[发明专利]半导体存储装置及其形成方法

说明书

本发明公开一种半导体存储装置及其形成方法，半导体存储装置包含多个主动区、浅沟槽隔离、多个沟槽与多个栅极结构。多个主动区是定义在半导体基底上，且被浅沟槽隔离环绕。多个沟槽是设置在半导体基底内并穿过多个主动区与浅沟槽隔离。其中，各沟槽在多个主动区内具有底面，而底面上还设置有向上突起的鞍部。多个栅极结构则是分别设置在多个沟槽内。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及其制作工艺，特别是涉及一种随机动态处理存储器装置及其制作工艺。

背景技术

随着各种电子产品朝小型化发展的趋势，动态随机存取存储器(dynamic randomaccess memory,DRAM)的设计也必须符合高集成度及高密度的要求。对于具备凹入式栅极结构的动态随机存取存储器而言，由于其可以在相同的半导体基底内获得更长的载流子通道长度，以减少电容结构的漏电情形产生，因此在目前主流发展趋势下，其已逐渐取代仅具备平面栅极结构的动态随机存取存储器。

一般来说，具备凹入式栅极结构的动态随机存取存储器是由数目庞大的存储单元(memory cell)聚集形成一阵列区，用来存储数据，而每一存储单元可由一晶体管元件与一电荷贮存装置串联组成，以接收来自于字符线(word line,WL)及位线(bit line,BL)的电压信号。然而，因应产品需求，阵列区中的存储单元密度须持续提升，造成相关制作工艺与设计上的困难度与复杂度不断增加，以致现有具备凹入式栅极结构的动态随机存取存储器元件仍存在有许多缺陷，还待进一步改良并有效提升相关存储器元件的效能及可靠度。

发明内容

本发明提供一种半导体存储装置及其制作工艺，其是形成优化的字符线结构，使其金属导线(wire)可完全包覆整个通道区(channel region)，进而能有效提升该半导体存储装置的元件效能。

为达前述目的，本发明提供一种半导体存储装置，其包含多个主动区、一浅沟槽隔离、多个沟槽与多个栅极结构。该些主动区是定义在一半导体基底上，且被该浅沟槽隔离环绕。该些沟槽是设置在该半导体基底内并穿过该些主动区与该浅沟槽隔离，各沟槽在该些主动区内具有一底面，该底面具有向上突设的一鞍部。该些栅极结构是分别设置在该些沟槽内。

为达前述目的，本发明提供一种半导体存储装置的形成方法，其包含以下步骤。首先，在一半导体基底内形成一浅沟槽隔离，以定义出多个主动区。接着，在该半导体基底内形成多个沟槽，使该些沟槽穿过该浅沟槽隔离，其中，各沟槽在该些主动区内具有一圆弧底面。然后，进行一蚀刻制作工艺，移除该圆弧底面的一部分，以在该些主动区内形成一平坦底面，其中该平坦底面具有向上突设的一鞍部。

本发明主要是利用氧化与蚀刻制作工艺，在基底上形成部分具有马鞍状结构的沟槽，作为埋藏式字符线的栅极沟槽。由此，该埋藏式字符线的金属导线可完全覆盖其通道区，而能使该半导体存储装置能达到优选的元件效能。

附图说明

图1至图10绘示本发明一优选实施例中半导体存储装置的形成方法的步骤示意图；其中

图1为一半导体存储装置于形成方法之初的上视示意图；

图2为一半导体存储装置于形成一掩模层后的剖面示意图；

图3为图1中沿着切线A-A’的剖面示意图；

图4为图1中沿着切线B-B’的剖面示意图；

图5为一半导体存储装置于形成一氧化层后的剖面示意图；

图6为一半导体存储装置于进行一蚀刻制作工艺后的剖面示意图；

图7为一半导体存储装置于形成沟槽后的立体示意图；

图8为一半导体存储装置于形成一栅极结构后的剖面示意图；

图9为一半导体存储装置于形成一位线结构后的立体示意图；