半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),包含有一半導(dǎo)體基底；一有源區(qū),位于所述半導(dǎo)體基底中；兩條溝槽,截穿過所述有源區(qū)并將所述有源區(qū)隔成一有源極區(qū)和兩個(gè)漏極區(qū)；一馬鞍形的N+/N-/N+結(jié)構(gòu),位于所述有源區(qū)的所述有源極區(qū)中；以及兩個(gè)N+漏極摻雜井分別位于所述兩個(gè)漏極區(qū)中。
【專利說明】
半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種改良的半導(dǎo)體存儲裝置，能夠在操作所述存儲裝置時(shí)抑制字線-字線干擾(WL-WL disturb)或位線-位線耦合(BL-BLcoupling)。此外，亦揭露制作所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知，存儲器單元布局隨著產(chǎn)品的需求以及高集成度、高性能和低功耗的趨勢不斷的微縮化。
[0003]傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)布局，包括字線，其垂直于位線。兩個(gè)字線可以通過一個(gè)相同的有源區(qū)，形成一種有源區(qū)有兩個(gè)晶體管的結(jié)構(gòu)。有源區(qū)的長度方向可與字線相交成一個(gè)銳角。位線接觸插塞位于所述兩個(gè)晶體管之間，并電連接到一個(gè)位線。位線電性耦接至源極摻雜井，其通常由所述兩個(gè)晶體管共享。
[0004]然而，上述DRAM組態(tài)容易遇到所謂的字線-字線干擾(WL-WL disturb)，當(dāng)相鄰存儲胞其中一個(gè)在操作中改變了儲存于其它相鄰存儲胞的信息狀態(tài)時(shí)，即發(fā)生字線-字線干擾錯(cuò)誤。于是，在DRAM技術(shù)領(lǐng)域中，仍需要一種改進(jìn)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，能夠減少WL-WL干擾故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明一實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包含有一半導(dǎo)體基底；一有源區(qū)，位于所述半導(dǎo)體基底中；兩條溝槽，截穿過所述有源區(qū)并將所述有源區(qū)區(qū)隔成一有源極區(qū)和兩個(gè)漏極區(qū)；一馬鞍形的N+/N-/N+結(jié)構(gòu)，位于所述有源區(qū)的所述有源極區(qū)中；以及兩個(gè)N+漏極摻雜井分別位于所述兩個(gè)漏極區(qū)中。
[0006]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，另包含有兩個(gè)溝槽柵極分別埋設(shè)在所述兩條溝槽的下部。所述兩個(gè)溝槽柵極包含有氮化鈦(TiN)層和鎢(W)層。一介電層，填滿所述兩條溝槽的上部。
[0007]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，所述馬鞍形的N+/N-/N+結(jié)構(gòu)包括一 N+源極摻雜井、兩個(gè)分開的N+延伸區(qū)域，以及一 N-井126，設(shè)于所述N+源極摻雜井下方且設(shè)置在所述兩個(gè)N+延伸區(qū)域之間。所述兩個(gè)N+延伸區(qū)域分別沿著所述兩條溝槽的彼此相面?zhèn)缺谙蛳卵由臁?br>[0008]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，所述兩個(gè)N+延伸區(qū)域分別與所述溝槽柵極部分重疊。
【附圖說明】
[0009]圖1例示一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0010]圖2是沿圖1的線Ι-Γ截取的示意性剖視圖。
[0011]圖3例示本發(fā)明另一實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0012]圖4至圖7例示制作圖2中半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。
[0013]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0014]I半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)
[0015]Ia半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)
[0016]10有源區(qū)
[0017]12 N+源極摻雜井
[0018]12’ N+摻雜井
[0019]12” N+摻雜井
[0020]14、16 N+漏極摻雜井
[0021]20隔離區(qū)域
[0022]50 位線
[0023]100半導(dǎo)體基底
[0024]102 溝槽
[0025]110溝槽柵極
[0026]112柵極介電層
[0027]114氮化鈦層
[0028]116 鎢層
[0029]122、124 N+延伸區(qū)域
[0030]126 N-井
[0031]126a N+/N -接面
[0032]130凹陷通道
[0033]202 溝槽
[0034]210溝槽柵極
[0035]212柵極介電層
[0036]214氮化鈦層
[0037]216 鎢層
[0038]230凹陷通道
[0039]310介電層
[0040]312位線接觸
[0041]400自對準(zhǔn)離子注入制造工藝
[0042]402硬屏蔽層
[0043]404圖案化介電層
[0044]404a 開口
[0045]406間隙壁層
[0046]dl、d2、d3 接面深度
[0047]T1、T2 晶體管
[0048]WLU WL2 字線
[0049]BL 位線
[0050]S有源極區(qū)
[0051]D漏極區(qū)
[0052]P 間距
[0053]w橫向接面深
[0054]C1、C2 電容器
[0055]BLC位線接觸
【具體實(shí)施方式】
[0056]在下面的描述中，已提供許多具體細(xì)節(jié)以便徹底理解本發(fā)明。然而，很明顯，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明還是可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。此外，一些公知的系統(tǒng)配置和制造工藝步驟沒有被巨細(xì)靡遺的披露出來，因?yàn)檫@些應(yīng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。
[0057]同樣地，例示的裝置的實(shí)施例的附圖是半示意且未按比例繪制，并且，附圖中為了清楚呈現(xiàn)，某些尺寸可能被放大。此外，公開和描述多個(gè)實(shí)施例中具有通用的某些特征時(shí)，相同或類似的特征通常以相同的附圖標(biāo)記描述，以方便于說明和描述。
[0058]請參考圖1和圖2。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，圖1例不一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I的俯視圖。圖2是沿圖1的線Ι-Γ截取的示意性剖面圖。如圖1和圖2中所示，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I被制造在有源區(qū)10上，通過隔離區(qū)域20，諸如淺溝槽隔離(STI)區(qū)域，包圍有源區(qū)10。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I包括兩個(gè)串聯(lián)連接的晶體管Tl和T2，嵌入在有源區(qū)10。晶體管Tl和T2也被稱為具有埋入柵極和凹陷通道的溝槽柵極晶體管。但是應(yīng)當(dāng)理解的是，為簡化說明，存儲器矩陣中的其它有源區(qū)被省略了。各擴(kuò)散區(qū)的導(dǎo)電型僅為例示。
[0059]從圖1中可以看出，兩個(gè)平行的字線WLl和WL2可以穿過有源區(qū)10并將有源區(qū)10區(qū)隔成為三個(gè)部分:一有源極區(qū)(S)和兩個(gè)漏極區(qū)(D)，其中，所述有源極區(qū)(S)位于兩個(gè)平行的字線WLl和WL2之間。兩個(gè)平行的字線WLl和WL2可以沿第一方向延伸，例如，參考y軸，且兩個(gè)平行的字線WLl和WL2可以與細(xì)長的有源區(qū)10的長度方向以銳角相交。兩個(gè)平行的字線WLl和WL2均埋在半導(dǎo)體基底100中，其中半導(dǎo)體基底100可以包括，但不限于，P型硅基底。
[0060]如圖1和圖2所示，N+源極摻雜井12形成在有源極區(qū)⑶。N+漏極摻雜井14和N+漏極摻雜井16形成在漏極區(qū)(D)，其相對于N+源極摻雜井12。晶體管Tl包括溝槽柵極I1僅位于溝槽102的下部。在溝槽102的上部填充有介電層310根據(jù)該實(shí)施例，溝槽柵極110是字線WLl的一部分，其可以包括氮化鈦(TiN)層114和鎢(W)層116。應(yīng)當(dāng)理解的是，也可使用其它柵極材料。柵極介電層112，如氧化硅層至少被設(shè)置在溝槽柵極110和半導(dǎo)體基底100之間。晶體管Tl進(jìn)一步包括N+漏極摻雜井16和N+源極摻雜井12。
[0061]同樣地，晶體管T2包括溝槽柵極210僅位于溝槽202的下部。溝槽202的上部填充有介電層310。根據(jù)該實(shí)施例，溝槽柵極210，它是字線WL2的一部分，可以包括氮化鈦(TiN)層214和鎢(W)層216。應(yīng)當(dāng)理解的是，可使用其它柵極材料。柵極介電層212，如氧化硅層至少被設(shè)置在溝槽柵極210和半導(dǎo)體基底100之間。晶體管T2進(jìn)一步包括N+漏極摻雜井16和N+源極摻雜井12。N+源極摻雜井12通常由兩個(gè)溝槽柵極晶體管Tl和T2共享。根據(jù)本實(shí)施例中，兩個(gè)相鄰的溝槽102和202之間的間距表示為P，其中P可為20nm和30nm的范圍之間。
[0062]本發(fā)明的一個(gè)特征在于，所述N+源極摻雜井12包含兩個(gè)N+延伸區(qū)域122和124，其沿著相面的溝槽102的側(cè)壁及溝槽202的側(cè)壁向下延伸，分別部分與溝槽柵極110和210重疊。例如，在N+延伸區(qū)域122和124可以分別僅重疊1/3?1/2溝槽柵極110和210。根據(jù)本實(shí)施例中，一個(gè)N-井126可以布置在兩個(gè)N+延伸區(qū)域122和124之間所夾的口袋區(qū)域，由此形成兩個(gè)溝槽102和202之間的N+/N -接面126a。
[0063]根據(jù)該實(shí)施例中，N+源極摻雜井12具有接面深度dl (半導(dǎo)體基底的主表面與所述N+/N-接面126a之間的垂直距離)，其基本上等于N+漏極摻雜井16的接面深度d2和N+漏極摻雜井14的接面深度d3。也就是，在本實(shí)施例中，N+源極摻雜井12，N+漏極摻雜井14和N+漏極摻雜井16具有相同的接面深度。根據(jù)該實(shí)施例，在N+延伸區(qū)域122和124都具有一個(gè)橫向接面深w(從溝槽102和202的側(cè)壁橫向至N+/N-接面的距離)，其中w可為3nm和5nm的范圍之間。
[0064]如圖2中所示，凹陷通道130定義于N+漏極摻雜井16和N+延伸區(qū)域122之間。凹陷通道230定義于N+漏極摻雜井14和N+延伸區(qū)域124之間。位線接觸(BLC) 312可形成在介電層310中，將N+源極摻雜井12電連接到上方的位線(BL) 50。位線(BL) 50沿第二方向延伸，例如，參考X軸，如圖1中所示。一電容器(或存儲組件)Cl和電容器C2可以形成在介電層310上，以分別電耦合到N+漏極摻雜井16和N+漏極摻雜井14。
[0065]綜上所述，本發(fā)明提供一種獨(dú)特的馬鞍形的N+/N-/N+結(jié)構(gòu)12/122/126/124嵌入在的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I的有源極區(qū)(S)中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I包括兩個(gè)串聯(lián)連接的溝槽柵極晶體管Tl和T2。馬鞍形的N+/N-/N+結(jié)構(gòu)12/122/126/124位于兩個(gè)相鄰的溝槽102和202之間。通過設(shè)置這種結(jié)構(gòu)，字線-字線(WL-WL)干擾可以被抑制，且位線-位線(BL-BL)耦合可以被降低。
[0066]請參考圖3。圖3例示本發(fā)明另一實(shí)施例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)Ia的剖面圖。如圖3所示，在圖3中半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)Ia與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I之間的差異在于:圖3中半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)Ia的N+源極摻雜井12、N+漏極摻雜井14和N+漏極摻雜井16具有不同的接面深度。N+漏極摻雜井14/16的接面深度d2和d3比N+源極摻雜井12接面結(jié)深度dl淺。
[0067]圖4至圖7例示制作圖2中半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。如圖4中所示，在溝槽102和202內(nèi)形成溝槽柵極110和210，以及N+摻雜井12’、14和16之后，在硬屏蔽層402上形成圖案化介電層404。圖案化介電層404可包含氮化硅層，但不限于此。圖案化介電層404包括開口 404a，暴露出N+摻雜井12’正上方的硬屏蔽圖案。N+摻雜井12’正上方的硬屏蔽圖案經(jīng)由開口 404a中除去。
[0068]如圖5中所示，于N+摻雜井12’下的半導(dǎo)體基底100中形成一 N+摻雜井12"。N+摻雜井12’ ’的摻雜濃度可以等于N+摻雜井12’的摻雜濃度。在其他實(shí)施例中，N+摻雜井12’ ’的摻雜濃度可以與N+摻雜井12’的摻雜濃度不同。
[0069]如圖6中所示，可在圖案化介電層404上沉積間隙壁層406，例如氧化硅層。間隙壁層406共形地覆蓋著圖案化介電層404和開口 404a的內(nèi)表面。接著，進(jìn)行自對準(zhǔn)離子注入制造工藝400，通過縮小的開口部404a，將P型摻質(zhì)植入到半導(dǎo)體基底100。可控制自對準(zhǔn)離子注入制造工藝400的能量和劑量，使得P型摻質(zhì)可以被注入到N+摻雜井12’下的預(yù)定深度，如此在兩個(gè)N+延伸區(qū)域122和124之間形成N-井126。
[0070]如圖7中所示，隨后，間隙壁層406可以被移除。可選擇進(jìn)行一熱驅(qū)入制造工藝，從而形成馬鞍形的N+/N-/N+結(jié)構(gòu)12/122/126/124，嵌入在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)I的有源極區(qū)⑶。
[0071]應(yīng)當(dāng)理解的是，馬鞍形的N+/N-/N+結(jié)構(gòu)12/122/126/124可以通過其他方法來形成。例如，N+延伸區(qū)域122和124可以由傾斜角度離子注入制造工藝或氣體擴(kuò)散制造工藝，配合合適的掩模圖案來形成。
[0072]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含有: 一半導(dǎo)體基底； 一有源區(qū)，位于所述半導(dǎo)體基底中； 兩條溝槽，截穿過所述所述有源區(qū)并將所述有源區(qū)隔成一有源極區(qū)和兩個(gè)漏極區(qū)； 一馬鞍形的N+/N-/N+結(jié)構(gòu)，位于所述有源區(qū)的所述有源極區(qū)中；以及 兩個(gè)N+漏極摻雜井分別位于所述兩個(gè)漏極區(qū)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于:另包含有兩個(gè)溝槽柵極分別埋設(shè)在所述兩條溝槽的下部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于:另包含有一柵極介電層位于各所述溝槽中。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述馬鞍形的N+/N-/N+結(jié)構(gòu)包括一 N+源極摻雜井、兩個(gè)分開的N+延伸區(qū)域，以及一 N-井，設(shè)于所述N+源極摻雜井下方且設(shè)置在所述兩個(gè)N+延伸區(qū)域之間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于:兩個(gè)所述N+延伸區(qū)域分別與所述溝槽柵極部分重疊。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于:兩個(gè)所述N+延伸區(qū)域分別沿著所述兩條溝槽的彼此相面?zhèn)缺谙蛳卵由臁?.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述N+源極摻雜井與所述兩個(gè)N+漏極摻雜井具有相同的接面深度。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述兩個(gè)N+漏極摻雜井的接面深度比所述N+源極摻雜井的接面結(jié)深度淺。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于:另包含有一介電層，填滿所述兩條溝槽的上部。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述兩個(gè)溝槽柵極包含有氮化欽層和媽層。
【文檔編號】H01L27/108GK105826318SQ201510004754
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月6日
【發(fā)明人】李宗翰, 施能泰, 胡耀文
【申請人】華亞科技股份有限公司