TWI249805B - Method for increasing area of trench capacitor - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 【發明領域】 本發明是有關於一種增加渠溝電容器（trench capacitor )面積之方法，且特別是有關於一種利用氮化 物再填滿（nitride refill)步驟來增加渠溝電容器面積 之方法。 【發明 動 Memory 内電容 說，電 位，若 出放大 所導致 且能更 愈大， 何增加 — 一 〇 背景】 悲隨機存取記憶體（Dynamic Rand〇in Access 以下間稱為D R A Μ )係以記憶胞（m e m 〇 r y c e 1 1 ) 的帶電荷（charging )狀態來儲存資料，也就是 容，paPacitor)是⑽龍賴以儲存訊號的心臟部 電谷器所能儲存的電荷愈多（電容值愈大），則讀 器在讀取資料時受到雜訊影響的情形（例如α粒子 的軟錯記（Soft Errors )等）將可大幅地降低， :户：減少『再補充』的頻率。換言之，即電容值 憶體内所儲存資料的穩定度就會愈高。因此，如 電谷器之電容值乃業界長期以來最重要的研究課題 本發明的主要目的就是提 capacitor )面積之方法 供一種增加渠溝 ’適用於一基板 【發明概要】 有鑑於此， 電容器（trench ，包括下列步驟

1249805 五、發明說明（2) 基板之方式形成一開口， 上部周圍部，且上诚„上述開口具有一底部周圍部及一 層露出，· 1 口係令上述基板及上述第-氧化物 去除部份露出於上述開 ^ 上述第—氮彳卜舲展；^ 之上述第一乳化物層，以於 形成述基板之間形成一第-凹部； 八 弟一虱化物層於上述第一凹部； 上述二成—第二氧化物層於上述第-氮化物層及 並形= 上部周圍部的第二氧化物層， 去除开層於上述開口之上部周圍部； 並藉由丄述= 部周圍部的第二氧化物層， 露出於上述開口的上述；m行-#刻步驟，而於 疋暴扳幵乂成一第二凹部；以及 二上述第二氮化物層及第三氮化物層。 "ϊ據上㉛之方&，就可大幅度地增加電容器之面穑， 從而有效地提高電容骂之雷交祐.、 之說化物再填滿由上述方法中 二氮化物層於第—凹部之牛二 即上述形成第 (Λ ^ 、凹邻之步驟），可保護墊氧化物層 pa 〇X1de)(即上述第一氧化層）免於發生底切 2 :二現象’並從而能對用以增加電容器面積所 使用的化學樂品有更多的選擇權。 【圖式之簡單說明] 第la圖〜第ln圖係表示用以說明本發明之增加渠溝電 容1§面積之方法的步驟流程剖面圖。 0548-7070TWF;90073;pe t e r1i ou.p t d 第6頁 1249805 五、發明說明（3) 符號說明_ 10〜基板； 22〜第一凹部； 4 〇〜開口； 44〜底部周圍部 2 0〜第一氧化物層 30〜第一氮化物層 4 2〜上部周圍部； 5 0〜第二氮化物層 6〇〜，二氧化物層；70〜光阻； 第二氮化物層；〜第二凹部。 【發明之詳細說明】 _总2讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 " ，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細欢> 明如下： 【實施例] 參照第la圖所示，首先，提供一基板1〇。其次，如第 =圖所示，沉積第一氧化物層20於上述基板1〇之表面。接 者，如第lc圖所示，沉積第一氮化物層3〇於

=〇之表面。上述基板10、第一氧化物層2〇及第一= 物：30之構成材料並未特別限制，基板1〇可由例如：矽等 ;第一氧化物層2°可由例如：二氧化矽（Si〇2)等 而第-氮化物層30可由例如：氮化石夕（Μ)等 參照第1 d圖所示，以貫通上诫钕 γ , 只、上迷第一氮化物層、 氧化物層20及基板10之方式形成開^ μ 初增別第 /力乂间口 4 〇，此開口 4 〇且右 部周圍部44及上部周圍部42，並可八L、+、# ^ ^ i』令上述基板1〇及第一 化物層20露出。 a弟

1249805 五、發明說明（4) 參”贫第1 e圖所示，蝕刻去除掉一部份露出於開口 4 〇之 第一氧化物層20，而於第一氮化物層3〇及基板1〇之間形成 ，一凹部22。接著，全面性地沉積第二氮化物層5〇於第一 氮化物層30及開口40之表面，並填滿第一凹部22，結果如 第if圖所，。再來，颠刻去除掉除了上述第一凹部22内以 外之第二氮化物層50，只留下填滿於上述第一凹部22内之 第二氮化物層50，結果如第1§圖所示。纟此處，第一氧化 物層20即為一般用來當作墊氧化物層（pad 〇xide)者， 而上述將第二氮化物層5〇沉積填滿於第一凹部Μ之步驟則 ΐ為：滿（η“Γ- refUl)步驟』，藉由此 5〇ϊ早ΪΓί:?驟』’就可利用再填滿之第二氮化物層 Id (J來保U蔓作為塾I iL化拍7展夕楚 JtL· *LZ^ 13 η Λ ,丄Λ 孔化物層之弟一乳化物層20免於在後述之 V驟中社到侵蝕而發生底切（undercu 能對後述步驟所使用的化學单σp2 ^ 1攸而 q π化子樂口口有更多樣化的使用選擇 櫂0 參照第1 h圖所示，全面姓从、、”接 唆 ^ 第-氮化物層3〇及開口二氧化物層6°於 网口 4 U之表面，再於此開口 4 〇所且 t ί ΐ郤周！部44沉積一光阻層70，結果如第1 i圖所示。 TEO 0 ^ TEOS-〇3 CVD法等。接著，氺 A ^ m m ^44 ri 先P層70為罩幕而蝕刻去除 掉底ΊΜ“外的第二氧化物層6〇，之後 阻層70 ’就會留下沉積在底部周声 6 0,結果如第U圖所示。再來，如第lk圖二示乳=層 三氮化物層80於上述開口4〇之上部周圍部42。 、第

1249805 五、發明說明（5) 參照第1 1圖所示，去除掉沉積於底部周圍部4 4之第二 氧化物層60，再藉由第三氮化物層8〇為幕罩而施行一蝕刻 步驟，而在露出於開口 40的基板10形成一第二凹部9〇，結 果如第1 m圖所示。在此處，上述餘刻步驟可使用例如··氫 氧化銨（Ν Η4 Ο Η )溶液來施行之。另外，在施行完上述餘 刻步驟之後，亦可再施行一粗糙度（roughness )改善步 驟，以更進一步改善第二凹部90表面之粗糙度，而上述粗 糙度改善步驟可藉由例如：循環使用過氧化氫（H2〇2 )溶 液及稀氫氟酸（dilute HF )溶液來施行之。 最後’如第1 η圖所示般，蝕刻去除掉第二氮化物層5 〇 及第三氮化物層80。在此處，可使用例如氫氟酸（HF )溶 液4來去除上述第二氮化物層5〇及第三氮化物層go。 另外，上述之第二氧化物層60係可由例如：二氧化矽 (Si〇2)等所構成；而第二氮化物層5〇及第三氮化物層8〇 則可由例如：氮化矽（S i N )等所構成。 依據上述本發明之方法，就可大幅度地增加電容器之 面積，從而有效地提高電容器之電容值；此外，藉由上述 方法中之氮化物再填滿（nitride refUl )步驟（即於上 述第一凹部22沉積填滿第二氮化物層5〇之步驟），可保護 作為墊氧化物層（pad oxide)之上述第一氧化物層2〇免 生底切（undercut )之現象，並從而能對用以增加電 容器面積所使用的化學藥品有更多的選擇權。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，㈣熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神

1249805 五、發明說明（6) 和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

HiBI 0548-7070TWF;90073;pe t e r1i ou.p t d 第10頁

Claims (1)

1249805 /、、申請專利範圍 1 ·—種 包括下列步 形成一 形成一 以貫通 基板之方式 上部周圍部 層露出； 增加渠溝電容器面積> + 驟： 冑之方法’適用於-基板 第一氧化物層於上述基板之 第一氮化物層於上迷第 ’ <弟—氣化物· 上述第一氮化物層、卜 "㈢之表面， ^ ^ Μ Ο，μ、+、 迷第一氧化物層及上述 形成一開口，上述開π I ^ Η Ρ、七問Γ7及人 具有一底部周圍部及一 ，且上述開口係令上沭耸k η， 上迷基板及上述第一 ^化物 上述第 去除部份露出於 氮化物層及 一第二氮化 形成 全面性地形成一 上述開口之 去除形 並形成一第 去除形 並藉由上述 露出於上述 去除上 2. 如申 之方法，其 之。 3. 如申 積之方法， 表面； 成於上述 三氮化物 成於上述 第三氮化 開口的上 述第二氮 請專利範 中上述蝕 上述開口之上iL/ 上述第一虱化物層，以於 上述基板之間形成一第一凹部； 物層於上述第一凹部； 第二氧化物層於上述第一氮化物層及 開口之上部周圍部的第二氧化物層， 層於上述開口之上部周圍部； 開口之底部周圍部的第二氧化物層， 物層為幕罩而施行一姓刻步驟，而於 述基板形成一第二凹部；以及 化物層及第三氮化物層。 圍第1項所述之增加渠溝電容器面積 刻步驟係使用氫氧化銨溶液來施行 請專利範圍第1項或所述之增加渠溝電容器面 其中上述餘刻步驟更包括有：一粗糙度改善步

1249805 六、申請專利範圍 1 驟，上述粗糙度改善步驟係藉由循環使用過氧 稀氫氟酸溶液來施行之。 ° 化氧溶液及 4·如申請專利範圍第1項所述之增加渠溝電容 之方法，其中上述基板係由矽所構成。 σ面積 5·如申請專利範圍第1項所述之增加渠溝電容器面積 之方法，其中上述第一氧化物層、第二氧化物層係由二氧 化矽（Si02 )所構成。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之增加渠溝電容器面積 之方法，其中上述第一氮化物層、第二氮化物層及第三 化物層係由氣化石夕（SiN )所構成。

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