[发明专利]隔离结构及其形成方法

说明书

本发明公开一种隔离结构及其形成方法。半导体元件中隔离结构的形成方法，其步骤包含形成具有多个芯轴以及一周边部分围绕着该些芯轴的第一掩模层、在第一掩模层的侧壁上形成间隔壁、在该些间隔壁之间的空间中填入第二掩模层、移除该些间隔壁以形成开口图案、以第一掩模层与第二掩模层为蚀刻掩模进行一蚀刻工艺，以在基底中形成沟槽、以及在沟槽中填入绝缘材料以形成隔离结构。

技术领域

本发明涉及一种隔离结构及其形成方法，特别是涉及一种用来在存储器单元中形成接触插塞的隔离结构及(暨)其形成方法。

背景技术

具有存取晶体管以及存储电容的动态随机存取存储器(dynamic random-access-memory DRAM)单元已是现今电子系统中重要的存储元件，特别是用在电脑系统以及通讯系统中。为了降低每存储位的单位成本(cost per bit)，动态随机存取存储器的密度急速的增长。为此，现今业界需要先进的光刻制作工艺来缩小存储单元的最小特征尺寸。

动态随机存取存储器会含有多个存储器单元以及一周边区域来容纳电路与互连结构。每个存储器单元可包含一个金属-氧化物半导体元件以及一个或两个电容。每个金属-氧化物半导体元件以及电容通过字符线的开关来与位线电连接并决定出每个存储单元的位置。导电性的插塞结构会形成在位线与字符线之间来使存储节点与主动区域中的源漏极电连接。

在动态随机存取存储器的制作中会有一个步骤是进行氧化硅蚀刻来打开位线与字符线之间的开口并界定出接触孔，以供后续制作工艺中接触插塞的行程。不可避免地，此湿蚀刻步骤中所使用的蚀刻液会溢流到周边区域并使该区域上的层间介电层受到蚀刻，造成周边区域上非预期性的层间介电层损伤与穿透问题，进而损害到该区域脆弱的元件。故此，目前业界需要有效的方法来避免这类蚀刻液溢流到周边区域的问题，同时又不会实质上改变现有动态随机存取存储器制作工艺设计。

发明内容

为了解决前述周边区域层间介电层的损伤问题，本发明提出了一种新颖的隔离结构形成方法，其可用于接触插塞的制作中。此设计特点在于存储单元区域的周围会设置一外间隔壁来作为堤防结构，可避免存储单元区域中的蚀刻液溢流到周边区域。

本发明的其一面向即在于提出一种在半导体元件中形成隔离结构的方法，其步骤包含提供一基底、在基底上形成第一掩模层，其包含多个彼此间隔并往第一方向延伸的芯轴以及围绕着该些芯轴的一周边部分、在第一掩模层的侧壁上形成多个回圈形状的内间隔壁图案以及围绕着该些内间隔壁图案的外间隔壁图案、在该些间隔壁之间的基底上填入第二掩模层、移除该些间隔壁以在第一掩模层与第二掩模层之间形成开口图案、以第一掩模层与第二掩模层为蚀刻掩模来蚀刻基底，以在基底中形成沟槽、以及在该些沟槽中填入绝缘材料以在基底中形成隔离结构。

本发明的另一面向即在于提出一种以上述方法形成的隔离结构，其结构包含一基底、多个第一隔离图案，其在基底上呈现回圈形状往第一方向延伸且彼此间隔、以及一第二隔离图案，其在基底上呈现回圈形状且围绕着该些第一隔离图案。

本发明的这类目的与其他目的在阅者读过下文以多种图示与绘图来描述的优选实施例细节说明后必然可变得更为明了显见。

附图说明

本说明书含有附图并于文中构成了本说明书的一部分，使阅者对本发明实施例有进一步的了解。该些图示描绘了本发明一些实施例并连同本文描述一起说明了其原理。在该些图示中：

图1～图5为根据本发明实施例一顶面示意图，其描绘出在半导体元件中形成隔离结构的制作工艺步骤；

图6为以图5中截线A-A’所做的截面示意图；

图7与图8为根据本发明另一实施例一顶面示意图，其描绘出本发明隔离结构的变体；以及

图9与图10为根据本发明又一实施例一顶面示意图，其描绘出本发明隔离结构的变体。