qū)域作為字線和位線的連接,突破了傳統(tǒng)的電容密度極限。



技術(shù)特征:

1.一種動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,包括:

2.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,形成所述硅柱結(jié)構(gòu)之后,還包括:對所述第一襯底底部進行化學(xué)機械研磨,直至使各所述硅柱結(jié)構(gòu)互相電學(xué)隔離。

3.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,提供高濃度摻雜的第二襯底,所述第二襯底位于所述第一襯底下部,且摻雜類型與所述硅柱結(jié)構(gòu)相反,在形成所述硅柱結(jié)構(gòu)時,刻蝕所述第一襯底至一定深度,使各所述硅柱結(jié)構(gòu)互相電學(xué)隔離,以優(yōu)化所述存儲電容的性能。

4.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,至少部分所述硅柱結(jié)構(gòu)的上部之間通過連接結(jié)構(gòu)相互連接,以提供支撐,防止所述硅柱結(jié)構(gòu)傾倒。

5.如權(quán)利要求4所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,根據(jù)所述第一光刻圖形形成硬掩模層,根據(jù)所述硬掩模層刻蝕所述第一襯底形成所述連接結(jié)構(gòu),所述連接結(jié)構(gòu)至少包括所述硬掩模層或所述硬掩模層與部分所述第一襯底的組合。

6.如權(quán)利要求5所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,所述根據(jù)所述硬掩模層刻蝕所述第一襯底形成所述連接結(jié)構(gòu)包括:

7.如權(quán)利要求5所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,所述根據(jù)所述硬掩模層刻蝕所述第一襯底形成所述連接結(jié)構(gòu)包括:

8.如權(quán)利要求5所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,所述根據(jù)所述硬掩模層刻蝕所述第一襯底形成所述連接結(jié)構(gòu)包括:

9.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,在形成所述第一溝槽之后,通過至少一次外延工藝使所述第一溝槽底部的寬度縮小,以提高電容值。

10.如權(quán)利要求9所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,在所述通過至少一次外延工藝使所述第一溝槽底部的寬度縮小之后,通過所述第一光刻圖形自對準(zhǔn)地再次刻蝕,使所述第一溝槽上部的寬度增加,以優(yōu)化后續(xù)工藝。

11.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,所述于所述硅柱結(jié)構(gòu)上方形成垂直轉(zhuǎn)移柵極結(jié)構(gòu)包括:

12.如權(quán)利要求11所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,以所述有源區(qū)作為所述動態(tài)存儲器的位線。

13.如權(quán)利要求11所述的動態(tài)存儲器的形成方法,其特征在于,以所述多晶硅柵極作為所述動態(tài)存儲器的字線。

14.一種動態(tài)存儲器,其特征在于,采用如權(quán)利要求1~13所述的動態(tài)存儲器的形成方法形成。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種動態(tài)存儲器的形成方法,包括:根據(jù)第一光刻圖形刻蝕第一襯底,形成由第一溝槽間隔的硅柱結(jié)構(gòu);以所述硅柱結(jié)構(gòu)作為電容極板,形成存儲電容,并于所述硅柱結(jié)構(gòu)上方形成垂直轉(zhuǎn)移柵極結(jié)構(gòu)。本發(fā)明工藝步驟簡單,能夠形成高密度溝槽電容作為存儲電容,集成密度高,并能夠兼容圖像傳感器的形成工藝,適用性廣泛。同時,本方案能夠利用多晶硅柵極與有源區(qū)域作為字線和位線的連接,突破了傳統(tǒng)的電容密度極限。

技術(shù)研發(fā)人員:彭文冰,黃琨
受保護的技術(shù)使用者:格科微電子(上海)有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/2
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