專利名稱：動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件，特別是涉及一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元(Dynamic Random Access Memory cell，DRAM cell)及其制造方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器是一種不斷地在研究與發(fā)展的重要集成電路。而目前在提高動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元的儲(chǔ)存電容、改善動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元的讀取與寫入速度以及縮小動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元的元件尺寸等方面的研究，持續(xù)獲得不少成果。動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元中通常包括有一個(gè)晶體管以及一個(gè)由晶體管所操控的電容器。一般來(lái)說，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元的設(shè)計(jì)可分為三種型式，分別稱為平面式、電容堆棧式以及溝槽式。在平面式DRAM胞的設(shè)計(jì)中，晶體管與電容器皆為平面式的元件，而在電容堆棧式DRAM胞的設(shè)計(jì)中，電容器則配置在晶體管之上。在溝槽式DRAM胞的設(shè)計(jì)中，晶體管配置在基底的表面上，而電容器則配置于形成在此表面上的溝渠中。
而在形成溝渠的制造工藝中，光掩模必須確實(shí)對(duì)位準(zhǔn)確。且在深次微米的半導(dǎo)體元件中，深溝渠的長(zhǎng)度與直徑的比例可能是40∶1，而在深且窄的溝渠中形成電容器的典型作法先將介電層沉積在溝渠壁上，再將具有摻質(zhì)的多晶硅層填入溝渠中。然而，當(dāng)溝渠的長(zhǎng)度與直徑的比例例如是大于20∶1時(shí)，可能會(huì)難以將構(gòu)成電容器所需的材料填入溝渠內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的就是提供一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元，其中電容器形成于半導(dǎo)體柱體的側(cè)壁上，以解決現(xiàn)有的溝槽式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器難以將電容器填入的問題，并可增加電容器的表面面積。
本發(fā)明的再一目的是提供一種以本發(fā)明的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，由于垂直式晶體管形成在存儲(chǔ)單元中，因此動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列可具有較高的集成度。
本發(fā)明的又一目的是提供一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，以便解決現(xiàn)有的溝槽式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器難以將電容器填入的問題，并增加動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器元件的集成度。
本發(fā)明提出一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元(Dynamic Random AccessMemory cell，DRAM cell)，其包括有半導(dǎo)體柱體、電容器以及垂直式晶體管。其中，半導(dǎo)體柱體形成于基底上，且電容器配置在此半導(dǎo)體柱體下部的側(cè)壁上，此電容器包括有第一電極、介電層以及第二電極。其中，第一電極位于半導(dǎo)體柱體下部的側(cè)壁中，且介電層覆蓋在半導(dǎo)體柱體下部的側(cè)壁上，而第二電極則覆蓋在此介電層之上。而垂直式晶體管則配置在此半導(dǎo)體柱體上部的側(cè)壁上，此晶體管包括有第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)、柵極以與門絕緣層。其中，第一摻雜區(qū)位在半導(dǎo)體柱體的側(cè)壁中，并與電容器的第二電極相連接。第二摻雜區(qū)位在半導(dǎo)體柱體的頂部中，且柵極配置在第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)間半導(dǎo)體柱體的側(cè)壁上。而柵絕緣層則配置在柵極與半導(dǎo)體柱體的側(cè)壁之間。
本發(fā)明的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列包括由前述的存儲(chǔ)單元排列而成的行列、數(shù)條位線以及數(shù)條字符線。此存儲(chǔ)單元配置在半導(dǎo)體基底上，且其結(jié)構(gòu)與前述的存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)相同。此存儲(chǔ)單元在單一列(row)中的第二摻雜區(qū)與位線相連接，而單一行(column)中的柵極則與字符線相連接。
以下將對(duì)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法加以詳細(xì)說明。首先，將半導(dǎo)體基底圖案化，以在基板基底上形成數(shù)行與數(shù)列的半導(dǎo)體柱體，再于每一半導(dǎo)體柱體下部的側(cè)壁上形成電容器，接著將第一絕緣材料部分地填入半導(dǎo)體柱體間的間隙，以覆蓋此些電容器。然后于第一絕緣層上的每一半導(dǎo)體柱體側(cè)壁上形成晶體管的柵極結(jié)構(gòu)，而柵極結(jié)構(gòu)包括柵極與柵絕緣層。其中，柵絕緣層配置在柵極與半導(dǎo)體柱體之間。再于每一半導(dǎo)體柱體的側(cè)壁中形成晶體管的第一摻雜區(qū)，并與同一半導(dǎo)體柱體上的電容器相連接，之后在每一半導(dǎo)體柱體的上部中形成晶體管的第二摻雜區(qū)。在完成晶體管的制造后，接著將第二絕緣材料填入每一半導(dǎo)體柱體的間隙中，以覆蓋此些晶體管。然后在基底上形成數(shù)條位線，其中每一條位線在單一列中與晶體管的第二摻雜區(qū)電連接。另外，在基底上形成數(shù)條字符線，其中每一條字符線在單一行中透過接觸窗而與晶體管的柵極相連接。
由于本發(fā)明的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列中的晶體管配置在半導(dǎo)體柱體的周圍，而非配置在深溝渠中，因此可有效解決現(xiàn)有的溝槽式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中，難以將電容器填入的問題。同時(shí)，因?yàn)殡娙萜骺膳渲迷诎雽?dǎo)體柱體的任一邊，也就是說，電容器可配置在存儲(chǔ)單元的任一邊，所以晶體管能夠有較大的表面面積。
此外，由于本發(fā)明將動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元的晶體管制作成垂直式晶體管，因此能夠有效地縮小此存儲(chǔ)單元所占的橫向面積，并明顯地增加動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的集成度。換句話說，本發(fā)明的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列具有較高的集成度。
除此之外，由于本發(fā)明的制造動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的方法中，于半導(dǎo)體柱體周圍形成晶體管，以解決現(xiàn)有的溝槽式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器難以將電容器填入的問題，因此，亦可改善電容器的儲(chǔ)存能力。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明。


圖1至圖16是繪示本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)陣列的制造流程圖。其中，圖1至圖6是繪示DRAM陣列的電容器的制造流程圖，圖7至圖12是繪示DRAM陣列的垂直式晶體管的制造流程圖，而圖13至圖16則是繪示后續(xù)制造工藝的制造流程圖，包括位線及字符線的制造流程圖。
圖2A至圖6A是本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列中，其電容器的制造流程剖面圖。
圖7A至圖10A是本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列中，其垂直式晶體管的柵極結(jié)構(gòu)的制造流程剖面圖。
簡(jiǎn)單符號(hào)說明100基底102墊氧化層104、136、236具有圖案的掩模層110半導(dǎo)體柱體112共享電極
114介電層116、120、122、132、232導(dǎo)電層118絕緣間隙壁118a環(huán)狀絕緣層124、134掩模間隙壁126上電極127電容器128、138、218、148絕緣層130柵絕緣層140離子束142、144摻雜區(qū)145垂直式晶體管146位線1461頂蓋層1462保護(hù)間隙壁150字符線152接觸窗216、216a導(dǎo)體間隙壁1361、2361線形圖案132a、232a柵極(線)234掩模層具體實(shí)施方式
圖1至圖16是繪示本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)陣列的制造流程圖。圖1清楚地呈現(xiàn)出此DRAM陣列的排列的透視圖，圖2至圖9、圖11至圖13以及圖16(a)是圖1的I-I′部位的剖面圖，而圖16(b)則是圖1的I-I′部位的另一剖面圖。圖10、圖14以及圖15是上視圖。
若以更具體地說法來(lái)說明，則圖1至圖6是繪示DRAM陣列的電容器的制造流程圖，圖7至圖12是繪示DRAM陣列的垂直式晶體管的制造流程圖，而圖13至圖16則是繪示后續(xù)制造工藝的制造流程圖，包括位線及字符線的制造流程圖。
<電容器的制造方法>
請(qǐng)參照?qǐng)D1，提供一半導(dǎo)體基底100，且半導(dǎo)體基底100例如是摻有P型摻質(zhì)的硅基底。在基底100上依序形成墊氧化層102以及具有圖案的掩模層104，且具有圖案的掩模層104包括有數(shù)行及數(shù)列的矩形(或正方形)塊狀物，而其材料例如是氮化硅。然后利用具有圖案的掩模層104作為掩模，蝕刻基底100，以形成數(shù)行與數(shù)列的半導(dǎo)體柱體110。值得注意的是，具有圖案的掩模層104的塊狀物其上視形狀還可以是圓形、橢圓形或其它多邊形等等，圖1雖是將其繪示成矩形或正方形，但本發(fā)明并未對(duì)其上視形狀加以限定。且半導(dǎo)體柱體110的形狀也可以是圓柱體、橢圓柱體或是與圖案化的掩模層104的塊狀物的上視形狀相符的任何多邊形柱體。
另外，值得特別注意的是，為了方便起見，在本說明書的說明中有時(shí)會(huì)以半導(dǎo)體柱體110同時(shí)代表半導(dǎo)體柱體110以及位于其上的部分的掩模層104。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1，進(jìn)行摻雜制造工藝以在半導(dǎo)體柱體110下部的側(cè)壁上以及基底100的表面上形成后續(xù)制造工藝中欲形成的電容器的共享電極112。此摻質(zhì)制造工藝?yán)缡前ㄒ韵滤龅牟襟E，首先，在半導(dǎo)體柱體110間形成具有預(yù)定深度的砷摻雜氧化硅層(未繪示)，且此砷摻雜氧化硅層的形成方法例如是先在基底100上沉積一層臨場(chǎng)砷摻雜(in-situ arsenic doping)氧化硅層，并使其填入半導(dǎo)體柱體110的間隙中，接著再回蝕砷摻雜氧化硅層，直到其深度達(dá)到預(yù)定值后即停止回蝕。另外，砷摻雜氧化硅層的形成方法還可以是先在半導(dǎo)體柱體110側(cè)壁及基底100上沉積一層砷摻雜氧化硅層，再利用光致抗蝕劑涂布法將光致抗蝕劑填入半導(dǎo)體柱體110的間隙中，之后再進(jìn)行回蝕光致抗蝕劑及去除未被光致抗蝕劑覆蓋的砷摻雜氧化硅層以定義其預(yù)定深度。當(dāng)未摻雜的氧化硅層覆蓋在砷摻雜氧化硅層上之后，接著進(jìn)行熱制造工藝，以提供砷摻雜氧化硅層中的砷原子熱能，使其擴(kuò)散至與砷摻雜氧化硅層所接觸的半導(dǎo)體柱體110以及基底100的表面中，以形成共享電極112。
圖2至圖6是用以說明電容器的后續(xù)制造工藝步驟，其中圖2至圖6是圖1的I-I′部位的剖面圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，在基底100以及半導(dǎo)體柱體110上形成共形的介電層114，而優(yōu)選的是，以氧化物層/氮化物層/氧化物層(O/N/O)或是氮化物層/氧化物層(N/O)所組成的復(fù)合層作為電容器的介電層114。接著在半導(dǎo)體柱體110間形成導(dǎo)電層116，且導(dǎo)電層116上表面的深度例如是與共享電極112上表面的深度相同或是較其為低。而導(dǎo)電層116的材料例如是摻雜N型摻質(zhì)的多晶硅，其形成方法例如是先在基底100上沉積一層臨場(chǎng)N型摻雜(in-situ N-typedoping)的多晶硅層，并使其填入半導(dǎo)體柱體110的間隙中，接著回蝕摻雜N型摻質(zhì)的多晶硅層，直到其深度達(dá)到預(yù)定值后即停止回蝕。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，將介電層114中未被導(dǎo)電層116所覆蓋的部分移除，而移除介電層114的方法例如是以濕蝕刻制造工藝將其移除。舉例來(lái)說，若介電層114為ONO復(fù)合層，即是說介電層114是依序由氧化物層、氮化物層以及氧化物層所構(gòu)成的復(fù)合層，則用以移除位于此復(fù)合層最上層及最下層的氧化物層的蝕刻液例如是稀釋過的氫氟酸(HF)，而用以移除氮化物層的蝕刻液例如是磷酸。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，在導(dǎo)電層116上的每一半導(dǎo)體柱體110的側(cè)壁上形成絕緣間隙壁118，且絕緣間隙壁118的材料例如是氧化硅，而其形成方法例如是先以化學(xué)氣相沉積法將氧化硅沉積在導(dǎo)電層116上，再以各向異性蝕刻法將其回蝕。值得注意的是，雖然在此剖面圖中，其所繪示的絕緣間隙壁118配置在半導(dǎo)體柱體110的兩側(cè)，但實(shí)際上絕緣間隙壁118配置在半導(dǎo)體柱體110的四周且圍繞著半導(dǎo)體柱體110。然后在導(dǎo)電層116上形成導(dǎo)電層120，并覆蓋住每一絕緣間隙壁118的下部。且導(dǎo)電層120的材料例如是摻雜N型摻質(zhì)的多晶硅，而其形成方法例如是先在基底100上沉積一層臨場(chǎng)N型摻雜的多晶硅層，接著回蝕摻雜N型摻質(zhì)的多晶硅層，直到其深度達(dá)到預(yù)定值后即停止回蝕。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，將每一半導(dǎo)體柱體110側(cè)壁上未被導(dǎo)電層120所覆蓋的絕緣間隙壁118移除，以形成圍繞半導(dǎo)體柱體110的環(huán)狀絕緣層118a。接著在半導(dǎo)體柱體110間的導(dǎo)電層120及環(huán)狀絕緣層118a上形成另一導(dǎo)電層122。且導(dǎo)電層122的材料例如是摻雜N型摻質(zhì)的多晶硅，而其形成方法例如是先在基底100上沉積一層臨場(chǎng)N型摻雜的多晶硅層，接著回蝕摻雜N型摻質(zhì)的多晶硅層，直到其深度達(dá)到預(yù)定值后即停止回蝕。之后，于導(dǎo)電層122上的每一半導(dǎo)體柱體110的側(cè)壁上形成掩模間隙壁124，用以定義以下所述的電容器的上電極，而其厚度例如是大于環(huán)狀絕緣層118a的厚度。
請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D5及圖6，以掩模間隙壁124作為掩模，依序蝕刻導(dǎo)電層122、導(dǎo)電層120以及導(dǎo)電層116，以便在每一半導(dǎo)體柱體110下部的側(cè)壁上形成上電極126。值得注意的是，經(jīng)過蝕刻制造工藝后所剩余的導(dǎo)電層122也就是上電極126的頂部，其與半導(dǎo)體柱體110的側(cè)壁直接接觸。而上電極126與介電層114以及共享電極112一同構(gòu)成電容器127。之后，將掩模間隙壁124移除，并在半導(dǎo)體柱體110間形成絕緣層128，以覆蓋半導(dǎo)體柱體110間的電容器127。且絕緣層128的材料例如是氧化硅，而其形成方式例如是先在基底100上沉積一層氧化硅，使其覆蓋于基底100上，再將其回蝕至所預(yù)定的深度。
而且，電容器127的形成方法還可以是由其它方法所形成，例如是以圖2A至圖6A所示的流程而形成電容器127。
請(qǐng)參照?qǐng)D2A，在基底100上定義半導(dǎo)體柱體110，并形成共享電極112，然后再形成共形的介電層114覆蓋于基底100上。接著在每一半導(dǎo)體柱體110的側(cè)壁上形成導(dǎo)體間隙壁216，再于半導(dǎo)體柱體110間形成絕緣層218，且其上表面的深度例如是與共享電極112的上表面的深度相同，或較其為低。絕緣層218的材料例如是氧化硅，而其形成方式例如是先在基底100上沉積一層氧化硅，使其覆蓋于基底100上，再將其回蝕至所預(yù)定的深度。
請(qǐng)參照?qǐng)D3A，移除未被絕緣層218所覆蓋的部分導(dǎo)體間隙壁216以及部分共形的介電層114。而所剩余的導(dǎo)體間隙壁216a即為即將形成的上電極的第一部份。
請(qǐng)參照?qǐng)D4A，在絕緣層上的每一半導(dǎo)體柱體110的側(cè)壁上形成絕緣間隙壁118，再于半導(dǎo)體柱體110間的導(dǎo)電層216a與絕緣層218之上形成導(dǎo)電層120，且覆蓋住絕緣間隙壁118下部。
請(qǐng)參照?qǐng)D5A，將每一半導(dǎo)體柱體110側(cè)壁上未被導(dǎo)電層120所覆蓋的部分絕緣間隙壁118移除，以形成圍繞半導(dǎo)體柱體110的環(huán)狀絕緣層118a。接著在半導(dǎo)體柱體110間的導(dǎo)電層120及環(huán)狀絕緣層118a上形成另一導(dǎo)電層122。之后，于導(dǎo)電層122上的每一半導(dǎo)體柱體110的側(cè)壁上形成掩模間隙壁124，用以定義以下所述的電容器的上電極，而其厚度例如是大于環(huán)狀絕緣層118a的厚度。
請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D5A以及圖6A，以掩模間隙壁124作為掩模，依序蝕刻導(dǎo)電層122以及導(dǎo)電層120。而蝕刻后所剩余的導(dǎo)電層122以及導(dǎo)電層120即與導(dǎo)體間隙壁216a構(gòu)成上電極126。其中，導(dǎo)電層122，也就是上電極126的頂部，其與半導(dǎo)體柱體110的側(cè)壁直接接觸。而上電極126與介電層114以及共享電極112一同構(gòu)成電容器127。之后，將掩模間隙壁124移除，并在半導(dǎo)體柱體110間形成絕緣層128，使其覆蓋住剩余的導(dǎo)電層122以及導(dǎo)電層120與絕緣層218。
然而，在上述兩種形成電容器圍繞于每一半導(dǎo)體柱體的方法中，例如是每一膜層的材料或形成方法，或是膜層的形成順序，可存在有些許的修正或變化，而此些修正或變化，皆可能是涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)的。
<晶體管的制造方法>
請(qǐng)參照?qǐng)D7，在形成絕緣層128以使上電極126絕緣后，接著在每一半導(dǎo)體柱體110所暴露出的側(cè)壁上形成柵絕緣層130，且此柵絕緣層130例如是一層薄氧化硅層，或是一層薄氧化物/氮化物層，而其形成方法例如是熱氧化法或是熱氧化-氮化法。之后在半導(dǎo)體柱體110間的絕緣層128上形成導(dǎo)電層132，并覆蓋住柵絕緣層130的下部。且導(dǎo)電層132的材料例如是摻雜N型摻質(zhì)的多晶硅，而其形成方法例如是先在基底100上沉積一層臨場(chǎng)N型摻雜的多晶硅層，接著回蝕摻雜N型摻質(zhì)的多晶硅層，直到其深度達(dá)到預(yù)定值后即停止回蝕。
請(qǐng)參照?qǐng)D8，在每一半導(dǎo)體柱體110間的導(dǎo)電層132上形成掩模間隙壁134，用以在后續(xù)制造工藝中定義柵極。而掩模間隙壁134的材料為一絕緣材料，例如是氧化硅或氮化硅。
請(qǐng)參照?qǐng)D9至圖10，其中，圖10是完成以下制造工藝后所形成的結(jié)構(gòu)的上視圖，而圖9則是圖10的IX-IX′部分的剖面圖。在基底上形成具有圖案的掩模層136，其例如是具有圖案的光致抗蝕劑層。且具有圖案的掩模層136包括互相平行的線形圖案1361，其中每一線形圖案1361在單一行中覆蓋住半導(dǎo)體柱體110以及同行的半導(dǎo)體柱體110間的導(dǎo)電層132。接著以掩模間隙壁134以及具有圖案的掩模層136為掩模，進(jìn)行一蝕刻制造工藝蝕刻導(dǎo)電層132，以在每一半導(dǎo)體柱體110的側(cè)壁上形成柵極132a。且即使在形成具有圖案的掩模層136的過程中有發(fā)生未準(zhǔn)確對(duì)位的情形，而導(dǎo)致具有圖案的掩模層136并未配置在所預(yù)期的位置，但仍然能夠藉由掩模間隙壁134使柵極132a形成于與其對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體柱體110四周，并圍繞著其所對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體柱體110。在單一行中的半導(dǎo)體柱體110側(cè)壁上的柵極132a與半導(dǎo)體柱體110間蝕刻后剩余的導(dǎo)電層132a連接而成為柵極線132a(圖10中的黑點(diǎn)區(qū)域)，且其可直接作為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的字符線。而且，在后續(xù)制造工藝中可于柵極線132a上形成另一條低電阻的導(dǎo)電線，并使其與柵極線132a電連接以降低其電阻，而此導(dǎo)電線的制造工藝將在之后詳細(xì)說明。
上述包括柵絕緣層130以與門極132a的柵極結(jié)構(gòu)還可以是以其它方式形成，圖7A至圖10A是繪示本發(fā)明的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的垂直式晶體管的另一種制造流程剖面圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D7A，在形成絕緣層128以使上電極126絕緣后，在基底100上形成共形的導(dǎo)電層232，其材料例如是摻雜N型摻質(zhì)的多晶硅。接著在半導(dǎo)體柱體110間的絕緣層128上形成掩模層234以覆蓋住導(dǎo)電層232的底部部位。且掩模層234具有足夠的厚度，可用以抵抗在后續(xù)制造工藝中，欲定義柵極線的各向異性蝕刻制造工藝中所使用的等離子體。而掩模層234的材料例如是氧化硅，其形成方法例如是先在導(dǎo)電層232上沉積一層氧化硅，并將其填入半導(dǎo)體柱體110的間隙，然后在進(jìn)行蝕刻制造工藝以將氧化硅回蝕至預(yù)定的深度。
請(qǐng)參照?qǐng)D8A以及圖10A，其中，圖10A是完成以下制造工藝后所形成的結(jié)構(gòu)的上視圖，而圖8A則是圖10A的VIII-VIII′部分的剖面圖。在基底100上形成具有圖案的掩模層236，其包括有互相平行的線形圖案2361，而每一線形圖案2361在單一行中的半導(dǎo)體柱體110頂部上覆蓋住導(dǎo)電層232以及在同行中的半導(dǎo)體柱體110間的導(dǎo)電層232與掩模層234。接著將未被具有圖案的掩模層236覆蓋住的掩模層234移除，以暴露出每?jī)尚邪雽?dǎo)體柱體110間的導(dǎo)電層232。
請(qǐng)參照?qǐng)D9A、圖8A以及圖10A，在每一行的半導(dǎo)體柱體110間移除掩模層236，以暴露出剩余的掩模層234以及未被其覆蓋住的導(dǎo)電層232。接著利用掩模層234作為掩模，進(jìn)行一各向異性蝕刻制造工藝，以移除每?jī)尚邪雽?dǎo)體柱體110間的導(dǎo)電層232在掩模層234頂端的部分。而在同行的半導(dǎo)體柱體110間，由于掩模層234覆蓋在導(dǎo)電層232之上，相當(dāng)于導(dǎo)電層232的保護(hù)層，因此使得此處的導(dǎo)電層232在各向異性蝕刻制造工藝中免于被移除。且此各向異性蝕刻制造工藝需持續(xù)進(jìn)行直到將半導(dǎo)體柱體110側(cè)壁上的導(dǎo)電層232的高度降低至預(yù)定的水平面。經(jīng)過蝕刻制造工藝后，在每一半導(dǎo)體柱體110側(cè)壁上所剩余的似間隙壁的導(dǎo)電層232即為柵極232a。在一行中的半導(dǎo)體柱體110側(cè)壁上的柵極232a與同行的半導(dǎo)體柱體110間的導(dǎo)電層232相連接而形成柵極線232a。其中，半導(dǎo)體柱體間的導(dǎo)電層232因掩模層234的保護(hù)而未在各向異性蝕刻制造工藝中被移除。而柵極線232a可直接作為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的字符線。在后續(xù)制造工藝中可于柵極線132a上形成另一條低電阻的導(dǎo)電線，并使其與柵極線132a電連接以降低其電阻。
然而，在上述兩種形成柵極結(jié)構(gòu)圍繞于每一半導(dǎo)體柱體的方法中，例如是每一膜層的材料或形成方法，或是膜層的形成的順序，可存在有些許的修正或變化，而此些修正或變化，皆可能是涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)的。
<源極/漏極區(qū)的形成方法>
請(qǐng)參照?qǐng)D11，形成絕緣層138并填滿半導(dǎo)體柱體110間的間隙，且絕緣層138的材料例如是氧化硅，而其形成方法例如是依序進(jìn)行化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)制造工藝以及化學(xué)機(jī)械研磨(ChemicalMechanical Polishing，CMP)制造工藝。
請(qǐng)參照?qǐng)D12，將具有圖案的掩模層104、墊氧化層102、部分的掩模間隙壁134以及部分的絕緣層138移除，且例如是進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨制造工藝以移除上述四部分，以便于掩模間隙壁134及絕緣層138的上表面與半導(dǎo)體柱體110的上表面共平面。接著將離子束140注入每一半導(dǎo)體柱體110的頂部，以形成摻雜區(qū)142作為源極/漏極區(qū)，且摻雜區(qū)142可以是摻磷或是摻砷的N型摻雜區(qū)。之后再進(jìn)行高溫回火制造工藝，以修復(fù)半導(dǎo)體柱體110內(nèi)部在離子注入制造工藝中受離子束140轟擊而產(chǎn)生缺陷的晶格，并驅(qū)使上電極126中的摻質(zhì)擴(kuò)散至每一半導(dǎo)體柱體110的側(cè)壁中，以形成摻雜區(qū)144。而摻雜區(qū)142即與摻雜區(qū)144、柵極132a以與門絕緣層130構(gòu)成垂直式晶體管145。值得注意的是，雖然前文并未對(duì)摻雜區(qū)144加以說明，但實(shí)際上，在形成上電極122的頂部122后的每一熱制造工藝中，或多或少都可以在半導(dǎo)體柱體110的側(cè)壁中形成摻雜區(qū)144。然而，在一優(yōu)選實(shí)施例中，主要是在形成摻雜區(qū)142之后的一高溫回火制造工藝中形成摻雜區(qū)144。
<位線與字符線的制造方法>
圖13至圖14繪示此存儲(chǔ)器陣列的位線的形成方法流程圖，其中圖14是完成以下步驟后，最后形成的結(jié)構(gòu)的上視圖，而圖13則是圖14中XIII-XIII′部位的剖面圖。在垂直式晶體管145制造完成后，于基底100上形成位線146，其中，一列中的每一條位線146與半導(dǎo)體柱體110頂端部位的摻雜區(qū)142直接接觸。且位線146的材料例如是摻雜N型摻質(zhì)的多晶硅而其形成方法例如是沉積-圖案化法或是鑲嵌法。此外，還可以在每一條位線146上沉積一層頂蓋層1461，而且，若形成位線146與頂蓋層1461的方法利用沉積-圖案化制造工藝，則其可以在每一包括位線146與頂蓋層1461的結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上形成保護(hù)間隙壁1462。而頂蓋層1461與保護(hù)間隙壁1462優(yōu)選的是以氮化硅所構(gòu)成，且其用以在后續(xù)的接觸窗開口的蝕刻制造工藝中防止字符線146暴露出，以便于以自行對(duì)準(zhǔn)(self-aligned)的方式形成接觸窗開口。之后，在基底100上形成絕緣層148覆蓋于位線146之上，并填滿每?jī)蓷l位線146間的間隙，用以將位線146與下一步驟所要形成的字符線絕緣。
圖15至圖16(a)/(b)是繪示存儲(chǔ)器陣列中與已形成的柵極線電連接的字符線的形成方法流程圖。其中，圖15是繪示完成以下步驟后，最后形成的結(jié)構(gòu)的上視圖，而圖16(a)/(b)則是分別繪示圖15的A-A′及B-B′部位的剖面圖。在形成絕緣層148后，于基底100上形成字符線150，且單一行中的每一條字符線150透過至少一接觸窗152而在半導(dǎo)體柱體110的側(cè)壁上與柵極線132a電連接。而接觸窗152與連接同一行中的兩相鄰的半導(dǎo)體柱體110側(cè)壁上的兩柵極132a的導(dǎo)電層132a直接接觸。而接觸窗152及字符線150的形成方法例如是先在絕緣層148中形成接觸窗開口，以暴露出部分的導(dǎo)電層132a，再于絕緣層148上形成一層導(dǎo)電層，并使其填滿接觸窗開口，以形成接觸窗152。然后再圖案化此導(dǎo)電層以形成字符線150。另外，接觸窗152及字符線150的形成方法還可以是鑲嵌制造工藝。
請(qǐng)參照?qǐng)D15及圖16(a)/(b)，由于本發(fā)明的DRAM中將電容器127形成于半導(dǎo)體柱體110周圍并圍繞著半導(dǎo)體柱體110，而不是將其形成于深溝渠中，因此現(xiàn)有的電容器難以填入深溝渠的問題并不存在于本發(fā)明中。而且，由于電容器127配置在半導(dǎo)體柱體110的四邊側(cè)壁上，因此電容器127的表面面積也較現(xiàn)有的電容器表面面積大。
再者，由于本發(fā)明將DRAM的晶體管制作成垂直式晶體管，因此能夠有效地縮小每一存儲(chǔ)單元的尺寸，并明顯地增加DRAM陣列的集成度。
雖然本發(fā)明以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元，包括一半導(dǎo)體柱體，配置于一基底上；一電容器，配置于該半導(dǎo)體柱體的下部的一側(cè)壁上，且該電容器包括一第一電極，配置于該半導(dǎo)體柱體的下部的該側(cè)壁上；一介電層，覆蓋于該半導(dǎo)體柱體的下部的該側(cè)壁上；一第二電極，覆蓋于該介電層上；以及一垂直式晶體管，配置于該半導(dǎo)體柱體的上部的該側(cè)壁上，且該垂直式晶體管包括一第一摻雜區(qū)，位于該半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁中，并與該電容器的該第二電極相連接；一第二摻雜區(qū)，位于該半導(dǎo)體柱體頂部之中；一柵極，配置在該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)間的該側(cè)壁上；以及一柵絕緣層，配置在該柵極與該側(cè)壁間。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元，其中該第一摻雜區(qū)以及該柵極圍繞在該半導(dǎo)體柱體周圍。
3.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元，該第二電極具有一頂部，且該頂部與該第一摻雜區(qū)接觸。
4.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元，其中該第二電極的該頂部藉由一絕緣層而與該柵極分隔。
5.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元，其中該第一電極、該介電層以及該第二電極圍繞在該半導(dǎo)體柱體周圍。
6.如權(quán)利要求5所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元，還包括一環(huán)狀絕緣層，圍繞于該半導(dǎo)體柱體周圍，并被該第二電極的一上部覆蓋。
7.如權(quán)利要求6所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元，其中該第二電極包括一第一導(dǎo)電層，圍繞在該環(huán)狀絕緣層的周圍；一第二導(dǎo)電層，配置在該第一導(dǎo)體及該環(huán)狀絕緣層之下；以及一第三導(dǎo)電層，配置在該第一導(dǎo)體及該環(huán)狀絕緣層之上，并與該第一摻雜區(qū)相連接。
8.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元，其中該柵極配置在一絕緣層的下方，且該絕緣層的上表面與該半導(dǎo)體柱體的上表面近乎共平面。
9.一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，包括多個(gè)行與多個(gè)列的存儲(chǔ)單元，配置于一基底上，且每一該些存儲(chǔ)單元包括一半導(dǎo)體柱體，配置于該基底上；一電容器，配置于該半導(dǎo)體柱體的下部的一側(cè)壁上，且該電容器包括一第一電極，配置于該半導(dǎo)體柱體的下部的該側(cè)壁上；一介電層，覆蓋于該半導(dǎo)體柱體的下部的該側(cè)壁上；以及一第二電極，覆蓋于該介電層上；一垂直式晶體管，配置于該半導(dǎo)體柱體的上部的該側(cè)壁上，且該垂直式晶體管包括一第一摻雜區(qū)，位于該半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁中，并與該電容器的該第二電極相連接；一第二摻雜區(qū)，位于該半導(dǎo)體柱體的一頂部之中；一柵極，配置在該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)間的該側(cè)壁上；以及一柵絕緣層，配置在該柵極與該側(cè)壁間；多條位線，每一該些位線在單一列中與該些存儲(chǔ)單元的該些第二摻雜區(qū)相連接；以及多條字符線，每一該些字符線在單一行中與該些存儲(chǔ)單元的該些柵極相連接。
10.如權(quán)利要求9所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中每一該些位線在單一列中與該些存儲(chǔ)單元的該些第二摻雜區(qū)直接接觸。
11.如權(quán)利要求9所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中該些存儲(chǔ)單元中的該些柵極在單一行中互相連接以形成一柵極線。
12.如權(quán)利要求11所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中該柵極線可直接作為一字符線。
13.如權(quán)利要求11所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中一字符線在兩個(gè)該些半導(dǎo)體柱體之間透過至少一接觸窗，而與該柵極線電連接。
14.如權(quán)利要求13所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中該些字符線與該些位線相交；而且該動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列還包括一頂蓋層，配置于每一該些位在線；以及一保護(hù)間隙壁，配置于每一由該些位線及該些頂蓋層所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的該側(cè)壁上。
15.如權(quán)利要求9所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中每一該些存儲(chǔ)單元中的該第一摻雜區(qū)與該柵極圍繞于其所對(duì)應(yīng)的該半導(dǎo)體柱體的周圍。
16.如權(quán)利要求9所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中所有該些存儲(chǔ)單元中的該些第一電極藉由該基底的一摻雜表層而在該些半導(dǎo)體柱體之間電連接，以作為一共享電極。
17.如權(quán)利要求9所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中該第二電極具有一頂部，且該預(yù)部與所對(duì)應(yīng)的該第一摻雜區(qū)直接接觸。
18.如權(quán)利要求17所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中該第二電極的該頂部藉由一絕緣層而與其所對(duì)應(yīng)的該柵極分隔。
19.如權(quán)利要求9所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中該第一電極、該介電層以及該第二電極圍繞在該半導(dǎo)體柱體周圍。
20.如權(quán)利要求19所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，還包括一環(huán)狀絕緣層，圍繞于該半導(dǎo)體柱體周圍并被該第二電極的一上部覆蓋。
21.如權(quán)利要求20所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中該第二電極包括一第一導(dǎo)電層，圍繞在該環(huán)狀絕緣層的周圍；一第二導(dǎo)電層，配置在該第一導(dǎo)體及該環(huán)狀絕緣層之下；以及一第三導(dǎo)電層，配置在該第一導(dǎo)體及該環(huán)狀絕緣層之上，并與對(duì)應(yīng)的該第一摻雜區(qū)相連接。
22.如權(quán)利要求9所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列，其中每一該柵極位于一絕緣層下，且該絕緣層的上表面與對(duì)應(yīng)的該半導(dǎo)體柱體的上表面近乎共平面。
23.一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，包括圖案化一半導(dǎo)體基底，以在該基底上形成多個(gè)行與多個(gè)列的半導(dǎo)體柱體；于每一該些半導(dǎo)體柱體的一側(cè)壁的一下部上形成一電容器；將一第一絕緣層部分地填入該些半導(dǎo)體柱體間的間隙，用以覆蓋該些電容器；于該第一絕緣層上的每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一晶體管的一柵極結(jié)構(gòu)，該柵極結(jié)構(gòu)包括一柵極以及位于該柵極與該半導(dǎo)體柱體之間的一柵絕緣層；于每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁中形成該晶體管的一第一摻雜區(qū)，與相同的該半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上的該電容器相連接；于每一該些半導(dǎo)體柱體的一頂部形成該晶體管的一第二摻雜區(qū)；將一第二絕緣層部分地填入該些半導(dǎo)體柱體間的間隙，用以覆蓋該晶體管；于該基底上形成多條位線，其中每一該些位線在單一列中與該晶體管的該第二摻雜區(qū)電連接；以及于該基底上形成多條字符線，其中每一該些字符線在單一行中與該晶體管的該柵極相連接。
24.如權(quán)利要求23所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中于每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁的該下部上形成該電容器的方法包括摻雜該基底的表層與該些半導(dǎo)體柱體的該下部的該側(cè)壁以形成一共享電極；形成一介電層圍繞每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁的該下部周圍；形成一上電極以覆蓋該介電層，該上電極與對(duì)應(yīng)的該第一摻雜區(qū)相連接。
25.如權(quán)利要求24所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中該上電極的頂端高于該介電層的頂端，而且在每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁的該下部上形成該電容器的方法還包括在形成該上電極前，先于該介電層上方的該半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一環(huán)形絕緣層，以使該環(huán)形絕緣層圍繞著該半導(dǎo)體柱體，且被該上電極的一上部覆蓋住。
26.如權(quán)利要求25所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中該上電極包括一摻雜半導(dǎo)體材料，且位于該環(huán)形絕緣層上方的該上電極的一頂部與該半導(dǎo)體柱體直接接觸，以便摻質(zhì)在形成該上電極之后的熱制造工藝中，由該上電極的該頂部擴(kuò)散至該半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁中，以形成該第一摻雜區(qū)。
27.如權(quán)利要求26所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中形成該介電層、該上電極以及該環(huán)形絕緣層的方法包括于該基底及該些半導(dǎo)體柱體上形成一共形的介電層；于該些半導(dǎo)體柱體間形成一第一導(dǎo)電層，以覆蓋該共形的介電層下部；移除未被該第一導(dǎo)電層所覆蓋的部分該介電層；于該第一導(dǎo)電層上的每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一絕緣間隙壁；于該些半導(dǎo)體柱體間形成一第二導(dǎo)電層以覆蓋該絕緣間隙壁下部；移除未被該第二導(dǎo)電層所覆蓋的部分每一該些絕緣間隙壁，以在每一該些半導(dǎo)體柱體上形成一環(huán)形絕緣層；于該些半導(dǎo)體柱體間以及該環(huán)形絕緣層及該第二導(dǎo)電層上形成一第三導(dǎo)電層；于該些第三導(dǎo)電層上的每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一掩模間隙壁；以及利用該掩模間隙壁作為掩模，依序蝕刻該第三導(dǎo)電層、該第二導(dǎo)電層以及該第一導(dǎo)電層，以形成每一該些半導(dǎo)體柱體的一上電極。
28.如權(quán)利要求26所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中形成該介電層、該上電極以及該環(huán)形絕緣層的方法包括于該基底及該些半導(dǎo)體柱體上形成一共形的介電層；于每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一導(dǎo)體間隙壁，并覆蓋住部分該共形的介電層；于該些半導(dǎo)體柱體間形成一絕緣層，以覆蓋該些導(dǎo)體間隙壁下部；移除該些未被該絕緣層所覆蓋的部分該導(dǎo)體間隙壁以及部分該介電層；于該絕緣層上的每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一絕緣間隙壁，且該絕緣間隙壁暴露出其所對(duì)應(yīng)的該導(dǎo)體間隙壁的部分上表面；于該些半導(dǎo)體柱體間形成一第二導(dǎo)電層，以覆蓋該些絕緣間隙壁下部；移除未被該第二導(dǎo)電層所覆蓋的部分每一該些絕緣間隙壁，以在每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一環(huán)形絕緣層；于該些半導(dǎo)體柱體間以及該些環(huán)形絕緣層及該第二導(dǎo)電層上形成一第三導(dǎo)電層；于該第三導(dǎo)電層上的每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一掩模間隙壁；以及利用該掩模間隙壁作為掩模，依序蝕刻該第三導(dǎo)電層以及該第二導(dǎo)電層，以形成每一該些半導(dǎo)體柱體的一上電極，其中該上電極包括有一導(dǎo)體間隙壁、部分的該第二導(dǎo)電層以及部分的該第三導(dǎo)電層。
29.如權(quán)利要求23所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中于該第一絕緣層上的每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成該晶體管的該柵極結(jié)構(gòu)的方法包括于該第一絕緣層上的每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一柵絕緣層；于該些半導(dǎo)體柱體間的該第一絕緣層上形成一導(dǎo)電層，且該導(dǎo)電層具有一上表面，而該上表面低于該半導(dǎo)體柱體的上表面；于該導(dǎo)電層上的每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一掩模間隙壁；于該基底上形成一掩模層，包括多個(gè)線形圖案，其中每一該些線形圖案在單一行中由該些半導(dǎo)體柱體上方經(jīng)過而成一連續(xù)圖案；以及利用該掩模間隙壁以及該掩模層作為掩模，蝕刻該導(dǎo)電層，以在每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一柵極，其中該些半導(dǎo)體柱體上的該些柵極在單一行中藉由相同行的該些半導(dǎo)體柱體間的該導(dǎo)電層而互相連接，以形成一柵極線。
30.如權(quán)利要求29所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中單一行中的該柵極線可直接作為該晶體管的一字符線。
31.如權(quán)利要求29所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中一字符線形成于該位在線并與其相交，以在對(duì)應(yīng)的行中的該些半導(dǎo)體柱體間，透過至少一接觸窗而與其所對(duì)應(yīng)的該柵極線電連接。
32.如權(quán)利要求23所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，于該第一絕緣層上的每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成該晶體管的該柵極結(jié)構(gòu)包括于該第一絕緣層上的每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成一柵絕緣層；于該些半導(dǎo)體柱體及該第一絕緣層上形成一共形的導(dǎo)電層，并覆蓋住該柵絕緣層；于該些半導(dǎo)體柱體間形成一第一掩模層以覆蓋住該共形的導(dǎo)電層下部；于該共形的導(dǎo)電層及該第一掩模層上形成一第二掩模層，包括多個(gè)線形圖案，其中每一該些線形圖案在單一行中由該些半導(dǎo)體柱體上方經(jīng)過而成一連續(xù)圖案；移除未被該第二掩模層所覆蓋的部分該第一掩模層；移除該第二掩模層；以及利用所剩余的該第一掩模層作為掩模，各向異性蝕刻該共形的導(dǎo)電層，直到該共形的導(dǎo)電層的上表面實(shí)質(zhì)低于該半導(dǎo)體柱體的上表面，以便于在每一該些半導(dǎo)體柱體的該側(cè)壁上形成似間隙壁的一柵極，其中該些半導(dǎo)體柱體上的該些柵極在單一行中經(jīng)由相同行的該些半導(dǎo)體柱體間的該導(dǎo)電層而互相連接，以形成一柵極線。
33.如權(quán)利要求32所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中單一行中的該柵極線可直接作為該晶體管的一字符線。
34.如權(quán)利要求32所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中一字符線形成于該位在線并與其相交，以在其所對(duì)應(yīng)的行中的該些半導(dǎo)體柱體間，透過至少一接觸窗而與其所對(duì)應(yīng)的該柵極線電連接。
35.如權(quán)利要求23所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，每一該些位現(xiàn)在單一列中與該些晶體管的該些第二摻雜區(qū)直接接觸。
36.如權(quán)利要求23所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中該些半導(dǎo)體柱體上的該些柵極在單一行中藉由相同行的該些半導(dǎo)體柱體間的該導(dǎo)電層而互相連接，以形成該柵極線，而形成該些字符線的步驟包括于該基底上形成一介電層，并覆蓋住該些位線；以及形成至少一接觸窗穿過該介電層以及于該介電層上形成一字符線，以與該柵極線電連接，其中該接觸窗直接接觸同行的二該些半導(dǎo)體柱體間的該導(dǎo)電層。
37.如權(quán)利要求36所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中每一該些位線形成有一頂蓋層配置于其上；以及該制造方法還包括在形成該介電層前，于每一該些由該些位線與其所對(duì)應(yīng)的該些頂蓋層所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的該側(cè)壁上形成一保護(hù)間隙壁。
38.如權(quán)利要求36所述的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器陣列的制造方法，其中該接觸窗及該字符線以一鑲嵌制造工藝形成的。
全文摘要
一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元，其包括配置在一基底上的半導(dǎo)體柱體、配置在半導(dǎo)體柱體下部的側(cè)壁上的電容器以及配置在半導(dǎo)體柱體上部的側(cè)壁上的垂直式晶體管。而垂直式晶體管包括第一摻雜區(qū)、第二摻雜區(qū)、柵極以與門絕緣層。而第一摻雜區(qū)位于半導(dǎo)體柱體的側(cè)壁中且與電容器相連接，且第二摻雜區(qū)位在半導(dǎo)體柱體上部中。柵極則配置在第一摻雜區(qū)與第二摻雜區(qū)之間的半導(dǎo)體柱體側(cè)壁上，而柵絕緣層配置在側(cè)壁與柵極之間。
文檔編號(hào)H01L27/108GK1599070SQ200410055610
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月15日
發(fā)明者王廷熏 申請(qǐng)人:茂德科技股份有限公司