專(zhuān)利名稱：提供電性隔離的方法及包含所述方法的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。確切地說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例涉及制造展現(xiàn) 改進(jìn)的電性隔離的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法及具有所述方法的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
集成電路(“IC”)設(shè)計(jì)者需要通過(guò)減小個(gè)別特征的大小且通過(guò)減小半導(dǎo)體襯底上 的鄰近特征之間的間隔距離來(lái)提高IC內(nèi)的特征的集成程度或密度。特征大小的持續(xù)減小 對(duì)用以形成所述特征的技術(shù)(例如，光刻)提出更大需求。此增加集成度的趨勢(shì)還伴有特 征尺寸的相應(yīng)減小，此使得特征的電性隔離成為制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或半導(dǎo)體裝置時(shí)的重要方所述趨勢(shì)在制造例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“DRAM”)存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器裝置中 特別重要。例如DRAM單元的典型存儲(chǔ)器單元包含晶體管及例如電容器的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。 半導(dǎo)體裝置通常包含大量DRAM單元。隨著DRAM陣列中的個(gè)別存儲(chǔ)器單元的尺寸縮小，鄰 近或相鄰柵極變得更靠近在一起，且對(duì)分離DRAM單元的例如晶體管的有源區(qū)的高效且可 靠的隔離工藝的需要急劇增加。用于產(chǎn)生存儲(chǔ)器單元及具有亞微米尺寸的其它裝置的已知 制造工藝已變得日益低效。一種隔離DRAM單元的晶體管的方法是在DRAM單元的鄰近有源 區(qū)之間形成溝槽隔離區(qū)。溝槽隔離區(qū)通常包含形成于襯底內(nèi)且用例如二氧化硅(“Si02”) 的絕緣材料填充的溝槽或空穴。溝槽隔離區(qū)通常形成于相鄰晶體管之間。然而，隨著特征 大小繼續(xù)減小，晶體管的電操作變得更困難。造成此困難的一個(gè)因素被稱為所謂的“短溝道 效應(yīng)”，其中晶體管溝道的寬度歸因于微型化而變得過(guò)小，所述“短溝道效應(yīng)”導(dǎo)致晶體管即 使在閾值電壓(“Vt”)尚未施加到柵極的情況下仍啟動(dòng)。提供隔離的另一方法為適當(dāng)?shù)負(fù)?雜存儲(chǔ)器裝置。然而，依據(jù)存儲(chǔ)器裝置的結(jié)構(gòu)，有效摻雜可能成本較高或可能并非可能。已經(jīng)開(kāi)發(fā)以通過(guò)在同一水平空間中形成較寬溝道來(lái)克服常規(guī)晶體管的短溝道效 應(yīng)的晶體管的一個(gè)實(shí)例為凹入的存取裝置(“RAD”)晶體管。RAD晶體管的一個(gè)實(shí)例包含 部分形成于半導(dǎo)體襯底中的溝槽內(nèi)的晶體管柵極(字線)。溝道區(qū)沿溝槽的整個(gè)表面形成， 其實(shí)際上在不增加晶體管所要求的橫向空間的情況下提供較寬溝道。存儲(chǔ)器裝置結(jié)構(gòu)及形成存儲(chǔ)器裝置結(jié)構(gòu)的方法還在頒予朱安林(Juengling)的 第7，098，105號(hào)美國(guó)專(zhuān)利及頒予朱安林的第2006/0046407號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案中描述， 其每一者轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人且其每一者的揭示內(nèi)容全文以引用的方式并入本文中。存 儲(chǔ)器裝置結(jié)構(gòu)包含一包圍多個(gè)源極/漏極區(qū)的柵極線晶格。柵極線材料形成柵極線晶格， 且源極/漏極區(qū)形成具有通過(guò)柵極線晶格的片段彼此隔開(kāi)的重復(fù)區(qū)的陣列。存儲(chǔ)器裝置結(jié)構(gòu)通過(guò)以下方式并入到DRAM陣列中在源極/漏極區(qū)中的一些的上方形成數(shù)字線并與所述 源極/漏極區(qū)電性連接，及形成與源極/漏極區(qū)中的一些電性連接的多個(gè)電容器。存儲(chǔ)器 裝置結(jié)構(gòu)包含襯底，一對(duì)半導(dǎo)體材料的所謂的“基座”、“支柱”或“鰭狀物”，定位于基座之間 的柵極線材料與柵極電介質(zhì)材料?；械囊徽邔?duì)應(yīng)于用以電性連接到數(shù)字線的源極/漏 極區(qū)，且另一基座對(duì)應(yīng)于用以電性連接到電容器的源極/漏極區(qū)。基座之間的柵極線材料 充當(dāng)晶體管裝置的晶體管柵極，其柵極連接與基座中的一者相關(guān)聯(lián)的源極/漏極區(qū)與同另 一基座相關(guān)聯(lián)的源極/漏極區(qū)。在制造在第7，098，105號(hào)美國(guó)專(zhuān)利及第2006/0046407號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案中 描述的存儲(chǔ)器裝置結(jié)構(gòu)期間，使用蝕刻工藝在襯底中形成開(kāi)口。隨后在開(kāi)口中沉積柵極線 材料。在較大特征尺寸的情況下，蝕刻工藝能夠形成具有大致垂直的側(cè)壁的開(kāi)口。然而，隨 著特征尺寸減小，蝕刻工藝不能形成具有大致垂直的側(cè)壁的開(kāi)口。實(shí)情為，如圖1中所示， 隨著特征尺寸繼續(xù)減小，描述于第7，098，105號(hào)美國(guó)專(zhuān)利及第2006/0046407號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申 請(qǐng)公開(kāi)案中的制造工藝可在襯底6中形成具有傾斜側(cè)壁4的基座或鰭狀物2。由于在形成 具有較小尺寸的特征時(shí)襯底6的大致垂直的蝕刻不再為可能的，所以通過(guò)形成具有傾斜側(cè) 壁的開(kāi)口而引起鰭狀物2的傾斜側(cè)壁4。當(dāng)在這些開(kāi)口中共形地沉積柵極線材料8以形成 柵極時(shí)，所沉積的柵極線材料8也具有傾斜側(cè)壁，此減小柵極之間的隔離并在柵極之間引 起短路。具有僅僅5°到6°的傾斜側(cè)壁的鰭狀物2可引起隔離及短路問(wèn)題。因此，此項(xiàng)技術(shù)中需要開(kāi)發(fā)產(chǎn)生用于存儲(chǔ)器裝置結(jié)構(gòu)中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造工 藝，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)類(lèi)似于在第7，098，105號(hào)美國(guó)專(zhuān)利及第2006/0046407號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng) 公開(kāi)案中描述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)但展現(xiàn)改進(jìn)的隔離及經(jīng)減少或消除的短路問(wèn)題。


盡管本說(shuō)明書(shū)的結(jié)尾有特別指出且清楚地主張被視為本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)，但在 結(jié)合附圖閱讀時(shí)可根據(jù)對(duì)本發(fā)明的以下描述更易于確定本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1為常規(guī)存儲(chǔ)器裝置結(jié)構(gòu)的橫截面圖；圖2到圖9為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的實(shí)施例在各種制造階段期間的橫截面圖；圖10到圖18為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的實(shí)施例在各種制造階段期間的橫截面圖； 及圖19到圖21為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的實(shí)施例在各種制造階段期間的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明揭示展現(xiàn)特征之間的改進(jìn)的隔離的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以及形成這些半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，使用間隔物材料結(jié)合具有大致垂直的側(cè)壁的鰭狀物來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離。 在另一實(shí)施例中，使用在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造中所利用的不同材料的蝕刻特性來(lái)增加有效柵 極長(zhǎng)度(“Lrffe。tiv/’)及場(chǎng)柵極氧化物。在又一實(shí)施例中，在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中形成V形溝槽以 增加Lrffertire及場(chǎng)柵極氧化物。形成于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的特征可包含(但不限于)隔離區(qū)、柵 極或三維晶體管。所述特征具有從大約20nm到大約60nm的大小。以下描述提供特定細(xì)節(jié)(例如，材料類(lèi)型、蝕刻化學(xué)性質(zhì)及處理?xiàng)l件)，以提供對(duì) 本發(fā)明的實(shí)施例的詳盡描述。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可在不使用這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。實(shí)際上，本發(fā)明的實(shí)施例可結(jié)合本行業(yè)中所使用的常規(guī)制 造技術(shù)及蝕刻技術(shù)來(lái)實(shí)踐。另外，下文提供的描述并不形成用于制造半導(dǎo)體裝置的完整工 藝流程，且下文描述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)并不形成完整半導(dǎo)體裝置。下文僅詳細(xì)描述理解本發(fā)明 的實(shí)施例所必需的那些工藝動(dòng)作及結(jié)構(gòu)。從半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成完整半導(dǎo)體裝置的額外動(dòng)作可 通過(guò)常規(guī)制造技術(shù)來(lái)執(zhí)行。此外，本文中所包含的例圖并未按比例繪制，且并不意圖是任何 特定半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或半導(dǎo)體裝置的實(shí)際視圖。實(shí)情為，例圖僅為用以描述本發(fā)明的理想化表 示。另外，例圖間共同的元件可保留相同的元件符號(hào)。本文中所描述的方法可用以形成待用于存儲(chǔ)器裝置中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如RAD、 FinFET、鞍形FET、納米線、三維晶體管以及其它三維結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)可用于以下存儲(chǔ)器中 例如SRAM的靜態(tài)存儲(chǔ)器，DRAM、擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出(EDO)存儲(chǔ)器、擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存 儲(chǔ)器(“EDO DRAM”)、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“SDRAM”)、雙數(shù)據(jù)速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取 存儲(chǔ)器(“DDR SDRAM”)、同步鏈接動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“SLDRAM”)、視頻隨機(jī)存取存儲(chǔ) 器(“VRAM”)、Rambus動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RDRAM”)形式的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，快閃存儲(chǔ)器， 或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它存儲(chǔ)器類(lèi)型裝置。此外，所述方法還可用于需要改進(jìn)的柵極 隔離的其它應(yīng)用中。并入有這些結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置可用于無(wú)線裝置、個(gè)人計(jì)算機(jī)或其它電 子裝置中，但并不受此限制。盡管參考特定DRAM裝置布局來(lái)說(shuō)明本文中描述的方法，但所 述方法可用以形成具有其它布局的DRAM裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，結(jié)合上覆于襯底的材料的大致垂直的蝕刻來(lái)使用間隔物材料以 在襯底中或襯底上形成自對(duì)準(zhǔn)特征。如本文中所使用，術(shù)語(yǔ)“自對(duì)準(zhǔn)”意味著且包含使用單 一光掩模以形成其它特征所基于的初始圖案。因而，形成于半導(dǎo)體襯底上的多個(gè)特征在不 利用額外掩蔽及光刻動(dòng)作的情況下對(duì)準(zhǔn)。為了形成具有改進(jìn)的隔離的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134A(參 見(jiàn)圖8)，如圖2中所示，可將多種材料形成于襯底102上且圖案化。如本文中所使用，術(shù)語(yǔ) “襯底”指代常規(guī)硅襯底或具有一層半導(dǎo)體材料的其它主體襯底(bulk substrate)。如本 文中所使用，術(shù)語(yǔ)“主體襯底”不僅包含硅晶片，而且包含絕緣體上硅(“S0I”)襯底如藍(lán)寶 石上硅(“SOS”)襯底及玻璃上硅(“S0G”)襯底、基底半導(dǎo)體底座(base semiconductor foundation)上的硅外延層，及其它半導(dǎo)體或光電子材料如硅鍺、鍺、砷化鎵、氮化鎵或磷化 銦。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，襯底102可為例如多晶硅的硅。襯底102可用一種或一種以上合 適植入物隨著沉積(即，就地?fù)诫s)或在后續(xù)工藝動(dòng)作期間進(jìn)行摻雜來(lái)進(jìn)行導(dǎo)電摻雜。舉 非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，襯底102可為經(jīng)本征摻雜的單晶硅晶片?？赏ㄟ^(guò)任何合適沉積技術(shù)于襯底102上形成根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的材料， 所述沉積技術(shù)包含(但不限于)旋涂、毯覆式涂布、化學(xué)氣相沉積(“CVD”)、原子層沉積 (“ALD”)、等離子增強(qiáng)ALD或物理氣相沉積(“PVD”)?；蛘撸墒共牧仙L(zhǎng)。依據(jù)待形成 于襯底102上的特定材料的性質(zhì)，可由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)選擇用于沉積或生長(zhǎng)所述材 料的技術(shù)。盡管材料可作為層形成于襯底102上，但也可以其它配置形成材料。氧化物材料104可任選地沉積于襯底102上。氧化物材料104可為例如正硅酸四 乙酯(“TE0S”)、二氧化硅("SiO2")的硅氧化物或高密度等離子(“HDP”)氧化物。氧 化物材料104可熱生長(zhǎng)于襯底102上。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，氧化物材料104可具有大約 33 A的厚度。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，氧化物材料104為SiO2，且熱生長(zhǎng)于襯底102上。盡管 在圖2到圖7中說(shuō)明氧化物材料104，但氧化物材料104的存在為任選的。如果存在，則氧化物材料104可提供應(yīng)力消除。氮化物材料106可沉積于氧化物材料104上。氮化物材料106可為能夠在高溫下 沉積的任何氮化物，包含(但不限于)氮化硅(“Si3N4”)。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，氮化物材 料106可以大約150 A的厚度來(lái)沉積。將氮化物材料106形成于氧化物材料104上而非襯 底102上可使得氮化物材料106能夠易于移除。由于將氮化物材料106形成于襯底102上 可使得電作用界面電荷形成，所以將氮化物材料106形成于氧化物材料104上可減少這些 電荷的形成。氧化物支柱材料108可沉積于氮化物材料106上。氧化物支柱材料108可為 先前所描述的用作氧化物材料104的硅氧化物材料中的一者。因而，可由相同或不同材料 形成氧化物材料104及氧化物支柱材料108。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，氧化物支柱材料108為 HDP氧化物。蝕刻終止材料110可形成于氧化物支柱材料108上。蝕刻終止材料110可以 從大約150 A到大約1000 A的厚度來(lái)沉積。在較大厚度的情況下，例如在大于大約500 A的 厚度的情況下，蝕刻終止材料110可在上覆材料的化學(xué)機(jī)械平坦化(“CMP”)期間充當(dāng)有效 蝕刻終止物。蝕刻終止材料Iio可為氮化物材料，例如上文描述的用作氮化物材料106的 材料中的一者。因而，可由相同或不同材料形成氮化物材料106及蝕刻終止材料110。多晶 硅材料112可沉積于蝕刻終止材料110上方。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，多晶硅材料112可以 大約2000 A的厚度來(lái)沉積。硬掩模材料114可沉積于多晶硅材料112上方。硬掩模材料114可為含有碳的材 料、電介質(zhì)抗反射涂層(“DARC”)或底部抗反射涂層(“BARC”)材料。舉非限制性實(shí)例來(lái) 說(shuō)，硬掩模材料114可為透明碳(“TC”)、非晶碳(“AC”)、TE0S、多晶硅(polycrystalline silicon)( “多晶硅(polysilicon)”)、Si3N4、氮氧化硅(SiO3N4)、碳化硅(SiC)、SiO2 或其 組合。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，硬掩模材料114可以大約2000 A的厚度來(lái)沉積?？赏ㄟ^(guò)常規(guī) 技術(shù)于襯底102上形成氧化物材料104、氮化物材料106、氧化物支柱材料108、蝕刻終止材 料110、多晶硅材料112及硬掩模材料114。可通過(guò)常規(guī)光刻技術(shù)將光阻材料(未圖示)沉積于硬掩模材料114上方、圖案化 并顯影。如此項(xiàng)技術(shù)中已知，為了產(chǎn)生展示于圖2中的圖案，可產(chǎn)生具有相應(yīng)圖案的光罩 (未圖示)并用其使光阻材料圖案化。由于光阻材料及光刻技術(shù)在此項(xiàng)技術(shù)中為已知的，所 以在本文中并未詳細(xì)論述對(duì)光阻材料進(jìn)行選擇、沉積、圖案化及顯影以產(chǎn)生所要圖案。光阻 材料中的圖案可包含具有大致相等的寬度的空間及線?？臻g及線的寬度可為可通過(guò)用以形 成圖案的光刻技術(shù)印刷的最小特征大小(“F”)。或者，空間及線可以大于F的特征大小來(lái) 印刷。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，F(xiàn)為大約66nm。如此項(xiàng)技術(shù)中已知，可通過(guò)蝕刻下伏材料將光 阻材料中的圖案轉(zhuǎn)印到下伏材料中。圖案可轉(zhuǎn)印到硬掩模材料114、多晶硅材料112、蝕刻 終止材料110、氧化物支柱材料108中，且至少部分轉(zhuǎn)印到氮化物材料106中，從而形成第一 溝槽116。第一溝槽116可具有為F的特征大小。圖案可使用例如常規(guī)干式蝕刻工藝、常規(guī)濕式蝕刻工藝或其組合的常規(guī)蝕刻工藝 來(lái)蝕刻到下伏材料中。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，干式蝕刻化學(xué)處理可用以蝕刻下伏材料，從而 產(chǎn)生具有大致垂直的側(cè)壁117的第一溝槽116。如本文中所使用，術(shù)語(yǔ)“大致垂直的側(cè)壁” 意味著且包含具有相對(duì)于垂線小于大約5°的傾角的側(cè)壁。因而，氧化物支柱材料108、蝕 刻終止材料110、多晶硅材料112及硬掩模材料114在蝕刻工藝后保留的部分可具有大致垂 直的側(cè)壁?？墒褂脝我桓墒轿g刻化學(xué)處理將圖案轉(zhuǎn)印到下伏于光阻材料的材料中，或可使用多種干式蝕刻化學(xué)處理分別蝕刻下伏于光阻材料的材料中的每一者。適用于蝕刻這些材 料的蝕刻化學(xué)處理在此項(xiàng)技術(shù)中為已知的，且因此并未在本文中詳細(xì)描述。如此項(xiàng)技術(shù)中 已知，可移除上覆于這些材料的光阻材料的剩余部分。如圖3中所示，間隔物材料119可共形地沉積到第一溝槽116中。舉非限制性實(shí)例 來(lái)說(shuō)，間隔物材料119可為多晶硅或例如Si3N4的氮化物。間隔物材料119可以F/4的厚度 來(lái)共形地沉積，從而使第一溝槽116的寬度從F變窄到F/2。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，間隔物 材料119可以從大約100 A到大約200 A的厚度(例如，以大約150 A的厚度)來(lái)沉積。在 圖3中說(shuō)明變窄的第一溝槽116'。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，如果第一溝槽116具有大約66nm 的寬度，則變窄的第一溝槽116'的寬度在以16. 5nm的厚度沉積間隔物材料119后減小到 大約33nm。間隔物材料119的共形沉積可維持第一溝槽116'的大致垂直的側(cè)壁117'。如圖4中所示，變窄的第一溝槽116'的深度可延伸穿過(guò)氮化物材料106及氧化物 材料104且延伸到襯底102中，從而形成第一溝槽116"。變窄的第一溝槽116'的深度可 使用各向同性蝕刻劑來(lái)延伸。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)對(duì)氮化物材料106、氧化物材料 104及襯底102進(jìn)行干式蝕刻來(lái)形成第一溝槽116"。在蝕刻期間可維持第一溝槽116"的 大致垂直的側(cè)壁117"。因而，第一溝槽116"在襯底102中的部分也可具有大致垂直的側(cè) 壁。除蝕刻這些材料外，各向同性蝕刻劑還可蝕刻間隔物材料119的水平部分及多晶硅材 料112的至少一部分。多晶硅材料112及間隔物材料119可經(jīng)蝕刻大致等同于氮化物材料 106、氧化物材料104及襯底102經(jīng)蝕刻的量的量。在蝕刻工藝期間，間隔物材料119可鄰 近于多晶硅材料112、蝕刻終止材料110、氧化物支柱材料108及氮化物材料106而保留。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，干式蝕刻劑可為等離子蝕刻，例如含有CF4的等離子、含有 CHF3W等離子、含有CH2F2的等離子或其混合物。第一溝槽116"的深度可為大約2000 A。 最終形成于第一溝槽116"中的特征可包含(但不限于)隔離區(qū)、柵極或三維晶體管。舉非 限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，隔離氧化物區(qū)132形成于第一溝槽116"中(參見(jiàn)圖8)。因而，第一溝槽 116"在本文中也稱為隔離溝槽。隔離氧化物區(qū)132在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134A中隔離單元與其它 單元或行與其它行。如下文所描述，襯底102在蝕刻工藝后保留的在多晶硅材料112、蝕刻 終止材料110、氧化物支柱材料108、氮化物材料106及氧化物材料104的部分下的部分可 對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134A的鰭狀物130(參見(jiàn)圖8)。如由圖4中的虛線所示，用以產(chǎn)生第一溝槽116 “的干式蝕刻可底切襯底102的若 干部分。盡管為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)而并未在后續(xù)圖式中說(shuō)明底切，但底切可存在。如下文更詳細(xì) 論述，襯底102的此底切可在后續(xù)處理期間合意地防止在第一溝槽116"(隔離溝槽)與 第二溝槽122'(凹入的存取裝置或“RAD”溝槽)之間形成硅條。如本文中所使用，術(shù)語(yǔ) “RAD溝槽”意味著且包含襯底102中的最終將形成字線的開(kāi)口。第二溝槽122'展示于圖 7中。為了進(jìn)一步增加間隔物材料119與襯底102之間的氧化差異，間隔物材料119可用η 型或P型雜質(zhì)來(lái)?yè)诫s。如圖5中所示，可在將填充材料沉積于第一溝槽116"中之前將襯墊118沉積于第 一溝槽116"中。襯墊118可由氧化物或氮化物形成，且可通過(guò)常規(guī)技術(shù)來(lái)沉積。舉非限制 性實(shí)例來(lái)說(shuō)，由例如TEOS的氧化物形成襯墊118。襯墊118可與第一溝槽116"的側(cè)壁接 觸。如圖6中所示，可用填充材料120來(lái)填充第一溝槽116"。填充材料120可為電介質(zhì)材 料，例如旋涂式電介質(zhì)(“SOD”)、二氧化硅、TEOS或HDP氧化物?？赏ㄟ^(guò)常規(guī)技術(shù)(例如，通過(guò)填充材料120的毯覆式沉積)來(lái)填充第一溝槽116"。除填充第一溝槽116"外，可將 電介質(zhì)材料形成于間隔物材料119及多晶硅材料112上方。如此項(xiàng)技術(shù)中已知，填充材料 120可被增加密度并用例如硼的雜質(zhì)來(lái)?yè)诫s，從而形成淺溝槽隔離(“STI”)區(qū)(其對(duì)應(yīng)于 展示于圖8中的隔離氧化物區(qū)132)。摻雜可在上文描述的蝕刻動(dòng)作期間在額外處理動(dòng)作中 或在上文描述的蝕刻動(dòng)作后進(jìn)行的額外處理動(dòng)作中進(jìn)行。摻雜可使用任何合適摻雜工藝來(lái) 進(jìn)行，所述摻雜工藝包含(但不限于)離子植入或擴(kuò)散。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，襯墊118為 氮化物材料，且填充材料120為Si02。填充材料120可(例如)通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(“CMP”)來(lái)平坦化，以移除填充材 料120的在襯墊118及間隔物材料119上方延伸的部分。因而，襯墊118及間隔物材料119 的上表面可暴露。間隔物材料119可通過(guò)濕式蝕刻或干式蝕刻來(lái)移除，從而暴露氮化物材 料106、氧化物支柱材料108、蝕刻終止材料110及多晶硅材料112的橫向表面。移除間隔 物材料119產(chǎn)生間隔物材料119先前所位于的間隙或空隙。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，如果間 隔物材料119由多晶硅形成，則可使用氫氧化四甲銨(TMAH)的溶液來(lái)蝕刻間隔物材料119。 或者，如果間隔物材料119由氮化物形成，則間隔物材料119可使用干式蝕刻化學(xué)處理來(lái)移 除。在間隔物材料119的移除期間，氮化物材料106、氧化物支柱材料108及襯墊118充當(dāng) 蝕刻終止物。然而，填充材料120在第一溝槽116"中的部分可凹入，使得襯墊118的部分 在填充材料120的上表面上方延伸。間隔物材料119的移除提供能夠用以使襯底102中的 特征的臨界尺寸(“CD”)移位的溝槽(第一溝槽116)。通過(guò)移除間隔物材料119所產(chǎn)生的間隙可通過(guò)使材料的包圍間隙的經(jīng)暴露表面 經(jīng)受蝕刻劑來(lái)擴(kuò)大?？?例如)通過(guò)使用濕式蝕刻劑來(lái)蝕刻上覆于氧化物支柱材料108的 多晶硅材料112及蝕刻終止材料110。如圖6中所示，濕式蝕刻劑還可橫向蝕刻氧化物支柱 材料108及氮化物材料106的若干部分，從而產(chǎn)生第二溝槽122及氧化物支柱124。第二溝 槽122可形成于氧化物支柱材料108中，且至少部分形成到氮化物材料106中。圖6說(shuō)明 已進(jìn)行上文描述的多個(gè)工藝動(dòng)作后的所得結(jié)構(gòu)。為了清楚起見(jiàn)，多晶硅材料112、蝕刻終止 材料110、氧化物支柱材料108及氮化物材料106的先前位置通過(guò)圍繞氧化物支柱124A的 虛線來(lái)指示。襯墊118及氮化物材料106可防止?jié)袷轿g刻劑移除第一溝槽116"中的填充 材料120且防止移除襯底102的若干部分。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，濕式蝕刻劑可為氟化氫 (HF)。盡管可使用單一濕式蝕刻劑來(lái)移除多晶硅材料112及蝕刻終止材料110并橫向蝕刻 氧化物支柱材料108，但可使用多種蝕刻劑來(lái)分別移除這些材料?；蛘?，相對(duì)于蝕刻終止材 料110對(duì)于氧化物支柱材料108及氮化物材料106為選擇性的濕式蝕刻劑可引入到通過(guò)移 除間隔物材料119所產(chǎn)生的間隙中。如由圍繞氧化物支柱124B的虛線所指示，濕式蝕刻劑 可底切氧化物支柱材料108及氮化物材料106而蝕刻終止材料110保持大致完整。在移除 蝕刻終止材料110后，第二溝槽122及氧化物支柱IM可大致如圖6中所示?；蛘撸墒轿g 刻劑可用以擴(kuò)大通過(guò)移除間隔物材料119所產(chǎn)生的間隙。盡管移除多晶硅材料112、蝕刻終止材料110以及氧化物支柱材料108及氮化物材 料106的若干部分可如先前所描述而進(jìn)行，但可涵蓋額外處理動(dòng)作以產(chǎn)生第二溝槽122及 氧化物支柱124。用以形成氧化物支柱124的蝕刻條件可產(chǎn)生氧化物支柱124的大致垂直 的側(cè)壁125。第二溝槽122及氧化物支柱IM中的每一者可具有F/2的寬度。第二溝槽122 的寬度可對(duì)應(yīng)于最終形成于襯底102中的柵極1 的寬度(參見(jiàn)圖8)。氧化物支柱IM的寬度可對(duì)應(yīng)于最終形成于襯底102中的鰭狀物130的寬度(參見(jiàn)圖8)。如圖7中所示，氧化物支柱1 可用作延伸第二溝槽122的深度的硬掩模，從而在 襯底102中形成第二溝槽122'。第二溝槽122'在圖6中及在圖7中使用虛線來(lái)展示為部 分用柵極材料1 填充。由于氧化物支柱1 具有大致垂直的側(cè)壁125，所以襯底102中的 第二溝槽122'的側(cè)壁也可為大致垂直的。另外，襯底102在氧化物支柱IM下的對(duì)應(yīng)于最 終形成于襯底102中的鰭狀物130的剩余部分(參見(jiàn)圖8)可具有大致垂直的側(cè)壁?？赏ㄟ^(guò) 對(duì)氧化物材料106及氮化物材料104以及襯底102的經(jīng)暴露部分進(jìn)行干式蝕刻來(lái)形成第二 溝槽122'。在此蝕刻期間，填充材料120、襯墊118及氧化物支柱IM可經(jīng)蝕刻大致等同 于氧化物材料106、氮化物材料104及襯底102經(jīng)蝕刻的量的量。因而，填充材料120及襯 墊118的上表面可與氧化物支柱124'的剩余部分的上表面大致共平面。第二溝槽122' 可具有大約1200 A的深度。第二溝槽122'可對(duì)應(yīng)于定位于鰭狀物130的兩側(cè)上的RAD溝 槽。形成于第二溝槽122'中的特征可包含(但不限于)隔離區(qū)、柵極或三維晶體管。舉非 限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，柵極1 形成于第二溝槽122'中(參見(jiàn)圖8)?？裳氐诙喜?22'的側(cè) 壁及底部水平表面形成柵極氧化物126 (例如SiO2)?？捎美绲伒臇艠O材料1 來(lái)填 充第二溝槽122'?？?例如)通過(guò)CMP或其它常規(guī)技術(shù)來(lái)移除柵極材料128的上覆于襯 墊118、填充材料120及氧化物支柱124'的部分。另外，可移除柵極材料128的保留于第 二溝槽122'中的部分，從而使柵極材料1 凹入于柵極氧化物1 的上表面下。舉非限制 性實(shí)例來(lái)說(shuō)，可使柵極材料1 在柵極氧化物126的上表面下凹入大約150 A。盡管可如上 文所描述進(jìn)行沉積柵極材料128、通過(guò)CMP移除柵極材料1 的若干部分及使柵極材料1 的若干部分凹入，但可涵蓋各種其它處理動(dòng)作以產(chǎn)生展示于圖7中的結(jié)構(gòu)。可移除在襯底102上方保留的氧化物支柱124'、氮化物材料106及氧化物材料 104，且氮化物材料(未圖示)可沉積于柵極材料1 上方以防止氧化，從而產(chǎn)生如圖8中 所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134A。可通過(guò)常規(guī)技術(shù)來(lái)移除氧化物支柱124'、氮化物材料106及氧 化物材料104以形成展示于圖8中的半導(dǎo)體襯底134A。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134A可包含至少一個(gè) 柵極129、至少一個(gè)鰭狀物130及至少一個(gè)隔離氧化物區(qū)132。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134A可經(jīng)受如 此項(xiàng)技術(shù)中已知的進(jìn)一步處理以產(chǎn)生例如DRAM的所要存儲(chǔ)器裝置。由于存儲(chǔ)器裝置的形 成在此項(xiàng)技術(shù)中為已知的，所以并未在本文中詳細(xì)描述進(jìn)一步處理。如此項(xiàng)技術(shù)中已知，襯 底102的若干部分(包含鰭狀物130的若干部分)可用適當(dāng)摻雜劑植入以產(chǎn)生溝道及源極 /漏極區(qū)。襯底102可使用例如離子植入或擴(kuò)散的任何合適摻雜工藝來(lái)?yè)诫s。如此項(xiàng)技術(shù) 中已知，襯底102可于上文所描述的處理動(dòng)作的一個(gè)或一個(gè)以上階段摻雜。舉非限制性實(shí) 例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)常規(guī)技術(shù)形成襯底102的擴(kuò)散區(qū)以提供與鰭狀物130的經(jīng)摻雜區(qū)的電性連 接。由于植入技術(shù)在此項(xiàng)技術(shù)中為已知的，所以并未在本文中詳細(xì)描述襯底102的摻雜。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134A可用于例如雙側(cè)FinFET的具有兩個(gè)柵極 129的存儲(chǔ)器裝置中。柵極1 可控制存取晶體管，所述存取晶體管通過(guò)隔離氧化物區(qū)132 與相鄰存取晶體管隔離。柵極1 之間的金屬/金屬隔離是通過(guò)隔離氧化物區(qū)132來(lái)提供， 而到隔離氧化物區(qū)132中的硼植入可提供柵極1 之間的電主體隔離。鰭狀物130形成晶 體管的若干部分。由于鰭狀物130具有大致垂直的側(cè)壁，所以在柵極材料1 沉積于第二 溝槽122 ‘中以形成柵極1 時(shí)，柵極1 經(jīng)隔離且鄰近柵極1 之間的短路大致減少或消 除。額外的應(yīng)用中也可使用類(lèi)似于上文所描述的方法的方法。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，可在11產(chǎn)生雙垂直晶體管或單電容器4F2DRAM單元時(shí)使用半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134A。通過(guò)利用上文所描述的工藝來(lái)形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134A而實(shí)現(xiàn)眾多優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)結(jié)合 多晶硅材料112及氧化物支柱材料108的大致垂直的蝕刻利用間隔物材料119，形成于襯 底102中的特征可自對(duì)準(zhǔn)且具有大致相等的寬度。舉例來(lái)說(shuō)，特定鰭狀物130的任一側(cè)上 的柵極1 可具有大致相等的寬度。由于特征經(jīng)自對(duì)準(zhǔn)，所以半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134A可使用一 個(gè)光刻動(dòng)作來(lái)形成，此節(jié)省成本及額外光刻動(dòng)作。本文中所描述的工藝還向在所述工藝期 間形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)提供額外穩(wěn)定性，因?yàn)轹挔钗?30具有為F的寬度。對(duì)比來(lái)說(shuō)，通過(guò) 在第7，098，105號(hào)美國(guó)專(zhuān)利及第2006/0046407號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案中描述的工藝所產(chǎn) 生的鰭狀物具有為1/2F的寬度，且因此在結(jié)構(gòu)上可能較不穩(wěn)定。另外，柵極材料1 可以 較大厚度沉積于柵極129中，因?yàn)椴⑽蠢脗?cè)壁保護(hù)。此外，特定鰭狀物130的任一側(cè)上的 柵極1 可經(jīng)有效隔離。另外，用以在上覆于襯底102的材料中形成圖案的光罩可與在第 7，098，105號(hào)美國(guó)專(zhuān)利及第2006/0046407號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案中描述的工藝中所使用 的光罩相同。因而，無(wú)需制造新光罩以進(jìn)行上文所描述的工藝。上文提及的工藝的額外優(yōu)點(diǎn)為，所述工藝可通過(guò)增加第一溝槽116"(隔離溝槽) 與第二溝槽122' (RAD溝槽)之間的重疊來(lái)防止在第一溝槽116"與第二溝槽122'之間 形成條。如先前所描述，通過(guò)底切襯底102(在圖4中通過(guò)虛線所展示)，第一溝槽116"及 第二溝槽122'可在后續(xù)處理期間重疊，從而防止在溝槽116" ,122'之間形成硅條。因 而，當(dāng)?shù)谝粶喜?16"(隔離溝槽)與第二溝槽122' (RAD溝槽)分別用填充材料120與 柵極材料1 填充時(shí)，如圖9中所示，相應(yīng)溝槽中的填充材料120與柵極材料128的至少一 部分重疊。在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134B(參見(jiàn)圖18)的柵極129之間的改進(jìn)的物理隔 離是通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)延伸Lrffe。tire，及增加場(chǎng)柵極氧化物，使得Vt可增加而高于操作 電壓。柵極1 之間的隔離可在不利用第二光刻或掩蔽動(dòng)作的情況下實(shí)現(xiàn)，此提供大量成 本節(jié)省。另外，可形成自對(duì)準(zhǔn)特征。為了形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134B(參見(jiàn)圖18)，如圖10中所說(shuō) 明，可提供具有上覆于襯底102的上表面的硬掩模材料114的襯底102。硬掩模材料114可 為例如Si3N4的氮化物，且可通過(guò)常規(guī)技術(shù)沉積于襯底102上?？赏ㄟ^(guò)常規(guī)技術(shù)于襯底102 上方形成硬掩模材料114?？赏ㄟ^(guò)常規(guī)光刻技術(shù)使光阻材料(未圖示)沉積于硬掩模材料 114上方、圖案化并顯影。如在此項(xiàng)技術(shù)中已知，為了在展示于圖11中的襯底102中產(chǎn)生圖 案，具有相應(yīng)圖案的光罩(未圖示)可經(jīng)產(chǎn)生且用以使光阻材料圖案化。由于光阻材料及 光刻技術(shù)在此項(xiàng)技術(shù)中為已知的，所以在本文中并未詳細(xì)論述對(duì)光阻材料進(jìn)行選擇、沉積、 圖案化及顯影以產(chǎn)生所述圖案。光阻材料中的圖案可轉(zhuǎn)印到硬掩模材料114及襯底102，從 而在襯底102中產(chǎn)生具有相等寬度的線及空間的圖案。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，線可具有為 F或F/2的寬度。圖案的線可在襯底102中形成鰭狀物130。鰭狀物130可具有硬掩模材 料114的在鰭狀物130上方保留的部分。鰭狀物130可使用例如基于溴化氫(“HBr”)的 化學(xué)處理的常規(guī)干式蝕刻化學(xué)處理來(lái)產(chǎn)生。如圖12中所示，犧牲材料170可共形地沉積于鰭狀物130上方。在沉積犧牲材料 170前，可任選地將犧牲氧化物材料174共形地沉積于鰭狀物130上方。如果存在，則犧牲 氧化物材料174可在襯底102與犧牲材料170之間提供改進(jìn)的界面。可通過(guò)ALD或其它共 形沉積技術(shù)來(lái)沉積犧牲材料170。用作犧牲材料170的材料可基于犧牲材料170相對(duì)于其它經(jīng)暴露材料(例如，經(jīng)暴露的氧化物材料)的蝕刻特性的蝕刻特性來(lái)選擇。犧牲材料170 可相對(duì)于其它經(jīng)暴露材料而選擇性蝕刻。如本文中所使用，當(dāng)材料展現(xiàn)比暴露于同一蝕刻 化學(xué)處理的另一材料的蝕刻速率大至少大約2倍的蝕刻速率時(shí)，所述材料是“可選擇性蝕 刻的”。理想地，此材料具有比暴露于同一蝕刻化學(xué)處理的另一材料的蝕刻速率大至少大約 10倍的蝕刻速率。犧牲材料170可為具有所要蝕刻選擇性的低成本、低質(zhì)量材料。如本文 中所使用，術(shù)語(yǔ)“低質(zhì)量”意味著且包含具有雜質(zhì)的合適材料。犧牲材料170可包含有助于 其相對(duì)于其它經(jīng)暴露材料的蝕刻選擇性的碳雜質(zhì)。由于犧牲材料170并不存在于半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)134B中，所以這些雜質(zhì)于犧牲材料170中的存在對(duì)包含半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134B的半導(dǎo)體裝置 的操作是無(wú)害的。犧牲材料170可為具有低沉積溫度的低密度氧化物。犧牲材料170的沉 積溫度可從大約50°C到大約150°C變動(dòng)，例如大約75°C。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，犧牲材料 170為SiO2,且通過(guò)ALD來(lái)沉積。通過(guò)控制沉積技術(shù)及犧牲材料170的沉積溫度，具有所要 蝕刻選擇性的犧牲材料170可形成于鰭狀物130上方。所沉積犧牲材料170的低沉積溫度 及低密度以及犧牲材料170中的雜質(zhì)的存在使?fàn)奚牧?70與其它經(jīng)暴露氧化物材料相比 能夠以較快速率移除。所沉的積犧牲材料170的厚度可近似等于最終形成于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 134B(參見(jiàn)圖18)中的柵極129的寬度。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，犧牲材料170通過(guò)ALD以為 F/2的厚度沉積于鰭狀物130上方。犧牲材料170可保護(hù)鰭狀物130的側(cè)壁，提供自對(duì)準(zhǔn)，且在襯底102的后續(xù)蝕刻期 間充當(dāng)硬掩模。如圖13中所說(shuō)明，犧牲材料170可用作硬掩模以在襯底102中蝕刻第一溝 槽116(或隔離溝槽)。第一溝槽116可形成于鄰近鰭狀物130之間，從而分離鰭狀物130。 為了形成第溝槽116，可使用例如HBr/Cl2等離子蝕刻或碳氟化合物等離子蝕刻的常規(guī)干式 等離子蝕刻來(lái)蝕刻犧牲材料170、犧牲氧化物材料174(如果存在)及襯底102?；蛘?，可使 用常規(guī)干式等離子蝕刻獨(dú)立于襯底102來(lái)蝕刻犧牲材料170及犧牲氧化物材料174(如果 存在)。第一溝槽116的深度可取決于待形成于第一溝槽116中的特征且取決于用于物理 隔離形成于襯底102上的柵極129(參見(jiàn)圖18)的要求。如此項(xiàng)技術(shù)中已知，第一溝槽116 的深度可由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)選擇，且可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整蝕刻條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖13中所 示，盡管干式等離子蝕刻可移除襯底102及犧牲材料170的若干部分，但犧牲材料170的垂 直部分可保留于鰭狀物130的側(cè)壁上。如下文所描述，犧牲材料170可在后續(xù)處理期間經(jīng) 移除以形成第二溝槽122。如圖14中所示，可用填充材料120來(lái)填充第一溝槽116。填充材料120還可在鰭 狀物130上方延伸。填充材料120可為具有不同于犧牲材料170的蝕刻特性的電介質(zhì)材料。 因而，可相對(duì)于填充材料120選擇性蝕刻犧牲材料170。填充材料120可為包含(但不限 于)TEOS的高質(zhì)量、高密度氧化物材料。如本文中所使用，術(shù)語(yǔ)“高質(zhì)量”意味著且包含大 致無(wú)雜質(zhì)的材料。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，填充材料120可為通過(guò)Applied Producer高縱橫 比工藝(“HARP”)沉積的TEOS，TEOS可從應(yīng)用材料公司(Applied Materials)(加利福尼 亞州，圣克拉拉市)購(gòu)買(mǎi)。氧化物材料可以高于犧牲材料170的溫度來(lái)沉積。如圖15中所示，填充材料120可(例如)通過(guò)CMP來(lái)平坦化以暴露硬掩模材料 114的上表面176。除移除填充材料120的若干部分外，平坦化還可移除犧牲材料170上覆 于硬掩模材料114的部分。如圖16中所示，在鰭狀物130的側(cè)壁上保留的犧牲材料170及 犧牲氧化物材料174 (如果存在)可經(jīng)選擇性移除，從而鄰近于鰭狀物130而形成第二溝槽13122 (或RAD溝槽)。犧牲材料170可使用相對(duì)于填充材料120及硬掩模材料114對(duì)于犧牲 材料170為選擇性的干式蝕刻化學(xué)處理或濕式蝕刻化學(xué)處理來(lái)移除。因而，第一溝槽116中 的填充材料120可保持大致完整。蝕刻化學(xué)處理可具有犧牲材料170相對(duì)于填充材料120 的大于大約20 1(例如，大于大約100 1)的選擇性。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，HF的稀釋 溶液可用以選擇性移除犧牲材料170。然而，也可使用具有所要選擇性的其它常規(guī)蝕刻化學(xué) 處理。通過(guò)利用犧牲材料170與填充材料120之間的蝕刻特性的差異，填充材料120可保 留于第一溝槽116中，而犧牲材料170經(jīng)移除。如圖17中所示，可通過(guò)常規(guī)技術(shù)使柵極氧化物126生長(zhǎng)于第二溝槽122中，且于 柵極氧化物126上方沉積柵極材料128。如圖18中所示，可移除柵極材料128的在填充材 料120的頂部表面上方延伸的部分，從而產(chǎn)生具有柵極1 及隔離氧化物區(qū)132的半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)134B。可通過(guò)常規(guī)技術(shù)(例如，通過(guò)CMP)來(lái)移除柵極材料1 的所述部分以暴露硬掩 模材料114的頂部表面。可使用常規(guī)濕式蝕刻或干式蝕刻工藝使柵極材料1 進(jìn)一步凹入 到所要深度?？赏ㄟ^(guò)隔離氧化物區(qū)132使所得柵極1 彼此有效隔離。如上文所描述而形 成的柵極129的Leffertive可比常規(guī)柵極的Leffertive長(zhǎng)大約4或大約5倍。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134B 可經(jīng)受額外處理以產(chǎn)生所要存儲(chǔ)器裝置。此處理在此項(xiàng)技術(shù)中為已知的，且因此并未在本 文中詳細(xì)描述。舉非限制性實(shí)例來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134B可用于鑲嵌工藝中。鑲嵌工藝在此 項(xiàng)技術(shù)中為已知的，且因此并未在本文中詳細(xì)論述。在后續(xù)處理期間，可移除在鰭狀物130 上方保留的硬掩模材料114，在此時(shí)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134B可大致等同于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134A。在又一實(shí)施例中，可通過(guò)在襯底102中形成V形溝槽184(參見(jiàn)圖19)來(lái)實(shí)現(xiàn)由半 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134D(參見(jiàn)圖21)的柵極材料1 形成的柵極(未圖示)之間的改進(jìn)的物理隔離。 因而，柵極的Lrffe。tire&場(chǎng)柵極氧化物可增加。可在不利用第二光刻或掩蔽動(dòng)作的情況下實(shí) 現(xiàn)柵極之間的隔離，此給工藝提供了顯著的成本節(jié)省。另外，還可形成自對(duì)準(zhǔn)特征。在此實(shí) 施例中，如先前在圖10到圖12中所描述并說(shuō)明，鰭狀物130可形成于襯底102中，且犧牲 氧化物材料174(如果存在)及犧牲材料170共形地沉積于鰭狀物130上方。如圖19中所 說(shuō)明，犧牲材料170可用作硬掩模在襯底102中形成V形溝槽184。V形溝槽184可具有大 致傾斜的側(cè)壁。對(duì)比來(lái)說(shuō)，上文所描述且展示于圖13中的第一溝槽116可具有大致垂直的 側(cè)壁?？赏ㄟ^(guò)使用例如HBr/Cl2等離子蝕刻或碳氟化合物等離子蝕刻等常規(guī)干式等離子蝕 刻來(lái)蝕刻犧牲材料170、犧牲氧化物材料174 (如果存在)及襯底102而形成V形溝槽184。 或者，可使用常規(guī)干式等離子蝕刻獨(dú)立于襯底102來(lái)蝕刻犧牲材料170及犧牲氧化物材料 174(如果存在)。盡管在圖19中展示保留于鰭狀物130上方的犧牲材料170具有圓角，但 犧牲材料170的角可如先前所提及為方形。可通過(guò)控制如此項(xiàng)技術(shù)已知的蝕刻條件(如蝕 刻化學(xué)處理、流動(dòng)、溫度壓力、偏壓或襯底102的定向)來(lái)產(chǎn)生所謂“V形”的V形溝槽184。 V形溝槽184的深度可取決于待形成于V形溝槽184中的特征且取決于對(duì)物理隔離由柵極 材料1 形成的柵極的要求。如此項(xiàng)技術(shù)中已知，V形溝槽184的所要深度可由所屬領(lǐng)域 的技術(shù)人員來(lái)選擇，且可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整蝕刻條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在形成V形溝槽184后，如圖20中所示，可移除犧牲材料170及犧牲氧化物材料 174 (如果存在)，從而暴露鰭狀物130的側(cè)壁?？赏ㄟ^(guò)常規(guī)技術(shù)來(lái)移除這些材料，例如通過(guò) 使用相對(duì)于襯底102及硬掩模材料114對(duì)于犧牲材料170為選擇性的干式蝕刻化學(xué)處理或 濕式蝕刻化學(xué)處理來(lái)移除這些材料。可隨后(例如)用柵極氧化物126來(lái)填充V形溝槽184，從而形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134C。盡管柵極氧化物1 可大致填充V形溝槽184，但鰭狀物 130之間的空間178可保持大致無(wú)柵極氧化物126。如圖21中所示，柵極材料1 可接著共 形地沉積于鰭狀物130上方。額外犧牲材料180可形成于柵極材料1 上方，從而形成半 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)134D。由于用柵極氧化物1 來(lái)填充V形溝槽184，所以柵極材料1 可形成于 鰭狀物130上方且并不形成于V形溝槽184中。通過(guò)在沉積柵極材料1 前用柵極氧化物 126填充V形溝槽184，由柵極材料1 形成的柵極可在后續(xù)處理后彼此有效隔離。產(chǎn)生柵 極的處理動(dòng)作的剩余部分可如第7，098，105號(hào)美國(guó)專(zhuān)利及第2006/0046407號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申 請(qǐng)公開(kāi)案中所描述來(lái)進(jìn)行。如上文所描述而形成的柵極的Lrffertive可比常規(guī)柵極的Lrffertive 長(zhǎng)大約4或大約5倍。 盡管本發(fā)明容許各種修改以及替代形式及實(shí)施方案，但已舉例在圖式中展示特定 實(shí)施例且在本文中已詳細(xì)描述了所述特定實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，本發(fā)明并不限于所揭示的 特定實(shí)施例。實(shí)情為，本發(fā)明涵蓋屬于本發(fā)明的如由所附權(quán)利要求書(shū)及其法律等效物所界 定的范圍的所有修改、等效物及替代。
權(quán)利要求
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1.一種在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中隔離柵極的方法，其包括穿過(guò)上覆于樹(shù)底的多種材料形成多個(gè)第一溝槽，所述多種材料包括氮化物材料、氧化 物支柱材料、蝕刻終止材料及多晶硅材料；在所述多個(gè)第一溝槽的側(cè)壁上且上覆于所述氮化物材料、所述氧化物支柱材料、所述 蝕刻終止材料及所述多晶硅材料形成間隔物材料；將所述多個(gè)第一溝槽至少部分延伸到所述襯底中以形成多個(gè)隔離溝槽，所述間隔物材 料鄰近于所述多晶硅材料、所述蝕刻終止材料、所述氧化物支柱材料及所述氮化物材料而 保留于所述多個(gè)第一溝槽的所述側(cè)壁上；用填充材料來(lái)填充所述多個(gè)隔離溝槽；移除所述間隔物材料以鄰近于所述多晶硅材料、所述蝕刻終止材料、所述氧化物支柱 材料及所述氮化物材料的垂直邊緣形成間隙；通過(guò)移除所述多晶硅材料及所述蝕刻終止材料以及所述氧化物支柱材料的一部分以 形成多個(gè)第二溝槽及多個(gè)氧化物支柱來(lái)擴(kuò)大所述間隙；以及將所述多個(gè)第二溝槽延伸到所述襯底中以形成多個(gè)凹入的存取裝置溝槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中穿過(guò)上覆于襯底的多種材料形成多個(gè)第一溝槽包 括產(chǎn)生所述多個(gè)第一溝槽，所述多個(gè)第一溝槽包括所述多晶硅材料、所述蝕刻終止材料及 所述氧化物支柱材料中的大致垂直的側(cè)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中穿過(guò)上覆于襯底的多種材料形成多個(gè)第一溝槽包 括形成具有為F的最小特征大小的所述多個(gè)第一溝槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述多個(gè)第一溝槽的側(cè)壁上形成間隔物材料包 括將所述多個(gè)第一溝槽的寬度減小到F/2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述多個(gè)第一溝槽至少部分延伸到所述襯底中 以形成多個(gè)隔離溝槽進(jìn)一步包括底切所述襯底的上表面的若干部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述多個(gè)第一溝槽至少部分延伸到所述襯底中 以形成多個(gè)隔離溝槽包括形成具有大致垂直的側(cè)壁的所述多個(gè)隔離溝槽。1
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中將所述多個(gè)第一溝槽至少部分延伸到所述襯底中 以形成多個(gè)隔離溝槽包括形成具有為F/2的寬度的所述多個(gè)隔離溝槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述多個(gè)隔離溝槽中沉積襯墊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過(guò)移除所述多晶硅材料及所述蝕刻終止材料以 及所述氧化物支柱材料的一部分以形成多個(gè)第二溝槽及多個(gè)氧化物支柱來(lái)擴(kuò)大所述間隙 包括移除所述多晶硅材料及所述蝕刻終止材料；以及橫向蝕刻所述氧化物支柱材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述多個(gè)第二溝槽延伸到所述襯底中以形成 多個(gè)凹入的存取裝置溝槽包括形成具有大致垂直的側(cè)壁的所述多個(gè)第二溝槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述多個(gè)第二溝槽延伸到所述襯底中以形成 多個(gè)凹入的存取裝置溝槽包括使用所述多個(gè)氧化物支柱作為硬掩模來(lái)形成所述多個(gè)凹入 的存取裝置溝槽。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括用柵極材料填充所述多個(gè)凹入的存取 裝置溝槽；以及從所述襯底移除所述多個(gè)氧化物支柱。
13.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括襯底中的多個(gè)隔離溝槽，所述多個(gè)隔離溝槽大致用填充材料來(lái)填充； 襯墊，其與所述多個(gè)隔離溝槽中的所述填充材料接觸；以及所述襯底中的多個(gè)凹入的存取裝置溝槽，所述多個(gè)凹入的存取裝置溝槽中的每一凹入 的存取裝置溝槽鄰近于所述襯墊且鄰近于上覆于所述襯底的氧化物支柱。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體襯底，其中所述多個(gè)凹入的存取裝置溝槽中的每一 凹入的存取裝置溝槽鄰近于所述襯墊、一個(gè)氧化物支柱及所述襯底。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體襯底，其中所述多個(gè)凹入的存取裝置溝槽中的每一 凹入的存取裝置溝槽的寬度包括形成于所述襯底中的至少一個(gè)柵極的寬度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體襯底，其中所述多個(gè)凹入的存取裝置溝槽中的每一 凹入的存取裝置溝槽包括為F/2的寬度。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體襯底，其中所述氧化物支柱包括為F/2的寬度。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述多個(gè)凹入的存取裝置溝槽中的每一 凹入的存取裝置溝槽及所述多個(gè)隔離溝槽中的每一隔離溝槽的側(cè)壁具有相對(duì)于垂線小于 大約5°的傾角。
19.一種在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中隔離柵極的方法，其包括在襯底中形成多個(gè)鰭狀物，所述多個(gè)鰭狀物中的每一者具有形成于所述鰭狀物的頂部 表面上的硬掩模材料；在所述多個(gè)鰭狀物上方形成犧牲材料；在所述襯底中形成多個(gè)第一溝槽，所述多個(gè)第一溝槽中的每一第一溝槽分離所述 多個(gè)鰭狀物中的每一鰭狀物； 在所述多個(gè)第一溝槽中沉積填充材料；移除所述填充材料的一部分以暴露所述硬掩模材料的頂部表面；移除所述犧牲材料以形成多個(gè)第二溝槽；在所述多個(gè)第二溝槽中沉積柵極材料；以及移除所述柵極材料的一部分以暴露所述硬掩模材料的所述頂部表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中在所述多個(gè)鰭狀物上方形成犧牲材料包括共 形地沉積具有雜質(zhì)的低沉積溫度低密度氧化物材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中在所述襯底中形成多個(gè)第一溝槽包括利用所 述多個(gè)鰭狀物上方的所述犧牲材料作為硬掩模來(lái)形成所述多個(gè)第一溝槽。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中在所述多個(gè)第一溝槽中沉積填充材料包括在 所述多個(gè)第一溝槽中沉積高密度氧化物材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中在所述多個(gè)第一溝槽中沉積填充材料及移除所 述填充材料的一部分以暴露所述硬掩模材料的頂部表面包括在所述多個(gè)第一溝槽中形成 多個(gè)隔離氧化物區(qū)。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中移除所述犧牲材料以形成多個(gè)第二溝槽包括 鄰近于所述多個(gè)鰭狀物中的每一鰭狀物形成所述多個(gè)第二溝槽。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中在所述多個(gè)第二溝槽中沉積柵極材料及移除所 述柵極材料的一部分以暴露所述硬掩模材料的所述頂部表面包括在所述多個(gè)第二溝槽 中 形成多個(gè)柵極。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其進(jìn)一步包括使所述柵極材料凹入。
27.一種在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中隔離柵極的方法，其包括在襯底中形成多個(gè)鰭狀物，所述多個(gè)鰭狀物中的每一者具有形成于所述鰭狀物的頂部 表面上的硬掩模材料；在所述多個(gè)鰭狀物上方形成犧牲材料；在所述襯底中形成多個(gè)V形溝槽；從所述多個(gè)鰭狀物移除所述犧牲材料；用柵極氧化物填充所述多個(gè)V形溝槽；以及在所述多個(gè)鰭狀物上方形成柵極材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中在所述襯底中形成多個(gè)V形溝槽包括形成所 述多個(gè)V形溝槽中的每一 V形溝槽，從而分離所述多個(gè)鰭狀物中的每一鰭狀物。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中從所述多個(gè)鰭狀物移除所述犧牲材料包括暴 露所述多個(gè)鰭狀物的側(cè)壁。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中用柵極氧化物填充所述多個(gè)V形溝槽包括在 未將所述柵極氧化物沉積于所述多個(gè)鰭狀物的側(cè)壁上的情況下用所述柵極氧化物填充所 述多個(gè)V形溝槽。
31.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括襯底，其包括多個(gè)鰭狀物及多個(gè)V形溝槽，所述多個(gè)V形溝槽中的每一 V形溝槽分離所 述多個(gè)鰭狀物中的每一鰭狀物。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述多個(gè)鰭狀物包括多個(gè)硅鰭狀物。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步包括所述多個(gè)V形溝槽中的柵極氧 化物。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述多個(gè)V形溝槽大致用柵極氧化物填 充，且柵極材料與所述多個(gè)鰭狀物的側(cè)壁接觸。
全文摘要
本發(fā)明揭示在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中隔離柵極的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，結(jié)合具有大致垂直的側(cè)壁的鰭狀物使用間隔物材料來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離。在另一實(shí)施例中，使用在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造中所利用的各種材料的蝕刻特性來(lái)增加有效柵極長(zhǎng)度(“Leffective”)及場(chǎng)柵極氧化物。在又一實(shí)施例中，在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中形成V形溝槽以增加所述Leffective及所述場(chǎng)柵極氧化物。本發(fā)明還揭示通過(guò)這些方法形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L27/108GK102047409SQ200980120516
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者保羅·格里沙姆, 布倫特·D·吉爾根, 沃納·云林, 理查德·H·萊恩 申請(qǐng)人:美光科技公司