埋入式字線及其隔離結構的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種埋入式字線及其隔離結構的制造方法，且特別涉及一種自行對準埋入式字線的制造方法。
【背景技術】
[0002]為提升動態(tài)隨機存取存儲器的集成度以加快元件的操作速度，以及符合消費者對于小型化電子裝置的需求，近年來發(fā)展出埋入式字線動態(tài)隨機存取存儲器(buried wordline DRAM)，以滿足上述種種需求。
[0003]但是隨著存儲器的集成度增加，字線間距和存儲器陣列的隔離結構都會不斷縮小，導致種種不良影響。譬如存儲器之間的泄漏(Cell-to-cell leakage)、字線之間的干擾(又稱 Row Hammer)、讀寫時間失效(tWR failure)、保持失效(retent1n failure)、位線皁禹合失效(Bit Line coupling failure)等。
[0004]因此，目前針對字線之間的干擾，有采用比埋入式字線還要深的隔離結構來改善上述問題的辦法。但是，如此一來就必須改變原有的隔離結構制造工藝，將一道同時形成字線和隔離結構的光刻制造工藝，改為至少兩道的光刻制造工藝，一道是制作較深的隔離結構，另一道是制作隔離結構之間的埋入式字線。
[0005]然而，因為元件本身的尺寸很小，所以往往會因為光刻制造工藝中的微小偏移，而導致埋入式字線與隔離結構之間的距離產(chǎn)生變化，而影響有源區(qū)的面積，嚴重者會因為面積變小而使阻值增加，進而影響元件本身的效能。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明提供一種埋入式字線及其隔離結構的制造方法，能制作出自行對準的埋入式字線，以確保元件有源區(qū)內的面積符合規(guī)定。
[0007]本發(fā)明的埋入式字線及其隔離結構的制造方法，包括在一基板的表面上形成一多層掩膜結構，以露出部分基板，其中多層掩膜結構至少包括一第一氧化層、第一氮化層與一第二氧化層。以上述多層掩膜結構為蝕刻掩膜，蝕刻去除暴露出的基板，以形成多個隔離結構溝槽。在隔離結構溝槽內形成隔離材料，且隔離材料的頂部低于第二氧化層的表面。在隔離結構溝槽內的隔離材料上分別形成第一多晶硅層，再移除多層掩膜結構內的第二氧化層，以使上述第一多晶硅層凸出于第一氮化層。在第一多晶硅層的側壁形成多晶硅間隔壁，然后在第一氮化層、第一多晶硅層與多晶硅間隔壁上共形地沉積一第三氧化層，以形成多個自行對準溝槽。在自行對準溝槽內形成第二多晶硅層，并露出第三氧化層的頂面。接著，以第二多晶硅層、第一多晶硅層與多晶硅間隔壁為蝕刻掩膜，蝕刻去除露出的第三氧化層、多層掩膜結構內的第一氮化層與第一氧化層，并持續(xù)蝕刻至基板內，以形成多個埋入式字線溝槽。在埋入式字線溝槽內形成埋入式字線。
[0008]基于上述，本發(fā)明利用先形成埋入式字線的隔離結構，再另外制作凸出的多晶硅層及多晶硅間隔壁，來形成自行對準的溝槽，以利后續(xù)形成埋入式字線。因此，本發(fā)明能避免傳統(tǒng)因光刻制造工藝的對不準導致的埋入式字線偏移，并進而有效降低字線之間的干擾。
[0009]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0010]圖1A至圖1J是依照本發(fā)明的一實施例的一種埋入式字線及其隔離結構的制造流程剖面圖。
[0011]其中，附圖標記說明如下:
[0012]100:基板
[0013]100a:表面
[0014]102:多層掩膜結構
[0015]104:第一氧化層
[0016]106:第一氮化層
[0017]108:第二氧化層
[0018]110:碳層
[0019]112:氮氧化硅層
[0020]114:有源區(qū)隔離結構
[0021]116:有源區(qū)
[0022]118:掩膜層
[0023]120:第一溝槽
[0024]122:隔離結構溝槽
[0025]124:隔離材料
[0026]124a:頂部
[0027]126、134:多晶硅層
[0028]128:多晶硅間隔壁
[0029]130:第三氧化層
[0030]130a:頂面
[0031]132:自行對準溝槽
[0032]136:埋入式字線溝槽
[0033]138:柵極氧化層
[0034]140:埋入式字線
[0035]142:第二氮化層
[0036]d:距離
[0037]t:厚度
【具體實施方式】
[0038]本文中請參照附圖，以便更加充分地體會本發(fā)明的概念，隨附附圖中顯示本發(fā)明的實施例。但是，本發(fā)明還可采用許多不同形式來實踐，且不應將其解釋為限于底下所述的實施例。實際上，提供實施例僅為使本發(fā)明更將詳盡且完整，并將本發(fā)明的范疇完全傳達至所屬技術領域中的技術人員。
[0039]在附圖中，為明確起見可能將各層以及區(qū)域的尺寸以及相對尺寸作夸張的描繪。
[0040]圖1A至圖1J是依照本發(fā)明的一實施例的一種埋入式字線及其隔離結構的制造流程圖。
[0041]請參照圖1A的第⑴部分與第(II)部分，其中第⑴部分是俯視圖、第(II)部分則是第(I)部分的I1-1I線段的剖面示意圖。在一基板100的表面100a上形成多層掩膜結構102，并露出部分基板100，其中多層掩膜結構102至少包括一第一氧化層104、第一氮化層106與一第二氧化層108。而且，因為后續(xù)要蝕刻形成較深的溝槽，所以多層掩膜結構102還可選擇性地于第二氧化層上形成碳層110以及/或是形成于碳層110上的氮氧化硅(S1N)層 112。
[0042]另外，在圖1A的第⑴部分中顯示有有源區(qū)隔離結構114，這個有源區(qū)隔離結構114能與后續(xù)形成的隔離結構，將基板100區(qū)分成多個有源區(qū)116。然后，為了圖案化多層掩膜結構102，可在多層掩膜結構102上形成光致抗蝕劑之類的掩膜層118，并進行蝕刻等步驟，以形成露出基板100的第一溝槽120。隨后可移除掩膜層118，但本發(fā)明并不限于此。
[0043]然后，請參照圖1B，以多層掩膜結構102為蝕刻掩膜，蝕刻去除暴露出的基板100，以形成多個隔離結構溝槽122，其深度例如在數(shù)百納米之間。在形成隔離結構溝槽122之后，還可去除圖1A中的氮氧化硅層112與碳層110。
[0044]隨后，請參照圖1C，在隔離結構溝槽122內填滿隔離材料(isolat1nmaterial) 124，其中填滿隔離材料124的方法例如原子層沉積(ALD)或低壓化學氣相沉積(LPCVD)等方式，沉積如氮化硅的隔離材料。此時，隔離材料124也會填入第一溝槽120，并通過譬如CMP之類的平坦化步驟，將第一溝槽120以外的隔離材料124去除。
[0045]然后，請參照圖1D的第⑴部分與第(II)部分，其中第⑴部分是俯視圖、第(II)部分則是第(I)部分的I1-1I線段的剖面示意圖。隔離材料124經(jīng)過回蝕刻，使其頂部124a低于第二氧化層108的表面。此外，在不影響整體制造工藝的情形下，隔離材料124的頂部124a可設定在第一氮化層106之上、或者介于第一氮化層106的范圍內(即，與第一氮化層106的頂面等高、稍低于第一氮化層106的頂面、或略高于第一氮化層106的底面等位置)。上述針對隔離材料124的回蝕刻，例如干蝕刻或利用熱磷酸來進行濕式蝕刻。隨后，在隔離結構溝槽122內的隔離材料1