特表 2024-527203 半導体構造及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-24

(54)【発明の名称】半導体構造及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H10B 12/00 20230101AFI20240717BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20240717BHJP

【ＦＩ】

H10B12/00 681A

H10B12/00 671B

H01L29/78 301M

H01L29/78 301V

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022551314

(86)(22)【出願日】2022-06-10

(85)【翻訳文提出日】2022-08-25

(86)【国際出願番号】 CN2022098145

(87)【国際公開番号】W WO2023231075

(87)【国際公開日】2023-12-07

(31)【優先権主張番号】202210598976.8

(32)【優先日】2022-05-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522246670

【氏名又は名称】チャンシン メモリー テクノロジーズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＨＡＮＧＸＩＮ ＭＥＭＯＲＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100185269

【弁理士】

【氏名又は名称】小菅 一弘

(72)【発明者】

【氏名】リー ヨンシャン

(72)【発明者】

【氏名】チャン ミン－フイ

【テーマコード（参考）】

5F083

5F140

【Ｆターム（参考）】

5F083AD04

5F083GA01

5F083GA02

5F083GA03

5F083GA05

5F083GA06

5F083GA09

5F083JA02

5F083JA03

5F083JA39

5F083JA40

5F083PR21

5F083PR22

5F083PR39

5F083PR40

5F140AA39

5F140AC32

5F140BA01

5F140BA06

5F140BA07

5F140BB01

5F140BC15

5F140BD05

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5F140BE03

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5F140BE10

5F140BF07

5F140BF08

5F140BF10

5F140BF42

5F140BF43

5F140BG27

5F140BG28

(57)【要約】

半導体構造及びその製造方法に関する。製造方法は、基板を提供すること、基板内にイオン注入領域を形成することであってイオン注入領域の上表面と基板の上表面との間に間隔があること、基板内に初期ワード線トレンチを形成することであって初期ワード線トレンチは、基板の上表面からイオン注入領域内まで延在されること、初期ワード線トレンチに対して拡幅処理を実行してワード線トレンチを形成することであってワード線トレンチの底部の幅はワード線トレンチの最小幅より大きいことを含む。本開示の実施例に係る半導体構造の製造方法は、基板内にイオン注入領域を形成することで、初期ワード線トレンチが形成された後、初期ワード線トレンチに対して拡幅処理を実行してワード線トレンチを形成し、形成されたワード線トレンチの底部断面積を増やし、後続の製造過程で形成されるワード線の電気抵抗を減らし、デバイスの消費電力の増加やＲＣ遅延の増大を回避できる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体構造の製造方法であって、
基板を提供することと、
前記基板内にイオン注入領域を形成することであって、前記イオン注入領域の上表面と前記基板の上表面との間には間隔がある、ことと、
前記基板内に初期ワード線トレンチを形成することであって、前記初期ワード線トレンチは、前記基板の上表面から前記イオン注入領域内まで延在される、ことと、
前記初期ワード線トレンチに対して拡幅処理を実行して、ワード線トレンチを形成することであって、前記ワード線トレンチの底部の幅は、前記ワード線トレンチの最小幅より大きい、ことと、を含む、前記半導体構造の製造方法。

【請求項2】

前記基板内にフッ素イオン又はホウ素イオンを注入して、前記イオン注入領域を形成する、
請求項１に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項3】

前記イオン注入領域のイオン濃度は１×１０^１７ｃｍ^３～１×１０^２２ｃｍ^３であり、
前記イオン注入領域と前記基板の上表面との間の距離は１００ｎｍ～２００ｎｍである、
請求項２に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項4】

前記初期ワード線トレンチに対して拡幅処理を実行して、前記ワード線トレンチを形成することは、
インサイチュ工程により、前記初期ワード線トレンチの側壁及び底部に犠牲誘電体層を形成することであって、前記イオン注入領域内に位置する前記犠牲誘電体層の厚さは、残りの前記犠牲誘電体層の厚さより大きい、ことと、
前記犠牲誘電体層を除去して、前記ワード線トレンチを形成することと、を含む、
請求項１に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項5】

前記ワード線トレンチを形成した後、前記半導体構造の製造方法は、
前記基板内に第１導電型のイオンを注入して、前記イオン注入領域を除去し、第１ドープ領域を形成することであって、前記第１ドープ領域の底部は、前記ワード線トレンチの底部より低く、前記第１ドープ領域の頂部は、前記ワード線トレンチの底部より高い、ことと、
前記基板内に第２導電型のイオンを注入して、第２ドープ領域を形成することであって、前記第２ドープ領域は、前記第１ドープ領域の上方に位置し且つ前記基板の上表面まで延在され、前記ワード線トレンチは、前記第２ドープ領域を貫通して前記第１ドープ領域内まで延在され、前記第１ドープ領域は第１導電型のドープ領域であり、前記第２ドープ領域は第２導電型のドープ領域である、ことと、
前記ワード線トレンチの側壁及び底部にゲート酸化物層を形成することと、
前記ゲート酸化物層の表面にワード線導電層を形成することであって、前記ワード線導電層の頂部は前記ワード線トレンチの頂部より低い、ことと、
前記ワード線トレンチ内に充填誘電体層を形成することであって、前記充填誘電体層は、前記ワード線導電層の頂部に位置し且つ少なくとも前記ワード線トレンチを完全に充填する、ことと、を更に含む、
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項6】

前記第１導電型はＰ型であり、前記第２導電型はＮ型である、
請求項５に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項7】

前記第１ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり、前記第２ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３である、
請求項５に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項8】

前記イオン注入領域は第１ドープ領域であり、前記基板内にイオン注入領域を形成する前に、前記半導体構造の製造方法は、
前記基板内に第２ドープ領域を形成することを更に含み、前記第２ドープ領域は、前記第１ドープ領域の上方に位置し且つ前記基板の上表面まで延在され、前記初期ワード線トレンチは、前記第２ドープ領域を貫通して前記第１ドープ領域内まで延在され、前記第１ドープ領域は第１導電型のドープ領域であり、前記第２ドープ領域は第２導電型のドープ領域である、
請求項１に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項9】

前記初期ワード線トレンチに対して拡幅処理を実行して、前記ワード線トレンチを形成することは、
ウエットエッチング溶液を用いて前記初期ワード線トレンチをウエットエッチングして、前記ワード線トレンチを得ることを含み、前記第１ドープ領域内の一部の前記初期ワード線トレンチに対する前記ウエットエッチング溶液のエッチング速度は、前記第２ドープ領域内の一部の前記初期ワード線トレンチに対する前記ウエットエッチング溶液のエッチング速度より大きい、
請求項８に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項10】

前記第１導電型はＰ型であり、前記第２導電型はＮ型であり、前記ウエットエッチング溶液は、アンモニア水と過酸化水素の混合液を含む、
請求項９に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項11】

前記第１ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり、前記第２ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり、
前記第１ドープ領域と前記基板の上表面との間の距離は１００ｎｍ～２００ｎｍである、
請求項８に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項12】

前記ワード線トレンチを形成した後、前記半導体構造の製造方法は、
前記ワード線トレンチの側壁及び底部にゲート酸化物層を形成することと、
前記ゲート酸化物層の表面にワード線導電層を形成することであって、前記ワード線導電層の頂部は、前記ワード線トレンチの頂部より低い、ことと、
前記ワード線トレンチ内に充填誘電体層を形成することであって、前記充填誘電体層は、前記ワード線導電層の頂部に位置し且つ少なくとも前記ワード線トレンチを完全に充填する、ことと、を更に含む、
請求項８ないし１１のいずれか一項に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項13】

基板及びワード線トレンチを備える半導体構造であって、
前記基板内には、第１ドープ領域及び第２ドープ領域が設けられており、前記第２ドープ領域は、前記基板の上表面から前記基板内まで延在され、前記第１ドープ領域は、前記第２ドープ領域の下方に位置し、前記第１ドープ領域は第１導電型のドープ領域であり、前記第２ドープ領域は第２導電型のドープ領域であり、
前記ワード線トレンチは、前記第２ドープ領域を貫通して前記第１ドープ領域内まで延在され、前記ワード線トレンチの底部の幅は、前記ワード線トレンチの最小幅より大きい、前記半導体構造。

【請求項14】

前記第１ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり、前記第２ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり、
前記第１導電型はＰ型であり、前記第２導電型はＮ型であり、
前記第１ドープ領域と前記基板の上表面との間の距離は１００ｎｍ～２００ｎｍである、
請求項１３に記載の半導体構造。

【請求項15】

前記半導体構造は更に、ゲート酸化物層、ワード線導電層及び充填誘電体層を備え、
前記ゲート酸化物層は、前記ワード線トレンチの側壁及び底部に位置し、
前記ワード線導電層は、前記ゲート酸化物層の表面に位置し、前記ワード線導電層の頂部は、前記ワード線トレンチの頂部より低く、
前記充填誘電体層は、前記ワード線導電層の頂部に位置し且つ少なくとも前記ワード線トレンチを完全に充填する、
請求項１３又は１４に記載の半導体構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願への相互参照］
本願は、２０２２年０５月３０日に中国特許局に提出された、出願番号が２０２２１０５９８９７６．８である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容が参照により本願に援用される。

【0002】

本開示の実施例は、半導体製造技術分野に関し、特に、半導体構造及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

半導体記憶デバイス（例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の高度な集積化に伴い、半導体基板上の単位セルの面積はそれに応じてだんだんと縮小しており、金属酸化物半導体（ＭＯＳ）トランジスタのチャネル長もだんだんと減少し、チャネル長の減少はショートチャンネル效果（Ｓｈｏｒｔ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｆｆｅｃｔ）の発生につながりやすい。

【0004】

半導体記憶デバイスの高度な集積化を保つために、現在の主流のＤＲＡＭ工程では、メモリセルトランジスタとして、埋め込み型ワード線（ＢＷ：Ｂｕｒｉｅｄ Ｗｏｒｄｌｉｎｅ）ＭＯＳを使用し、これにより、ショートチャネル効果をある程度低減し、デバイスのリーク現象を減らすことができる。

【0005】

しかしながら、メモリセルのサイズの縮小により、ＢＷトレンチのサイズも縮小するため、ＢＷトレンチに充填される金属の断面積も減少し、これは、ワード線（ＷＬ：Ｗｏｒｄｌｉｎｅ）の電気抵抗の増加をもたらし、これにより、消費電力が高くなり、電気抵抗（Ｒ）寄生容量（Ｃ）の充放電プロセスによって引き起こされる信号遅延（ＲＣ遅延と略称）が増大する。

【発明の概要】

【0006】

本開示の実施例の各実施例は、半導体構造及びその製造方法を提供する。

【0007】

いくつかの実施例によれば、本開示の実施例の１つの態様は、半導体構造の製造方法を提供し、前記半導体構造の製造方法は、
基板を提供することと、
前記基板内にイオン注入領域を形成することであって、前記イオン注入領域の上表面と前記基板の上表面との間には間隔がある、ことと、
前記基板内に初期ワード線トレンチを形成することであって、前記初期ワード線トレンチは、前記基板の上表面から前記イオン注入領域内まで延在される、ことと、
前記初期ワード線トレンチに対して拡幅処理を実行して、ワード線トレンチを形成することであって、前記ワード線トレンチの底部の幅は前記ワード線トレンチの最小幅より大きい、ことと、を含む。

【0008】

いくつかの実施例によれば、前記基板内にフッ素イオン又はホウ素イオンを注入して、前記イオン注入領域を形成する。

【0009】

いくつかの実施例によれば、前記イオン注入領域のイオン濃度は１×１０^１７ｃｍ^３～１×１０^２２ｃｍ^３であり、
前記イオン注入領域と前記基板の上表面との間の距離は１００ｎｍ～２００ｎｍである。

【0010】

いくつかの実施例によれば、前記初期ワード線トレンチに対して拡幅処理を実行して、前記ワード線トレンチを形成することは、
インサイチュ（ｉｎ－ｓｉｔｕ）工程により、前記初期ワード線トレンチの側壁及び底部に犠牲誘電体層を形成することであって、前記イオン注入領域内に位置する前記犠牲誘電体層の厚さは、残りの前記犠牲誘電体層の厚さより大きい、ことと、
前記犠牲誘電体層を除去して、前記ワード線トレンチを形成することと、を含む。

【0011】

いくつかの実施例によれば、前記ワード線トレンチを形成した後、前記半導体構造の製造方法は、
前記基板内に第１導電型のイオンを注入して、前記イオン注入領域を除去し、第１ドープ領域を形成することであって、前記第１ドープ領域の底部は、前記ワード線トレンチの底部より低く、前記第１ドープ領域の頂部は、前記ワード線トレンチの底部より高い、ことと、
前記基板内に第２導電型のイオンを注入して、第２ドープ領域を形成することであって、前記第２ドープ領域は、前記第１ドープ領域の上方に位置し且つ前記基板の上表面まで延在され、前記ワード線トレンチは、前記第２ドープ領域を貫通して前記第１ドープ領域内まで延在され、前記第１ドープ領域は第１導電型のドープ領域であり、前記第２ドープ領域は第２導電型のドープ領域である、ことと、
前記ワード線トレンチの側壁及び底部にゲート酸化物層を形成することと、
前記ゲート酸化物層の表面にワード線導電層を形成することであって、前記ワード線導電層の頂部は前記ワード線トレンチの頂部より低いことと、
前記ワード線トレンチ内に充填誘電体層を形成することであって、前記充填誘電体層は、前記ワード線導電層の頂部に位置し且つ少なくとも前記ワード線トレンチを完全に充填する、ことと、を更に含む。

【0012】

いくつかの実施例によれば、前記第１導電型はＰ型であり、前記第２導電型はＮ型である。

【0013】

いくつかの実施例によれば、前記第１ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり、前記第２ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３である。

【0014】

いくつかの実施例によれば、前記イオン注入領域は第１ドープ領域であり、前記基板内にイオン注入領域を形成する前に、前記半導体構造の製造方法は、
前記基板内に第２ドープ領域を形成することを更に含み、前記第２ドープ領域は、前記第１ドープ領域の上方に位置し且つ前記基板の上表面まで延在され、前記初期ワード線トレンチは、前記第２ドープ領域を貫通して前記第１ドープ領域内まで延在され、前記第１ドープ領域は第１導電型のドープ領域であり、前記第２ドープ領域は第２導電型のドープ領域である。

【0015】

いくつかの実施例によれば、前記初期ワード線トレンチに対して拡幅処理を実行して、前記ワード線トレンチを形成することは、
ウエットエッチング溶液を用いて前記初期ワード線トレンチをウエットエッチングして、前記ワード線トレンチを得ることを含み、前記第１ドープ領域内の一部の前記初期ワード線トレンチに対する前記ウエットエッチング溶液のエッチング速度は、前記第２ドープ領域内の一部の前記初期ワード線トレンチに対する前記ウエットエッチング溶液のエッチング速度より大きい。

【0016】

いくつかの実施例によれば、前記第１導電型はＰ型であり、前記第２導電型はＮ型であり、前記ウエットエッチング溶液は、アンモニア水と過酸化水素の混合液を含む。

【0017】

いくつかの実施例によれば、前記第１ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり、前記第２ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり、
前記第１ドープ領域と前記基板の上表面との間の距離は１００ｎｍ～２００ｎｍである。

【0018】

いくつかの実施例によれば、前記ワード線トレンチを形成した後、前記半導体構造の製造方法は、
前記ワード線トレンチの側壁及び底部にゲート酸化物層を形成することと、
前記ゲート酸化物層の表面にワード線導電層を形成することであって、前記ワード線導電層の頂部は前記ワード線トレンチの頂部より低いことと、
前記ワード線トレンチ内に充填誘電体層を形成することであって、前記充填誘電体層は、前記ワード線導電層の頂部に位置し且つ少なくとも前記ワード線トレンチを完全に充填する、ことと、を更に含む。

【0019】

いくつかの実施例によれば、本開示の実施例の別の態様は、半導体構造を提供し、前記半導体構造は、基板及びワード線トレンチを備え、
前記基板内には、第１ドープ領域及び第２ドープ領域が設けられており、前記第２ドープ領域は、前記基板の上表面から前記基板内まで延在され、前記第１ドープ領域は、前記第２ドープ領域の下方に位置し、前記第１ドープ領域は第１導電型のドープ領域であり、前記第２ドープ領域は第２導電型のドープ領域であり、
前記ワード線トレンチは、前記第２ドープ領域を貫通して前記第１ドープ領域内まで延在され、前記ワード線トレンチの底部の幅は前記ワード線トレンチの最小幅より大きい。

【0020】

いくつかの実施例によれば、前記第１ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり、前記第２ドープ領域内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり、
前記第１導電型はＰ型であり、前記第２導電型はＮ型であり、
前記第１ドープ領域と前記基板の上表面との間の距離は１００ｎｍ～２００ｎｍである。

【0021】

いくつかの実施例によれば、前記半導体構造は更に、ゲート酸化物層、ワード線導電層及び充填誘電体層を備え、
前記ゲート酸化物層は、前記ワード線トレンチの側壁及び底部に位置し、
前記ワード線導電層は、前記ゲート酸化物層の表面に位置し、前記ワード線導電層の頂部は前記ワード線トレンチの頂部より低く、
前記充填誘電体層は、前記ワード線導電層の頂部に位置し且つ少なくとも前記ワード線トレンチを完全に充填する。

【0022】

本開示の実施例は、少なくとも以下の利点を有し得る。

【0023】

本開示の実施例に係る半導体構造の製造方法は、基板内にイオン注入領域を形成することにより、初期ワード線トレンチが形成された後、初期ワード線トレンチに対して拡幅処理を実行してワード線トレンチを形成することができ、これにより、形成されたワード線トレンチの底部断面積を増やすことができ、後続の製造過程で形成されるワード線の電気抵抗を減らし、デバイスの消費電力の増加やＲＣ遅延の増大を回避することができる。

【0024】

本開示の実施例に係る半導体構造は、底部断面積が比較的大きいワード線トレンチを備え、これにより、後続の製造過程で形成されるワード線の電気抵抗を減らし、デバイスの消費電力の増加やＲＣ遅延の増大を回避することができる。

【0025】

本開示の実施例の１つまたは複数の実施例の詳細は、以下の図面および説明で提案される。本開示の実施例の他の特徴、目的および利点は、明細書、図面および特許請求の範囲から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】埋め込み型ワード線工程において、ドライエッチングにより埋め込み型ワード線の山形のトレンチを形成した後に得られた構造の概略的な断面構造図である。

【図2】埋め込み型ワード線工程において、ワード線構造を形成した後に得られた構造の概略的な断面構造図である。

【図3】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法のフローチャートである。

【図4】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法において、ステップＳ１で得られた構造の概略的な断面構造図である。

【図5】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法において、ステップＳ２で得られた構造の概略的な断面構造図である。

【図6】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法において、ステップＳ３で得られた構造の概略的な断面構造図である。

【図7】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法のステップＳ４のフローチャートである。

【図8】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法において、ステップＳ４０１で得られた構造の概略的な断面構造図である。

【図9】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法において、ステップＳ４０２で得られた構造の概略的な断面構造図である。

【図10】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法において、ワード線トレンチを形成した後のフローチャートである。

【図11】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法において、ステップＳ５１２で得られた構造の概略的な断面構造図である。

【図12】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法において、ステップＳ５１３で得られた構造の概略的な断面構造図である。

【図13】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法において、ステップＳ５１５で得られた構造の概略的な断面構造図であり、更に、本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の概略的な断面構造図である。

【図14】本開示の実施例のうちの１つの実施例に係る半導体構造の製造方法において、基板内に第２ドープ領域を形成することによって得られた構造の概略的な断面構造図である。

【図15】本開示の実施例の別の実施例に係る半導体構造の製造方法において、ステップＳ３で得られた構造の概略的な断面構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本開示の実施例の技術的解決策をより明確に説明するために、以上は、実施例の説明で使用される図面について簡単に紹介した。以上に説明した図面は、本開示の実施例のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとっては、創造的な作業なしに、これらの図面に従って他の図面を得ることもできることは自明である。

【0028】

本開示の実施例をより容易に理解させるために、以下、関連する図面を参照して本開示の実施例についてより全般的に説明する。図面には、本開示の実施例の好ましい実施例を示されている。しかしながら、本開示の実施例は様々な形態で実現でき、本明細書に記載の実施例に限定されるべきではない。それどころか、これらの実施例を提供する目的は、本開示の実施例の開示される内容をより明確且つ完全にすることである。

【0029】

特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本開示の実施例が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書において、本開示の実施例の説明で使用される用語は、特定の実施例を説明するためのものに過ぎず、本開示の実施例を限定することを意図するものではない。

【0030】

理解すべきこととして、要素又は層が他の要素又は層の「上に位置する」場合、他の要素又は層の上に直接存在し得るか、又はその間に介在する要素又は層が存在し得る。理解すべきこととして、第１、第２などの用語を使用して各要素、構成要素、領域、層、ドープタイプ及び／又は部分を説明することができるが、これらの要素、構成要素、領域、層、ドープタイプ及び／又は部分は、これらの用語に限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素、構成要素、領域、層、ドープタイプ又は部分を別の要素、構成要素、領域、層、ドープタイプと区別するためにのみ使用される。したがって、本開示の実施例の教示から逸脱することなく、以下で論じる第１要素、構成要素、領域、層、ドープタイプ又は部分は、第２要素、構成要素、領域、層又は部分と呼ばれてもよく、例えば、第１ドープ領域は第２ドープ領域と呼ばれ得、同様に、第２ドープ領域は第１ドープ領域と呼ばれ得、第１ドープ領域と第２ドープ領域は異なるドープ領域であり、例えば、第１ドープ領域は第１導電型のドープ領域であってもよく、第２ドープ領域は、第２ドープ領域は第２導電型のドープ領域であってもよい。或いは、第１ドープ領域は第２ドープ領域は第２導電型のドープ領域であってもよく、第２ドープ領域は第１導電型のドープ領域であってもよい。

【0031】

本明細書では、「…の下に位置する」、「…の上に位置する」などの空間関係用語は、図に示される、ある要素又は特徴と他の要素又は特徴との間の関係を説明するために使用され得る。理解すべきこととして、図に示されている向きに加えて、空間関係用語は、使用中及び動作中のデバイスの異なる向きを更に含む。例えば、図のデバイスが裏返される場合、「他の要素の下に位置する」という向きが他の要素又は特徴の「上」に位置するという向きになると説明される。したがって、「…の上に位置する」という用語は、上及び下の２つの向きを含み得る。更に、デバイスは、他の向き（例えば、９０度回転又は他の向き）を含んでもよく、本明細書で使用される空間用語はそれに応じて解釈される。

【0032】

本明細書において、単数形の「１」、「１つ」及び「前記／当該」は、文脈で他の方式を明白に指示しない限り、複数形を含んでもよい。更に理解すべきこととして、「構成」及び／又は「含む」という用語が本明細書で使用される場合、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又は構成要素の存在が確定され得るが、１つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又は構成要素の存在又は追加は除外されない。また、本明細書において、「及び／又は」という用語は、関連するリストされた項目の任意及び全ての組み合わせを含む。

【0033】

本明細書では、本開示の実施例の理想化された実施例（及び中間構造）の概略図である断面図を参照して本発明の実施例を説明し、このようにして、製造技術及び／又は公差による、示される形状の変化が予想される。したがって、本開示の実施例は、本明細書で示される領域の特定の形状に限定されるものではなく、例えば、製造技術による形状の偏差を含むものである。したがって、図に示される領域は、実質的には例示的なものであり、これらの形状は、デバイスの領域の実際の形状を示すものではなく、本開示の実施例の範囲を限定するものではない。

【0034】

図１～図１５を参照されたい。留意すべきこととして、本実施例で提供される図面は、本開示の実施例の基本構想を例示的に説明するためのものに過ぎず、図面において、本開示の実施例に関連する構成要素のみが示されており、図面は、実際の実施におけるコンポーネントの数、形状及びサイズに従って描かれたものではなく、実際の実施では、各コンポーネントの形態、数量及び比率は任意に変更されてもよく、コンポーネントのレイアウトパターンもより複雑である可能性がある。

【0035】

半導体記憶デバイスの高度な集積化を保つために、現在の主流のＤＲＡＭ工程では、メモリセルトランジスタとして、埋め込み型ワード線を使用し、これにより、ショートチャネル効果をある程度低減し、デバイスのリーク現象を減らすことができる。

【0036】

ＤＲＡＭ埋め込み型ワード線工程では、図１に示すように、通常、先ず、ドライエッチング（ｄｒｙ ｅｔｃｈｉｎｇ）により基板１’内に島状構造を形成し、次に、ドライエッチングにより埋め込み型ワード線山形トレンチを形成し、その後、図２に示すように、熱酸化工程を実行してゲート酸化物層１３２’を形成し、次に、金属１３３’及び充填誘電体層１３４’を下から上に順次堆積して、ワード線構造を形成する。

【0037】

しかしながら、メモリセルのサイズの縮小により、埋め込み型ワード線トレンチのサイズも縮小するため、埋め込み型ワード線トレンチに充填される金属の断面積も減少し、これは、ワード線の電気抵抗の増加をもたらし、これにより、消費電力が高くなり、ＲＣ遅延が増大する。

【0038】

先行技術の欠陥を考慮して、本開示の実施例いくつかの実施例は、半導体構造の製造方法を提供する。

【0039】

図３を参照すると、そのうちの１つの実施例では、当該製造方法は、次のステップを含み得る。

【0040】

ステップＳ１において、基板を提供する。

【0041】

ステップＳ２において、基板内にイオン注入領域を形成し、イオン注入領域の上表面と、基板の上表面との間には間隔がある。

【0042】

ステップＳ３において、基板内に初期ワード線トレンチを形成し、初期ワード線トレンチは、基板の上表面からイオン注入領域内まで延在される。

【0043】

ステップＳ４において、初期ワード線トレンチに対して拡幅処理を実行して、ワード線トレンチを形成し、ワード線トレンチの底部の幅は、ワード線トレンチの最小幅より大きい。

【0044】

本開示の実施例に係る半導体構造の製造方法は、基板内にイオン注入領域を形成することにより、初期ワード線トレンチが形成された後、初期ワード線トレンチに対して拡幅処理を実行してワード線トレンチを形成することができ、これにより、形成されたワード線トレンチの底部断面積を増やすことができ、後続の製造過程で形成されるワード線の電気抵抗を減らし、したがって、デバイスの消費電力を低減し、ＲＣ遅延を減らすことができる。

【0045】

以下、図４～図１５を参照して、本開示の実施例に係る半導体構造の製造方法についてより詳細に説明する。

【0046】

ステップＳ１の場合、図４に示すように、基板１を提供する。

【0047】

本開示の実施例は、基板１の材質に対して特に限定しない。例えば、基板１は、ケイ素基板、サファイア基板、ガラス基板、炭化ケイ素基板、窒化ガリウム基板又はガリウム砒素基板のうちのいずれか１つ又は複数を含み得るが、これらに限定されない。つまり、基板１の材質は、ケイ素、サファイア、ガラス、炭化ケイ素、窒化ガリウム又はガリウム砒素のうちのいずれか１つ又は複数を含み得るが、これらに限定されない。

【0048】

いくつかの可能な実施例では、ステップＳ１の前に、当該製造方法は、初期基板をエッチングして、図４に示される島状構造を形成するステップを更に含み得る。本開示の実施例は、初期基板のエッチング方式に対して特に限定しない。例えば、ドライエッチングにより初期基板をエッチングすることができるが、この方式に限定されない。

【0049】

ステップＳ２の場合、図５に示すように、基板１内にイオン注入領域１１を形成する。具体的には、イオン注入領域１１の上表面と基板１の上表面との間に間隔がある必要がある。

【0050】

本開示の実施例は、イオン注入領域１１のイオン濃度に対して特に限定しない。例えば、イオン注入領域１１のイオン濃度は１×１０^１７ｃｍ^３～１×１０^２２ｃｍ^３であり得、例えば、イオン注入領域１１のイオン濃度は１×１０^１７ｃｍ^３、１×１０^１８ｃｍ^３、１×１０^１９ｃｍ^３、１×１０^２０ｃｍ^３、１×１０^２１ｃｍ^３又は１×１０^２２ｃｍ^３等であり得る。

【0051】

本開示の実施例は、イオン注入領域１１と基板１の上表面との間の距離の大きさに対して特に限定しない。例えば、イオン注入領域１１と基板１の上表面との間の距離は１００ｎｍ～２００ｎｍであり得、例えば、イオン注入領域１１と基板１の上表面との間の距離は１００ｎｍ、１２５ｎｍ、１５０ｎｍ、１７５ｎｍ又は２００ｎｍであり得る。

【0052】

ステップＳ３の場合、図６に示すように、基板１内に初期ワード線トレンチ１２を形成する。具体的には、初期ワード線トレンチ１２は、基板１の上表面からイオン注入領域１１まで延在される必要がある。

【0053】

本開示の実施例は、初期ワード線トレンチ１２を形成する方式に対して特に限定しない。例えば、ドライエッチングにより基板１内に初期ワード線トレンチ１２を形成することができるが、これに限定されない。

【0054】

例えば、ケイ素基板内に初期ワード線トレンチ１２を形成するステップは、以下の方式で実行され得る。例えば、エッチングガスとして四フッ化炭素（ＣＦ_４）を使用してケイ素基板をドライエッチングし、四フッ化炭素は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）又は誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）内でトリフルオロメチル（ＣＦ_３）及びフッ素（Ｆ）の中性ラジカルに解離される。これらのフッ素の中性ラジカルは、電子不飽和により反応活性が高いため、ケイ素基板と反応しやすく、揮発性を有する四フッ化ケイ素（ＳｉＦ_４）を形成し、最終的に初期ワード線トレンチ１２を形成する。

【0055】

本開示の実施例は、初期ワード線トレンチ１２の幅に対して特に限定しない。１つの実施例では、ステップＳ２で形成される初期ワード線トレンチ１２の幅は、後続の製造プロセスで形成されるワード線トレンチ１３の幅の１／３～２／３であり得、例えば、ステップＳ２で形成される初期ワード線トレンチ１２の幅は、後続の製造プロセスで形成されるワード線トレンチ１３の幅の１／３、１／２又は２／３等であり得る。

【0056】

また、本開示の実施例は、初期ワード線トレンチ１２の深さに対して特に限定しない。１つの実施例では、初期ワード線トレンチ１２の底部がイオン注入領域１１内に位置するようにすることができる。

【0057】

ステップＳ４の場合、図８及び図９を参照すると、初期ワード線トレンチ１２に対して拡幅処理を実行して、ワード線トレンチ１３を形成する。具体的には、ワード線トレンチ１３の底部の幅ｄ１は、ワード線トレンチ１３の最小幅ｄ２より大きい必要がある。いくつかの実施例では、ワード線トレンチ１３の最小幅は、ワード線トレンチ１３の上部（ワード線トレンチ１３の底部の上の領域）の幅であってもよく、例えば、ワード線トレンチ１３の上部は矩形である。

【0058】

本開示の実施例は、初期ワード線トレンチ１２に対して拡幅処理を実行する方式に対して特に限定しない。図７を参照すると、１つの実施例では、ステップＳ４は、以下のステップを含み得る。

【0059】

ステップＳ４０１において、図８に示すように、インサイチュ工程により、初期ワード線トレンチ１２の側壁及び底部に犠牲誘電体層１３１を形成する。具体的には、イオン注入領域１１内に位置する犠牲誘電体層１３１の厚さは、残りの犠牲誘電体層１３１の厚さより大きい必要がある。

【0060】

ステップＳ４０２において、図９に示すように、犠牲誘電体層１３１を除去して、ワード線トレンチ１３を形成する。

【0061】

ステップＳ４０１において、本開示の実施例は、犠牲誘電体層１３１を形成するインサイチュ（ｉｎ－ｓｉｔｕ）工程の方式に対して特に限定しない。

【0062】

理解できることとして、基板１がケイ素基板を含む場合、エッチングにより初期ワード線トレンチ１２を形成した後、露出した初期ワード線トレンチ１２の側壁及び底部は、ケイ素（Ｓｉ）を含むべきである。例えば、初期ワード線トレンチ１２の側壁及び底部に犠牲誘電体層１３１を形成するステップは、以下の方式で実行され得る。熱酸化（例えば、ドライ酸素酸化又はウェット酸素酸化）工程により、エッチング後に露出したケイ素は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）に酸化され、犠牲誘電体層１３１が形成される。

【0063】

イオン注入領域１１内の初期ワード線トレンチ１２内のケイ素の反応速度は比較的速いため、より多くのケイ素が消費され、これにより、イオン注入領域１１内に形成される犠牲誘電体層１３１の厚さが、残りの犠牲誘電体層１３１の厚さより大きくなる。

【0064】

本開示の実施例は、イオン注入領域１１内に注入されるイオンの種類に対して特に限定しない。例えば、基板１内にフッ素イオンを注入することにより、イオン注入領域１１を形成してもよい。ここで、基板１内にフッ素イオンを注入することにより、ケイ素元素と酸素（Ｏ）元素の活性化エネルギを低下させることができ、Ｓｉ－Ｓｉ結合よりも活性の低いＳｉ－Ｆ結合が形成され、つまり、Ｓｉ－Ｆ結合はより切断されやすく、つまり、酸素ガスがＳｉ－Ｆを切断し、Ｓｉ－Ｏ結合を形成しやすくなる。したがって、形成されるイオン注入領域１１の酸化速度はより高く、より多くのケイ素を消費することができ、より厚い犠牲誘電体層１３１の形成に役立つ。

【0065】

例えば、フッ素イオンを基板１内に注入してイオン注入領域１１を形成するステップは、以下の方式で実行され得る。例えば、三フッ化ホウ素（ＢＦ_３）をイオン源として使用し、三フッ化ホウ素をイオン化した後、電場によって加速して質量分析器に送り込み、質量分析器の磁場を用いて、フッ素イオン（Ｆ＋又はＦ＋＋）を選別し、加速器によりフッ素イオンのエネルギを１２０ＫｅＶに達させ、基板１の上表面との距離が１００ｎｍ～２００ｎｍである領域で、ドープ濃度が１×１０^１７ｃｍ^３～１×１０^２２ｃｍ^３であるイオン注入領域１１を形成する。

【0066】

ステップＳ４０２において、本開示の実施例は、犠牲誘電体層１３１を除去する方式に対して特に限定しない。例えば、ウエットエッチング（ｗｅｔ ｅｔｃｈｉｎｇ）工程を用いて犠牲誘電体層１３１を除去することができるが、これに限定されない。

【0067】

また、本開示の実施例は、ステップＳ４０２で使用されるウエットエッチング溶液の種類に対して特に限定しない。例えば、希釈したフッ化水素酸（ＤＨＦ：Ｄｉｌｕｔｅｄ Ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃ Ａｃｉｄ）又は緩衝酸化ケイ素エッチング溶液（ＢＯＥ）を用いて犠牲誘電体層１３１を完全に除去することができるが、これに限定されない。

【0068】

以下、図１０を参照すると、１つの実施例では、当該製造方法は、ワード線トレンチ１３を形成した後、以下のステップを更に含み得る。

【0069】

ステップＳ５１１において、基板１内に第１導電型のイオンを注入して、イオン注入領域１１を除去し、第１ドープ領域１４１を形成する。具体的には、第１ドープ領域１４１の底部は、ワード線トレンチ１３の底部より低い必要があり、第１ドープ領域１４１の頂部はワード線トレンチ１３の底部より高い必要がある。

【0070】

ステップＳ５１２において、基板１内に第２導電型のイオンを注入して、第２ドープ領域１４２を除去する。具体的には、図１１に示すように、第２ドープ領域１４２は、第１ドープ領域１４１の上に位置し且つ基板１の上表面まで延在される必要があり、また、ワード線トレンチ１３は、第２ドープ領域１４２を貫通して第１ドープ領域１４１内まで延在される必要があり、ここで、第１ドープ領域１４１は第１導電型のドープ領域であり、第２ドープ領域１４２は第２導電型のドープ領域である。

【0071】

ステップＳ５１３において、図１２に示すように、ワード線トレンチ１３の側壁及び底部にゲート酸化物層１３２を形成する。

【0072】

ステップＳ５１４において、ゲート酸化物層１３２の表面にワード線導電層１３３を形成する。具体的には、ワード線導電層１３３の頂部は、ワード線トレンチ１３の頂部より低い。

【0073】

ステップＳ５１５において、ワード線トレンチ１３内に充填誘電体層１３４を形成する。具体的には、図１３に示すように、充填誘電体層１３４は、ワード線導電層１３３の頂部に位置し且つ少なくともワード線トレンチ１３を完全に充填する必要がある。

【0074】

本開示の実施例は、ゲート酸化物層１３２を形成する方式に対して特に限定しない。例えば、フリーラジカル酸化工程、物理気相堆積（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程、流体化学気相堆積（ＦＣＶＤ：Ｆｌｏｗａｂｌｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程、高密度プラズマ堆積（ＨＤＰ：Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａｓｍａ）工程、プラズマ増強堆積工程又は原子層堆積工程などのいずれかにより、ワード線トレンチ１３の側壁及び底部にゲート酸化物層１３２を形成することができるが、これらの方式に限定されない。

【0075】

また、本開示の実施例は、ゲート酸化物層１３２の材質に対して特に限定しない。例えば、ゲート酸化物層１３２は、二酸化ケイ素層、高ｋ誘電体材料層又は他の誘電体材料層などのうちの任意の１つ又は複数を含み得るが、これらに限定されず、つまり、ゲート酸化物層１３２の材質は、二酸化ケイ素、高ｋ誘電体材料又は他の誘電体材料などのうちの任意の１つ又は複数を含み得るが、これらに限定されない。

【0076】

例えば、８５０℃～１０５０℃のフリーラジカル酸化工程によってゲート酸化物層１３２を形成することができ、例えば、８５０℃、９００℃、９５０℃、１０００℃又は１０５０℃などのフリーラジカル酸化工程によってゲート酸化物層１３２を形成することができる。酸素中性フリーラジカル（Ｏ^＊）又は酸水素中性フリーラジカル（ＯＨ^＊）は、水素（Ｈ_２）と酸素（Ｏ_２）が反応して水を形成する過程の中間生成物であり、核外の電子は飽和しておらず、化学活性が強いため、フリーラジカルは、比較的弱い化学結合を切断してからより強い化学結合を形成することができ、したがって、より品質の高いゲート酸化物層１３２を得ることができる。

【0077】

例えば、フリーラジカル酸化工程によってゲート酸化物層１３２を形成する過程では、反応圧力を２０Ｔｏｒｒ以内に制御することができ、圧力が低いと、ガス分子の平均自由行程が長くなり、そのため、より長いラジカル寿命を得ることができる。

【0078】

本開示の実施例は、ワード線導電層１３３を形成する方式に対して特に限定しない。例えば、物理気相堆積工程、化学気相堆積工程、流体化学気相堆積工程、高密度プラズマ堆積工程、プラズマ増強堆積工程又は原子層堆積工程などのいずれかによって、ゲート酸化物層１３２の表面にワード線導電層１３３を形成することができるが、これらの方式に限定されない。

【0079】

例えば、ゲート酸化物層１３２の表面にワード線導電層１３３を形成するステップは、以下の方式で実行され得る。例えば、ゲート酸化物層１３２の表面にワード線導電材料層を形成し、一部のワード線導電材料層をエッチバックして、ワード線導電層１３３を形成する。

【0080】

また、本開示の実施例は、ワード線導電層１３３の材質に対して特に限定しない。例えば、ワード線導電層１３３の材質は、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタン（Ｔｉ）、ケイ化タングステン（Ｓｉ_２Ｗ）又はタングステン（Ｗ）等のうちの１つ又は複数を含み得るが、これらに限定されない。

【0081】

例えば、ゲート酸化物層１３２の表面にワード線導電層１３３を形成するステップは、以下の方式で実行されてもよい。例えば、良好なステップカバレッジを備えた化学気相堆積工程よって、タングステン金属をワード線導電材料層として堆積し、この過程における反応ガスは、シラン（ＳｉＨ_４）及び六フッ化タングステン（ＷＦ_６）を含み得るが、これらに限定されず、その後、ドライエッチングによりワード線導電材料層をエッチバックし、この過程におけるエッチングガスは、六フッ化硫黄を使用してもよいが、これに限定されない。

【0082】

本開示の実施例は、充填誘電体層１３４を形成する方式に対して特に限定しない。例えば、物理気相堆積工程又は化学気相堆積工程の任意の１の工程により、ワード線トレンチ１３内に充填誘電体層１３４を形成することができる。

【0083】

本開示の実施例は、充填誘電体層１３４の材質に対して特に限定しない。例えば、充填誘電体層１３４の材質は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）又は酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）などのうちの１つ又は複数を含み得るが、これらに限定されない。

【0084】

例えば、ワード線トレンチ１３内に充填誘電体層１３４を形成するステップは、以下の方式で実行され得る。例えば、化学気相堆積法を用いて、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｃｌ_６、略してＨＣＤ）又はジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、略してＤＣＳ）をアンモニア（ＮＨ_３）と反応させて、填充誘電体材料層として窒化ケイ素を形成し、次に、化学的機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により充填誘電体層１３４を形成する。

【0085】

本開示の実施例では、第１導電型はＰ型であり得、この場合、第２導電型はＮ型である必要がある。

【0086】

例えば、Ｐ型の第１ドープ領域１４１を形成するステップは、以下の方式で実行され得る。例えば、三フッ化ホウ素のイオン化によって生成されたホウ素イオン（Ｂ＋）をイオン源として使用し、イオン注入工程により、ホウ素イオンがドープされたＰ型の第１ドープ領域１４１を形成する。

【0087】

例えば、Ｎ型の第２ドープ領域１４２を形成するステップは、以下の方式で実行され得る。例えば、リン（Ｐ）の蒸気イオン化によって生成されたリンイオン（Ｐ＋）をイオン源として使用し、イオン注入工程により、第１ドープ領域１４１の上方に、リンイオンがドープされたＮ型の第２ドープ領域１４２を形成する。

【0088】

本開示の実施例は、第１ドープ領域１４１内のイオン濃度、及び第２ドープ領域１４２内のイオン濃度に対して特に限定しない。例えば、第１ドープ領域１４１内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり得、例えば、第１ドープ領域１４１内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３、１×１０^１７ｃｍ^３、１×１０^１８ｃｍ^３、１×１０^１９ｃｍ^３又は１×１０^２０ｃｍ^３等であり得る。例えば、第２ドープ領域１４２内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３～１×１０^２０ｃｍ^３であり得、例えば、第２ドープ領域１４２内のイオン濃度は１×１０^１６ｃｍ^３、１×１０^１７ｃｍ^３、１×１０^１８ｃｍ^３、１×１０^１９ｃｍ^３又は１×１０^２０ｃｍ^３等であり得る。

【0089】

例えば、基板１内にホウ素（Ｂ）イオンを注入することにより、イオン注入領域１１を形成してもよい。基板１内にホウ素イオンを注入することによりイオン注入領域１１を形成する場合、イオン注入領域を第１ドープ領域１４１として使用することができる。この場合、基板１内にイオン注入領域１１（本実施例では第１ドープ領域１４１であってもよい）を形成する場合、当該製造方法は、基板１内に第２ドープ領域１４２を形成するステップを更に含み得る。

【0090】

具体的には、図１４に示すように、第２ドープ領域１４２は、第１ドープ領域１４１の上に位置し且つ基板１の上表面まで延在される必要がある。

【0091】

留意すべきこととして、第１ドープ領域１４１及び第２ドープ領域１４２を形成する方式については、上記の内容を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0092】

この場合、ステップＳ３で得られる構造は、図１５に示すようなものであり得、初期ワード線トレンチ１２は、第２ドープ領域１４２を貫通して第１ドープ領域１４１内まで延在され、ここで、第１ドープ領域１４１は第１導電型のドープ領域であり、第２ドープ領域１４２は第２導電型のドープ領域である。

【0093】

留意すべきこととして、初期ワード線トレンチ１２を形成する方式については、上記の内容を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。いくつかの実施例では、初期ワード線トレンチ１２の上部の幅は、例えば、ワード線トレンチ１３上部の幅の１／２より小さく、初期ワード線トレンチ１２の上部の幅が比較的大きい場合、後続の拡幅処理過程では、初期ワード線トレンチ１２上部の幅は大きくなるため、隣接するワード線トレンチ１３間の間隔が小さくなり、これは、後続のビット線コンタクトパッドの製造に不利であり、ビット線コンタクトパッドはワード線トレンチ１３間に位置し、ワード線トレンチ１３間の間隔は小さいため、ビット線コンタクトパッドとワード線トレンチ１３との接続をもたらし、つまり、ビット線はワード線に直接接続されるため、メモリの性能に影響を与える。

【0094】

１つの実施例では、第１導電型はＰ型であり得、この場合、第２導電型はＮ型である必要がある。

【0095】

１つの実施例では、ステップＳ４は、以下のステップを更に含み得る。

【0096】

ウエットエッチング溶液を用いて初期ワード線トレンチ１２（図６に示す）をウエットエッチングして、ワード線トレンチ１３を得、引き続き図１１を参照すると、図１１は、本実施例においてワード線トレンチ１３を得た後の構造の概略的な断面構造図である。

【0097】

具体的には、形成されたワード線トレンチ１３底部の幅がワード線トレンチ１３の最小幅より大きくなるように、第１ドープ領域１４１内の一部の初期ワード線トレンチ１２に対するウエットエッチング溶液のエッチング速度は、第２ドープ領域１４２内の一部の初期ワード線トレンチ１２に対するウエットエッチング溶液のエッチング速度より大きい必要がある。

【0098】

本開示の実施例は、ウエットエッチング溶液の種類に対して特に限定しない。例えば、ウエットエッチング溶液は、アンモニア水と過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）の混合液を含み得るが、これに限定されない。

【0099】

初期ワード線トレンチ１２をウエットエッチングする過程では、第１ドープ領域１４１の正孔濃度は、その上に位置する第２ドープ領域１４２の正孔濃度よりもはるかに高いので、過酸化水素のイオン化後に形成される過酸化水素イオン（ＨＯ^２－）は、より高い正孔濃度を有する第１ドープ領域１４１の表面のケイ素と結合しやすく、反応して二酸化ケイ素を形成し、その後、二酸化ケイ素は、溶液中の水酸イオン（ＯＨ^－）と反応してケイ酸イオン（ＳｉＯ_３ ^２－）を生成し、溶液に溶解される。したがって、第１ドープ領域１４１のウエットエッチング速度が比較的速く、より多くのケイ素を消費することができ、第１ドープ領域１４１の上に位置する第２ドープ領域１４２のウエットエッチングが比較的遅く、より少ないケイ素を消費する。このようにして、形成されるワード線トレンチ１３の底部をより広げる。

【0100】

引き続き図１２及び図１３を参照すると、１つの実施例では、ウエットエッチング溶液を用いて初期ワード線トレンチ１２をウエットエッチングして、ワード線トレンチ１３を得た後、当該製造方法は、以下のステップを更に含み得る。

【0101】

図１２に示すように、ワード線トレンチ１３の側壁及び底部にゲート酸化物層１３２を形成し、ゲート酸化物層１３２の表面にワード線導電層１３３を形成し、ワード線導電層１３３の頂部はワード線トレンチ１３の頂部より低く、図１３に示すように、ワード線トレンチ１３内に充填誘電体層１３４を形成し、充填誘電体層１３４は、ワード線導電層１３３の頂部に位置し、少なくともワード線トレンチ１３を完全に充填する。

【0102】

留意すべきこととして、ゲート酸化物層１３２、ワード線導電層１３３及び充填誘電体層１３４を形成する方式については、上記の内容を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0103】

理解されたいこととして、図３、図７及び図１０のフローチャートにおける各ステップは、矢印の指示に従って順次に表示されているが、これらのステップは、必ずしも矢印が示す順序で順番に実行されるとは限らない。本明細書で明示的に指定されていない限り、これらのステップの実行順番は厳しく限定せず、これらのステップは、他の順番で実行されてもよい。さらに、図３、図７及び図１０の少なくとも一部のステップは、複数のステップ又は複数の段階を含み得、これらのステップ又は段階は、必ずしも同時に実行されるわけではなく、異なる時点に実行されてもよく、これらのステップ又は段階の実行順番も、必ずしも順次実行されるわけではなく、他のステップや他のステップにおけるステップや段階の少なくとも一部と順番に又は交替で実行されてもよい。

【0104】

いくつかの実施例によれば、本開示の実施例は、半導体構造を更に提供する。

【0105】

引き続き図１３を参照すると、１つの実施例では、当該半導体構造は、基板１、及びワード線トレンチ１３を備えることができる。

【0106】

基板１内１４１には、第１ドープ領域１４１及び第２ドープ領域１４２が設けられており、ここで、第２ドープ領域１４２は、基板１の上表面から基板１内まで延在され、第１ドープ領域１４１は第２ドープ領域１４２の下方に位置し、具体的には、第１ドープ領域１４１は第１導電型のドープ領域であり得、この場合、第２ドープ領域１４２は第２導電型のドープ領域であり得る。

【0107】

ワード線トレンチ１３は、第２ドープ領域１４２を貫通して第１ドープ領域１４１内まで延在され、具体的には、ワード線トレンチ１３底部の幅は、ワード線トレンチ１３の最小幅より大きい必要がある。

【0108】

本開示の実施例に係る半導体構造は、底部断面積が比較的大きいワード線トレンチ１３を備え、これにより、後続の製造過程で形成されるワード線の電気抵抗を減らし、したがって、デバイスの消費電力を低減し、ＲＣ遅延を減らすことができる。

【0109】

本開示の実施例は、第１ドープ領域１４１と基板１の上表面との間の距離の大きさに対して特に限定しない。例えば、第１ドープ領域１４１と基板１の上表面との間の距離は１００ｎｍ～２００ｎｍであり得、例えば、第１ドープ領域１４１と基板１の上表面との間の距離は１００ｎｍ、１２５ｎｍ、１５０ｎｍ、１７５ｎｍ又は２００ｎｍであり得る。

【0110】

引き続き図１３を参照すると、１つの実施例では、当該半導体構造は更に、ゲート酸化物層１３２、ワード線導電層１３３及び充填誘電体層１３４を備えることができる。

【0111】

具体的には、ゲート酸化物層１３２は、ワード線トレンチ１３の側壁及び底部に位置し、ワード線導電層１３３は、ゲート酸化物層１３２の表面に位置し、ワード線導電層１３３の頂部はワード線トレンチ１３の頂部より低く、充填誘電体層１３４は、ワード線導電層１３３の頂部に位置し且つ少なくともワード線トレンチ１３を完全に充填する。

【0112】

留意すべきこととして、本開示の実施例の製造方法は全て、対応する半導体構造の製造に使用され得、したがって、方法の実施例と構造の実施例との間の技術的特徴は、矛盾しないことを前提として相互に置き換え及び補足することができ、これにより、当業者に本開示の実施例の技術的内容を理解させることができる。

【0113】

本明細書の各実施例は漸進的に説明されており、各実施例は、他の実施例との違いに焦点を合わせており、各実施例間の同じまたは類似な部分は相互に参照することができる。

【0114】

上記の実施例の各技術的特徴を任意に組み合わせることができ、説明を簡潔にするために、上述の実施例における各技術的特徴の全ての可能な組み合わせについて説明されていないが、これらの技術的特徴の組み合わせに矛盾がない限り、それらは全て、本発明の範囲に含まれるものとする。

【0115】

上記の実施例は、本開示の実施例のいくつかの実施形態を説明するだけであり、その説明は、比較的具体的且つ詳細であるが、本願の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。当業者にとって、本開示の実施例の構想から逸脱することなく、いくつかの変形又は改善を加えることができ、このような変形又は改善は全て、本開示の実施例の保護範囲に含まれることに留意されたい。したがって、本開示の実施例の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【国際調査報告】