[其他]高密度动态随机存取存储器的槽式电容的制造方法

说明书

动态单晶体管读／写存储单元采用槽式电容器，以增加电荷存储量。槽蚀刻在与Ｎ＋位线相似的扩散Ｎ＋电容器层的硅片表面上，然后在位线和电容器层上生长一层厚的氧化膜，而不是在槽中；在达到最大槽深的最终蚀刻之前，利用在部分蚀刻之后随之再生长一层氧化膜的方法来减小掏蚀的影响。电容器的阳极扩展到槽中，并在硅小片的整个表面上构成场极电极隔层的一层多晶硅。难熔金属字线在多晶硅场极电极中的窗口上构成存取晶体管的栅。

本发明涉及半导体元件，特别是金属氧化物半导体超大规模集成电路（MOS VLSI）动态读/写存储单元的制造。

颁发给怀特，麦卡丹马斯和雷德瓦恩的美国4，081，701号专利（一种16K RAM）或颁发给麦卡埃克塞德，怀特和瑞欧的美国4，293，993号专利（一种64K RAM）中所示的那种半导体动态RAM（随机存取存储器）元件是采用美国4，055，444或4，388，121号专利的方法制造的，这两项专利都是颁发给G.R.M.瑞欧的;上述所有专利都已转让给了德州仪器公司（Texas Instruments）。为了将动态RAM单元的尺寸减小到获得极高密度的RAM所需的水平，如1兆位DRAM，已提出了很多可减小电容器尺寸的方法。电容器的大小必须保持在不小于能存贮足够电荷的特定值上。如美国4，240，092号专利中所述的一种可减小电容器面积而且保持适当的电荷存贮量的方法，该项专利是颁发给库欧的，已转让给德州仪器公司;这种方法可达到约100～200的氧化膜厚度范围极限，这是因为有击穿和可靠性问题。提高单位面积电容量的另一种方法是在电容器层上刻槽，从而加大面积;这种方法的一个实例就是美国4，225，945号专利所述的方法，该专利也转让给了德州仪器公司。

本发明的主要目的是提供一种制造高密度动态RAM单元，特别是因在存储电容器层上刻槽而增大了电容量范围的单元用的，经改进的工艺方法。另一目的是提供一种经改进的方法制造开槽电容器式动态RAM单元。这种方法中，蚀刻槽的方法避免了掏蚀的影响。还有一个目的就是，为开槽电容器提供一种简单而可靠的制造方法。

根据本发明的具体方法，动态单晶体管读/写存储单元采用开槽电容器来增加电荷存储量。槽蚀刻在与N⁺位线相似的扩散N⁺电容器层的硅表面上，然后在位线和电容器层上，而不是在槽中，生长一层厚氧化物;在最终蚀刻到最大槽深度之前，部分蚀刻之后随之再生长一层氧化物的方法，可减小掏蚀的影响。电容器的上面是一层多晶硅层，它扩展到槽中并构成硅条表面上的场极板极绝缘层。难熔金属字线在多晶硅场极板极中的孔上构成存取晶体管的栅。

本发明特有的新的特点已在所附的专利权利范围列出。本发明本身，及所具有的其它特点和优点，通过参阅下述详细说明，结合所附之图便可充分了解。此处：

图1是放大很多倍的，半导体动态读/写存储器中存储单元阵列之一小部分的平面图，其中包括按本发明制造的存储单元;

图2是沿图1中2-2线取的图1单元剖面的立视图;

图3是沿图1中的3-3线取的图1单元剖面的立视图;

图4是沿图1中的4-4线取的图1单元剖面的立视图;

图5是图1～4所示存储单元的电气原理图;

图6～9是对应于图2的图1单元剖面，按其制造顺序，在不同阶段上的立视图。

具体方法详述

图1～5所示为一个单晶体管动态存储单元，它是按本发明制造的。该单元有一个N沟道存取晶体管10和一个在硅片基片12上形成的存储电容器11。晶体管10有一金属栅13，它是构成存储阵列的行（或字）线的延伸的条状14的一部分。晶体管漏极15是垂直于字线14的延伸的位线16的一部分。所示的基片部分只是硅片的极小的一部分，硅片约150×400密耳，包含2²⁰或1048576个单元组成的行列阵列，大致像未决的申请所示，它是1984年6月由波带特和张提出的并转让给了德克萨斯仪器公司的。