eDRAM器件的形成方法与流程

本发明涉及半导体，尤其是涉及一种edram器件的形成方法。

背景技术：

1、深沟槽电容器可以在mosfet之前形成，不影响mosfet的特性，因而采用深沟槽电容器的dram (动态随机存储器)和逻辑电路可以集成在同一晶圆上，称为edram (嵌入式dram)。edram的存储单元通常包括深沟槽电容器以及与其耦接的传统二维mosfet或者finfet。

2、现有技术的edram器件的形成方法包括：提供衬底，在衬底的表面依次形成衬垫氧化层和第一氮化层，在第一氮化层的表面形成图案化的硬掩膜层。接着，使用图案化的硬掩膜层刻蚀衬垫氮化层、衬垫氧化层和部分厚度的衬底，在衬底内形成间隔的第一深沟槽和第二深沟槽。在第一深沟槽和第二深沟槽内均分别形成介电层和阻挡层以及多晶硅层，介电层和阻挡层均位于第一深沟槽和第二深沟槽的下部分，多晶硅层下部分分别通过阻挡层和介电层与第一深沟槽和第二深沟槽的下部分侧壁隔开。

3、然而，现有技术中，形成图案化的硬掩膜层、刻蚀衬垫氮化层、衬垫氧化层和部分厚度的衬底，在衬底内形成间隔的第一深沟槽和第二深沟槽。以及形成介电层和阻挡层均会涉及到沉积和刻蚀的步骤。这些刻蚀过程会导致衬垫氮化层也受到损失。而在具有嵌入式edram的后续高性能逻辑工艺中，希望共享与深沟槽工艺相同的衬垫氮化层作为硬掩模，以用于后续的sti或fin图案化。所以衬垫氮化层受到损失后。在后续形成sti或fin图案化时会增加难度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种edram器件的形成方法，可以形成高质量的衬垫氮化层，从而可以降低后续形成sti或fin图案化时的难度，最后可以提高edram器件的质量。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种edram器件的形成方法，包括：

3、提供衬底，在所述衬底的表面依次形成第一氧化层和第一氮化层；

4、刻蚀所述第一氮化层、第一氧化层和部分厚度的衬底，以形成间隔的第一深沟槽和第二深沟槽；

5、在所述第一深沟槽和第二深沟槽内均分别形成介电层和阻挡层以及多晶硅层，所述介电层和阻挡层均位于所述第一深沟槽和第二深沟槽的下部分，所述多晶硅层下部分分别通过所述阻挡层和介电层与所述第一深沟槽和第二深沟槽的下部分侧壁隔开；

6、氧化部分厚度的所述多晶硅层和部分厚度的第一氮化层，以在所述多晶硅层的表面和第一氮化层的表面均形成第二氧化层，位于所述第一氮化层表面的第二氧化层的厚度小于位于多晶硅层表面的第二氧化层的厚度；

7、去除所述第一氮化层表面的第二氧化层和多晶硅层表面的部分厚度的第二氧化层，保留所述多晶硅层表面的部分厚度的第二氧化层；

8、去除第一氮化层和第一氧化层，以露出所述衬底的表面；

9、在所述衬底的表面和所述第二氧化层的表面依次形成第三氧化层和第二氮化层；

10、在所述第一深沟槽和第二深沟槽之间形成第三沟槽，所述第三沟槽露出部分第一深沟槽内的多晶硅层和第二深沟槽内的多晶硅层以及之间的衬底；

11、在所述第三沟槽内依次形成线性氧化层和介质层，所述介质层通过所述线性氧化层和多晶硅层隔开。

12、可选的，在所述的edram器件的形成方法中，所述衬底包括依次堆叠的底层硅、埋氧层和顶层硅。

13、可选的，在所述的edram器件的形成方法中，所述介电层包括高k介质层。

14、可选的，在所述的edram器件的形成方法中，所述阻挡层包括tin。

15、可选的，在所述的edram器件的形成方法中，蒸汽氧化部分厚度的多晶硅层，以在所述多晶硅层的表面形成第二氧化层。

16、可选的，在所述的edram器件的形成方法中，湿法刻蚀去除第一氮化层和第一氧化层，以露出所述衬底的表面。

17、可选的，在所述的edram器件的形成方法中，使用氢氟酸湿法刻蚀去除第一氮化层。

18、可选的，在所述的edram器件的形成方法中，使用磷酸湿法刻蚀去除第一氧化层。

19、可选的，在所述的edram器件的形成方法中，通过沉积的方法在所述衬底的表面和所述第二氧化层的表面依次形成第三氧化层和第二氮化层。

20、在本发明提供的edram器件的形成方法中，包括：提供衬底，在衬底的表面依次形成第一氧化层和第一氮化层；刻蚀第一氮化层、第一氧化层和部分厚度的衬底，以形成间隔的第一深沟槽和第二深沟槽；在第一深沟槽和第二深沟槽内均分别形成介电层和阻挡层以及多晶硅层，介电层和阻挡层均位于第一深沟槽和第二深沟槽的下部分，多晶硅层下部分分别通过阻挡层和介电层与第一深沟槽和第二深沟槽的下部分侧壁隔开；氧化部分厚度的多晶硅层和部分厚度的第一氮化层，以在多晶硅层的表面和第一氮化层的表面均形成第二氧化层，位于第一氮化层表面的第二氧化层的厚度小于位于多晶硅层表面的第二氧化层的厚度；去除第一氮化层表面的第二氧化层和多晶硅层表面的部分厚度的第二氧化层，保留多晶硅层表面的部分厚度的第二氧化层；去除第一氮化层和第一氧化层，以露出衬底的表面；在衬底的表面和第二氧化层的表面依次形成第三氧化层和第二氮化层；在第一深沟槽和第二深沟槽之间形成第三沟槽，第三沟槽露出部分第一深沟槽内的多晶硅层和第二深沟槽内的多晶硅层以及之间的衬底；在第三沟槽内依次形成线性氧化层和介质层，介质层通过线性氧化层和多晶硅层隔开。本发明去除了第一氮化层和第一氧化层，重新形成了高质量的第三氧化层和第二氮化层作为后续形成sti或fin时可以共享的掩膜层。从而降低了后续形成sti或fin图案化时的难度，提高了edram器件的质量。

技术特征：

1.一种edram器件的形成方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的edram器件的形成方法，其特征在于，所述衬底包括依次堆叠的底层硅、埋氧层和顶层硅。

3.如权利要求1所述的edram器件的形成方法，其特征在于，所述介电层包括高k介质层。

4.如权利要求1所述的edram器件的形成方法，其特征在于，所述阻挡层包括tin。

5.如权利要求1所述的edram器件的形成方法，其特征在于，蒸汽氧化部分厚度的多晶硅层，以在所述多晶硅层的表面形成第二氧化层。

6.如权利要求1所述的edram器件的形成方法，其特征在于，湿法刻蚀去除第一氮化层和第一氧化层，以露出所述衬底的表面。

7.如权利要求6所述的edram器件的形成方法，其特征在于，使用氢氟酸湿法刻蚀去除第一氮化层。

8.如权利要求6所述的edram器件的形成方法，其特征在于，使用磷酸湿法刻蚀去除第一氧化层。

9.如权利要求1所述的edram器件的形成方法，其特征在于，通过沉积的方法在所述衬底的表面和所述第二氧化层的表面依次形成第三氧化层和第二氮化层。

技术总结
本发明提供了一种eDRAM器件的形成方法，包括：在衬底表面形成第一氧化层和第一氮化层；形成间隔的第一深沟槽和第二深沟槽；在第一深沟槽和第二深沟槽内形成介电层和阻挡层以及多晶硅层，多晶硅层下部分通过阻挡层和介电层与下部分侧壁隔开；在多晶硅层的表面和第一氮化层的表面均形成第二氧化层，位于第一氮化层表面的第二氧化层的厚度小于位于多晶硅层表面的第二氧化层的厚度；去除部分厚度的第二氧化层，保留多晶硅层表面的部分厚度的第二氧化层；去除第一氮化层和第一氧化层；在衬底的表面和第二氧化层的表面依次形成第三氧化层和第二氮化层；在第一深沟槽和第二深沟槽之间形成第三沟槽；在第三沟槽内依次形成线性氧化层和介质层。

技术研发人员：杨雪,李严尊,张颂玉,金磊源,谢文浩
受保护的技术使用者：杭州积海半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5