專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體器件形成期間用于垂直定向電容器的支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及形成具有用于其電容器底板的橫向支撐的雙側(cè)電容器的方法。
背景技術(shù)：
在包括存儲(chǔ)元件的半導(dǎo)體器件，例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)和一些微處理器的制造期間，通常形成諸如容器式電容器(container capacitor)和支座式電容器(pedestal capacitor)之類(lèi)的電容器。眾所周知，容器和支座式電容器允許通過(guò)增加可以存儲(chǔ)電荷的表面區(qū)域比平面電容器增加了存儲(chǔ)的電荷。
圖1-7示出利用多晶硅形成多個(gè)容器式電容器的常規(guī)方法。支座式電容器的形成是類(lèi)似的，但底板是固體栓，并且單元電介質(zhì)和頂板與底板的外部共形以形成單側(cè)垂直定向電容器。圖1示出包括半導(dǎo)體晶片12并在該晶片12內(nèi)具有多個(gè)摻雜源/漏區(qū)14的半導(dǎo)體晶片襯底組件10。圖1進(jìn)一步示出晶體管16，該晶體管包括柵極氧化物18、摻雜的多晶硅控制柵20、提高控制柵20的電導(dǎo)率的諸如硅化鎢的硅化物22、和通常用氮化硅制作的蓋層24。形成氮化硅隔離物26以使控制柵20和硅化物22與多晶硅觸墊(pad)28絕緣，容器式電容器將與該多晶硅觸墊電耦接。淺溝槽隔離(STI，場(chǎng)氧化物)30減少了相鄰控制柵之間的有害電相互作用。形成刻蝕停止層31，接著形成諸如硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)的淀積氧化物厚層32以便為稍后形成的電容器部件提供基底介電層。圖形化的光致抗蝕劑層34限定將要形成的容器式電容器的位置。圖1的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步包括在BPSG層下面的一個(gè)或多個(gè)位(位數(shù))線或多個(gè)其它結(jié)構(gòu)元件或不同，為了簡(jiǎn)化解釋?zhuān)@些沒(méi)有被示出。
圖1的結(jié)構(gòu)經(jīng)受各向異性刻蝕，其除去BPSG層的暴露部分以暴露刻蝕停止層31并形成圖形化的BPSG層，這為電容器提供了具有凹進(jìn)的基底電介質(zhì)。刻蝕停止層的暴露部分是已除去的。在刻蝕停止層31的刻蝕之后，暴露多晶硅觸墊28，還可能暴露部分蓋層24，結(jié)果形成類(lèi)似圖2的結(jié)構(gòu)。依照現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法，剝離剩余的光致抗蝕劑層34，并除去在刻蝕期間形成的任何聚合物(未示出)，以提供圖3的結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，諸如多晶硅或另一材料的覆蓋導(dǎo)電層40與淀積氧化層共形形成，并將為已完成的電容器提供電容器存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。形成厚覆蓋填充材料42(例如光致抗蝕劑)以填充由多晶硅40提供的容器。接著，圖4的結(jié)構(gòu)受到平坦化工藝的處理，例如化學(xué)平坦化、機(jī)械平坦化、或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)步驟。該工藝除去了部分光致抗蝕劑42、多晶硅40并通常除去部分BPSG 32，結(jié)果形成圖5的結(jié)構(gòu)。
接著，利用對(duì)多晶硅具有選擇性的刻蝕劑(即，最低程度地刻蝕或者優(yōu)選不刻蝕多晶硅的刻蝕劑)部分地刻蝕BPSG 32，結(jié)果形成圖6的結(jié)構(gòu)。這里在該工藝中，僅最低程度地支撐多晶硅存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)(電容器底板)40。圖6結(jié)構(gòu)中的底板40每一個(gè)均包括限定凹進(jìn)的第一區(qū)域60、和限定凹進(jìn)的開(kāi)口的第二區(qū)域62，并且該第一和第二區(qū)域是彼此連續(xù)的。換句話(huà)說(shuō)，圖6的底板40限定具有邊緣62的容器，該邊緣62限定朝向該容器內(nèi)部的開(kāi)口。區(qū)域60、62形成底板的垂直定向側(cè)，并且這些側(cè)通過(guò)水平定向底部64被電耦接。
接著，依照現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法，形成單元介電層70(例如高質(zhì)量的單元氮化物層)、多晶硅容器式電容器頂板72、和例如BPSG的平面氧化物層74，結(jié)果形成圖7的結(jié)構(gòu)。這樣形成了“雙側(cè)”電容器，因?yàn)殡娙萜鲉卧娊橘|(zhì)70和電容器頂板72都遵循每個(gè)容器式電容器底板40的內(nèi)部和外部?jī)烧叩拇蟛糠值妮喞Ｔ谛纬蓤D7的結(jié)構(gòu)后，依照現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法繼續(xù)進(jìn)行晶片加工。
在圖6結(jié)構(gòu)中可以看出，常規(guī)工藝除去了支撐電容器底板40的氧化物32。執(zhí)行這種氧化物去除以允許單元電介質(zhì)和電容器頂板形成在底板的兩側(cè)上，以形成雙側(cè)電容器。圖6的結(jié)構(gòu)容易損壞，并容易受到故障的影響，例如底板的傾斜(例如在刻蝕圖5的BPSG 32以形成圖6期間造成的)、傾倒、或升起。然而，希望形成雙側(cè)電容器以增加單元電容，其允許單元高度與單側(cè)電容器相比降低。限制單元電容器的這種垂直尺寸是所希望的，因?yàn)樗鼘⒔佑|水平的深度設(shè)置為下述。例如，目前的刻蝕手段技術(shù)可以將接觸刻蝕到約3.0微米(μm)到約3.5μm的深度。如果電容器高度導(dǎo)致接觸深度超過(guò)3.0μm～3.5μm的限度，那么將需要附加掩蔽層。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種方法是在形成電容器之前在晶片中形成與擴(kuò)散區(qū)的接觸的一部分，然后在形成電容器之后形成剩余部分。這種工藝復(fù)雜且大大增加了器件成本。
在常規(guī)加工期間可能出現(xiàn)的另一問(wèn)題是由刻蝕圖5的BPSG層32以形成圖6結(jié)構(gòu)間接引起的。在該刻蝕期間，器件周邊上方的BPSG(未示出)也被刻蝕，這在所述周邊(此處不存在單元電容器)與陣列(此處單元電容器的頂部處于BPSG 32的頂部初始水平面)之間的氧化物中形成臺(tái)階。在形成單元電介質(zhì)和頂板之后，周邊區(qū)域必須用氧化物回填，并接著被平坦化。對(duì)回填和平坦化的需要導(dǎo)致附加的加工步驟，這促使成本進(jìn)一步增加。
減少或消除了一個(gè)或多個(gè)上述問(wèn)題的形成諸如容器式電容器或支座式電容器的雙側(cè)電容器的方法，和由此所得到的結(jié)構(gòu)將是所希望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供新方法，該方法的優(yōu)點(diǎn)尤其是減少了與半導(dǎo)體器件制造有關(guān)的問(wèn)題，尤其是由在形成支撐層之前由未被支撐的電容器底板的不穩(wěn)定性引起的問(wèn)題。
本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例為垂直定向結(jié)構(gòu)，例如諸如容器式電容器或支座式電容器的存儲(chǔ)電容器，提供橫向支撐。
根據(jù)以下結(jié)合所附權(quán)利要求及其附圖理解的詳細(xì)描述，另外的優(yōu)點(diǎn)將對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員變得明顯。


圖1-7是示出用于形成雙側(cè)容器式電容器結(jié)構(gòu)的常規(guī)方法的截面圖；圖8-16和18-20是示出用于形成雙側(cè)容器式電容器結(jié)構(gòu)的發(fā)明方法的實(shí)施例的截面圖，以及圖17是平面圖；圖21和22是示出形成支座式電容器的本發(fā)明實(shí)施例的截面圖；圖23是作為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)器陣列的本發(fā)明示例性使用的框圖；以及圖24是本發(fā)明在電子裝置中的使用的等容描述。
應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，在這里附圖可能不是精確地按比例繪制的，而是示意性的表示。附圖并不旨在描繪本發(fā)明的具體參數(shù)、材料、特定使用、或結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，這些可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)此處的信息檢查來(lái)確定。
具體實(shí)施例方式
術(shù)語(yǔ)“晶片”應(yīng)當(dāng)被理解為基于半導(dǎo)體的材料，包括硅、絕緣體上硅(SOI)或藍(lán)寶石上硅(SOS)技術(shù)、摻雜和未摻雜的半導(dǎo)體、由基底半導(dǎo)體底座支撐的硅的外延層、和其它半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。而且，當(dāng)在下面的描述中提及“晶片”時(shí)，可能已經(jīng)利用在前的工藝步驟來(lái)在基底半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或底座中或上方形成區(qū)域或結(jié)。另外，當(dāng)在下面的描述中提及“襯底組件”時(shí)，取決于具體的加工階段，該襯底組件可以包括具有包括電介質(zhì)和導(dǎo)體的層、和形成在其上方的部件(諸如晶體管)的晶片。除此之外，半導(dǎo)體不必是硅基的，而是尤其還可以基于硅鍺、絕緣體上硅、藍(lán)寶石上硅、鍺、或砷化鎵。另外，在此處的討論和權(quán)利要求中，相對(duì)于兩層使用的術(shù)語(yǔ)“在...上”、一個(gè)在另一個(gè)“上”意味著這些層之間至少有一些接觸，而“在...上方”意味著這些層是接近的，但可能具有一個(gè)或多個(gè)附加的插入層，因此接觸是可能的而不是必須的。“在...上”和“在...上方”在此的使用都不暗示任何方向性。
在半導(dǎo)體器件形成期間所使用的發(fā)明方法的第一實(shí)施例和工藝過(guò)程中的各種創(chuàng)造性結(jié)構(gòu)在圖8-20中示出。圖8示出包括半導(dǎo)體晶片襯底組件10的結(jié)構(gòu)，該襯底組件10包括半導(dǎo)體晶片12、在該晶片內(nèi)的導(dǎo)電摻雜區(qū)14、包括柵極氧化物18的晶體管、字線20、提高該字線的電導(dǎo)率的硅化物22、電介質(zhì)晶體管蓋層24、介電隔離物26、和導(dǎo)電接觸觸墊28。該接觸觸墊28減少了在覆蓋介電層的刻蝕期間必須除去的電介質(zhì)的量。
在形成晶片襯底組件10的各部件之后，形成覆蓋刻蝕停止層31。該刻蝕停止層31可以包括厚度在約50埃()到約1000的氮化硅、硅碳(Si·C)、氧化鋁(Al2O3)、或其它材料的層。然后，在刻蝕停止層31上方形成基底介電層84，例如硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、旋涂電介質(zhì)(S0D)、或未摻雜的硅酸鹽玻璃(USG)。在基底介電層84上方形成覆蓋支撐層86和覆蓋犧牲層88。支撐層86和犧牲層88的特性包括層88和84的對(duì)層86的選擇性的刻蝕能力(即層88和84可以被刻蝕而不會(huì)除去或除去很少的層86)。層86可以包括厚度約200到約1200的第二氮化硅層，且層88可以包括厚度約300到約600(優(yōu)選為約400)的、例如使用BPSG或原硅酸四乙酯(tetraethyl orthosilicate，TEOS)工藝的二氧化硅層。然后，形成其中具有開(kāi)口的圖形化刻蝕掩模90，該掩模允許刻蝕以暴露接觸觸墊28。
在形成掩模層90之后，刻蝕圖8的結(jié)構(gòu)以除去犧牲層88、支撐層86、基底介電層84、和刻蝕停止層31的暴露部分，并暴露接觸觸墊28，還可能暴露部分蓋層24，結(jié)果形成類(lèi)似圖9的結(jié)構(gòu)。最初可使用單次蝕刻來(lái)除去犧牲二氧化硅層88、氮化硅支撐層86的暴露部分，并被定時(shí)以在暴露刻蝕停止層31之前在基底介電層84內(nèi)停止。然后可以改變化學(xué)物質(zhì)以便除去任何剩余的基底介電層84，同時(shí)在刻蝕停止層31上停止。接著，可選地，可以改變?cè)摽涛g并執(zhí)行一段時(shí)間以充分去除刻蝕停止層31的暴露部分，這暴露了接觸觸墊28，而不過(guò)度地刻蝕蓋層24或隔離物26?？涛g停止層31也可以留在原地。
在形成圖9的結(jié)構(gòu)之后，除去光致抗蝕劑層90以及在刻蝕期間形成的任何聚合物(未示出)或其它污染物，結(jié)果形成圖10的結(jié)構(gòu)。
然后，形成諸如氮化鈦的覆蓋共形電容器底板層110，如圖11所示。在容器內(nèi)形成保護(hù)層112(例如光致抗蝕劑)以防止污染物在隨后的加工期間淀積在由底板形成的容器內(nèi)。在形成底板層110和保護(hù)層112之后，例如使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)將該結(jié)構(gòu)平坦化，結(jié)果形成圖12的結(jié)構(gòu)。
在形成圖12的結(jié)構(gòu)之后，選擇性地刻蝕犧牲層88以暴露下面的支撐層86，接著除去保護(hù)層112。例如，可以利用包括氫氟酸(HF)的濕法腐蝕對(duì)氮化硅支撐層86和氮化鈦底板層110選擇性地刻蝕二氧化硅的犧牲層88。同樣，通過(guò)在約150℃到約300℃的溫度下使材料灰化，其后使該灰化物經(jīng)受例如使用氫氟酸(HF)的濕法腐蝕以除去光致抗蝕劑灰化物，可以除去光致抗蝕劑保護(hù)層112?？梢栽诔ケＷo(hù)層112之前或之后執(zhí)行犧牲層88的刻蝕，如果該刻蝕對(duì)底板110的材料有選擇性的話(huà)。如果在除去層112之后執(zhí)行層88的刻蝕，則刻蝕劑可以穿過(guò)底板層110內(nèi)的任何針孔或其它空隙，并開(kāi)始刻蝕氧化物層84。然而，這并不是有害的，因?yàn)閷?4將在隨后的處理期間被除去而不再提供關(guān)鍵作用。除去保護(hù)層112和犧牲層88，結(jié)果形成圖13的結(jié)構(gòu)。
然后，在圖13結(jié)構(gòu)的表面上方形成掩蔽隔離層140，結(jié)果形成圖14的結(jié)構(gòu)。為該層選擇的材料必須能夠經(jīng)受住支撐層86的刻蝕，還必須對(duì)支撐層86和底板110的材料是選擇性可刻蝕的。采用氮化物支撐層和氮化鈦底板時(shí)，多晶硅將充分發(fā)揮作用。掩蔽隔離層形成為足以填充窄區(qū)域142并使它本身與該窄區(qū)域緊密接觸的厚度，而且在較寬區(qū)域144中共形地形成。采用目前的技術(shù)，窄區(qū)域142可以具有約200到約600的寬度，較寬區(qū)域144可以具有約600到約1200的寬度。電容器底板110的暴露部分146的高度由犧牲層88的厚度決定，為約300到約600。為了形成圖14的結(jié)構(gòu)，共形的多晶硅層140形成為在寬的平表面上方測(cè)量時(shí)具有約200到約500的目標(biāo)厚度。圖14示出完全填充了底板中的凹進(jìn)的層140，但可以并不如此，這取決于底板內(nèi)的開(kāi)口的尺寸。然而，將有可能形成充足的材料，以防止在下面所描述的隨后的層140的隔離物刻蝕期間對(duì)板110的底部的任何損傷。
然后，對(duì)掩蔽隔離層140執(zhí)行各向異性的隔離物刻蝕，結(jié)果形成圖15的結(jié)構(gòu)。該刻蝕對(duì)支撐層86和底板110的材料選擇性地除去了掩蔽隔離層140的材料。在刻蝕層140之后，隔離物150留在較寬區(qū)域144中，同時(shí)剩余層152以跨接由相鄰底板110形成的窄區(qū)域142。
在形成隔離物150之后，使用隔離物150和層140的其它剩余部分152作為掩?？涛g支撐層86，結(jié)果形成圖16的結(jié)構(gòu)。沿圖17的1-1用平面圖示出圖16，圖17示出容器式電容器底板110和掩蔽隔離層140的剩余部分150、152的陣列的部分。除了圖17所示的那種之外，本發(fā)明還可以使用各種電容器布局。由于該掩蔽層的圖案限定了支撐層86，因此支撐層86的結(jié)構(gòu)與圖17的掩蔽隔離層的結(jié)構(gòu)類(lèi)似。利用該掩?？涛g支撐層86對(duì)底板110的材料有選擇性地除去了支撐層86的材料。還可以在同一操作期間刻蝕隔離物150和支撐層86，但更可能的是，在一個(gè)工藝期間刻蝕隔離物150，而在另一單獨(dú)的刻蝕期間刻蝕支撐層86。在支撐層86的刻蝕期間，也可以除去部分多晶硅層140和隔離物150，只要保留足夠的這兩種部件以允許暴露寬區(qū)域144中的BPSG 84并保護(hù)窄區(qū)域142中的支撐層86即可。
此時(shí)可以除去掩蔽隔離層的剩余部分140、150和152，結(jié)果形成圖18的結(jié)構(gòu)，或者它們可以留在原地。如果除去了多晶硅隔離物，那么可以用包括四甲基氫氧化銨(TMAH)的濕法腐蝕對(duì)氮化硅支撐層86和氮化鈦底板110有選擇性地刻蝕它們。
圖19示出通過(guò)除去多晶硅部件140、150和152并在刻蝕基底介電層84之后所得到的結(jié)構(gòu)。對(duì)支撐層86、底板110和刻蝕停止層31有選擇性地除去基底介電層。對(duì)氮化硅和氮化鈦有選擇性地除去二氧化硅的刻蝕包括氫氟酸(HF)的濕法腐蝕，結(jié)果形成圖19的結(jié)構(gòu)。該刻蝕劑完全除去了圖17所示的暴露的基底介電層84，并除去了每個(gè)電容底板110周?chē)乃须娊橘|(zhì)84。
如圖19結(jié)構(gòu)所示，支撐結(jié)構(gòu)86在除去基底介電層84之后支撐電容器?；捉殡妼拥娜コ潜匦璧?，以允許形成雙側(cè)電容器。這些支撐結(jié)構(gòu)為每個(gè)底板提供介電環(huán)，并且每個(gè)環(huán)與相鄰環(huán)是連續(xù)的，使得支撐層形成穩(wěn)固所有電容器底板的矩陣。支撐層的這種配置可以根據(jù)圖17來(lái)確定，其示出掩蔽隔離層150、152以及已刻蝕的支撐層86的圖案。如圖19所示，支撐層86的頂和底表面不與任何其它層接觸。然而，可能剩余一些電介質(zhì)84，特別是在支撐層86和底板110之間的接觸點(diǎn)處，其可能更難以完全清除?？傊词故Ｓ嘁恍┻@種電介質(zhì)84接觸層86的底側(cè)，支撐層86的頂和底表面通常仍將保持不與任何其它層接觸?？梢韵氲?，對(duì)于一些電容器配置和工藝來(lái)說(shuō)，所述環(huán)可以不像圖17所示的那樣360度地包圍電容器底板。另外，被環(huán)支撐的底板或其它部件可以不是如圖17所示的圓形，而可以是橢圓形、卵形、正方形、矩形等。
如果仍沒(méi)有除去隔離層140的剩余部分150、152，那么此時(shí)必須除去它們以防止電容器底板之間短路。
最后，依照現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法形成電容器單元電介質(zhì)200、電容器頂板202、和介電層204，從而形成圖20的結(jié)構(gòu)。依照現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法繼續(xù)進(jìn)行晶片處理。
已完成的結(jié)構(gòu)可以具有優(yōu)于常規(guī)結(jié)構(gòu)的改善的電容，因?yàn)榭梢猿ト炕捉殡妼?，這允許與比常規(guī)結(jié)構(gòu)相比沿更多的底板形成頂板。參考圖6，例如部分基底介電層32必須留在原地以便在單元電介質(zhì)和頂板形成期間支撐電容器。然而，在本發(fā)明的實(shí)施例的情況下，如圖19所示，可以除去全部基底介電層，因?yàn)橹螌?6保留下來(lái)以使底板穩(wěn)固。
為了防止刻蝕周邊，可以在刻蝕犧牲介電層之前、在刻蝕掩蔽隔離層之前、或者在刻蝕支撐層之前形成掩模層。這將防止刻蝕器件周邊上方的BPSG，該刻蝕將在周邊(此處不存在存儲(chǔ)單元電容器)和陣列(此處存儲(chǔ)單元電容器的頂部處于層88的頂部的初始水平面)之間的氧化物中形成臺(tái)階。如果沒(méi)有保護(hù)周邊，那么必須用氧化物回填該周邊，然后在形成單元電介質(zhì)200和頂板202之后將其平坦化。
在形成圖16的隔離物152之后可以對(duì)支撐層86執(zhí)行選擇性刻蝕，以增加144處的開(kāi)口寬度。這種更大的開(kāi)口可以允許更容易除去基底介電層，并可以為形成單元介電層200和電容器頂板202提供改善的條件。
采用類(lèi)似于容器式電容器的方式可以形成支座式電容器，如圖21和22所示。如圖21所示，形成底板層110以完全填充由犧牲層88、支撐層86、和基底介電層84所限定的凹進(jìn)。由此，該底板層110將比圖11的結(jié)構(gòu)所示的那個(gè)厚得多。在該支座式電容器實(shí)施例中，由于底板層110完全填充了凹進(jìn)，因此保護(hù)層112不是必需的。在形成圖21的結(jié)構(gòu)之后，將底板層110并可能將部分犧牲層88平坦化以便從犧牲層88的水平表面除去層110，從而留下支座式電容器底板110，如圖22所示。
在另一實(shí)施例中，代替圖12的形成犧牲層88和支撐層86，可以形成單層材料。該單層將是更厚的支撐層材料層，例如氮化硅層，并且將與相結(jié)合的層86和88一樣厚。對(duì)該層執(zhí)行定時(shí)刻蝕，結(jié)果形成圖13的結(jié)構(gòu)。該工藝不象采用兩個(gè)單獨(dú)的層那樣可控制，因此對(duì)于大多數(shù)工藝流程不是優(yōu)選的，但對(duì)于某些工藝可能具有優(yōu)點(diǎn)。然后，依照其它實(shí)施例繼續(xù)進(jìn)行加工，例如以形成掩蔽隔離層140和其它隨后的步驟。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例的情況下，在電容器陣列的加工期間，尤其是在刻蝕圖18的基底電介質(zhì)以形成圖19結(jié)構(gòu)期間，有必要保護(hù)管芯的周邊區(qū)域。圖23是示出在形成圖8的圖形化抗蝕劑層90之前，半導(dǎo)體管芯234的四個(gè)陣列230和周邊232的平面圖。典型的存儲(chǔ)器管芯將有可能包括更多個(gè)陣列。
圖24示出在形成圖形化光致抗蝕劑層90之后的圖23結(jié)構(gòu)。抗蝕劑層90在其中具有開(kāi)口240，其將允許刻蝕圖8結(jié)構(gòu)的犧牲層88、支撐層86、和基底介電層84以形成圖9的結(jié)構(gòu)。圖24沒(méi)有按比例繪制，并且與所示出的相比，將形成更多的電容器開(kāi)口240。抗蝕劑層90在其中還具有開(kāi)口242，這些開(kāi)口形成陣列周?chē)摹皽稀保鋵⒃诨捉殡妼?4的去除期間保護(hù)周邊232以形成圖19的結(jié)構(gòu)。在電容器底板110形成期間將用材料來(lái)填充此溝，由此不需要另外的加工來(lái)形成并填充此溝。對(duì)于目前的加工來(lái)說(shuō)，此溝寬度可以為約200到約600。在通過(guò)環(huán)刻蝕基底電介質(zhì)期間，將形成光致抗蝕劑層以覆蓋和保護(hù)周邊但暴露陣列。由此，光致抗蝕劑層和此溝內(nèi)的層保護(hù)周邊中的介電層(例如BPSG)以免在基底介電層的去除(該去除暴露電容器底板的側(cè)壁)期間被刻蝕。
如圖25所示，根據(jù)本發(fā)明形成的半導(dǎo)體器件250可以與其它器件(例如微處理器252)一起連到諸如計(jì)算機(jī)主板的印刷電路板254上，或者作為用在個(gè)人計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)、或主機(jī)256中的存儲(chǔ)模塊的一部分。圖25還可以表示器件250在其它包括外殼236的電子裝置中的使用，例如包括微處理器252的裝置，涉及電信、汽車(chē)工業(yè)、半導(dǎo)體測(cè)試和制造設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品、或?qū)嶋H上任何一件消費(fèi)或工業(yè)電子設(shè)備。
這里所描述的工藝和結(jié)構(gòu)可用于制造包括諸如容器式電容器或支座式電容器的電容器的多種不同結(jié)構(gòu)。例如，圖26是諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)裝置的簡(jiǎn)化方框圖，其中的存儲(chǔ)器陣列具有使用本發(fā)明的實(shí)施例形成的容器式電容器。這類(lèi)器件的通常操作是本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。圖26示出與存儲(chǔ)裝置262耦接的處理器260，還示出存儲(chǔ)器集成電路的下述基本部分控制電路264；行266和列268地址緩沖器；行270和列272解碼器；讀出放大器274；存儲(chǔ)器陣列276；和數(shù)據(jù)輸入/輸出278。
雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是這種描述并不打算被理解為限制意義。參考該描述，本發(fā)明的示例性實(shí)施例以及其它實(shí)施例的各種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是明顯的。因此，應(yīng)當(dāng)預(yù)料到，所附權(quán)利要求將覆蓋所有的落入本發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例的這類(lèi)修改。
權(quán)利要求
1.一種用于形成半導(dǎo)體器件的方法，包括在基底介電層內(nèi)形成多個(gè)容器式電容器底板；在每個(gè)電容器底板周?chē)纬芍苇h(huán)，該支撐環(huán)中具有暴露基底介電層的多個(gè)開(kāi)口；以及通過(guò)該環(huán)中的開(kāi)口刻蝕基底介電層以暴露該多個(gè)容器式電容器底板的側(cè)壁，其中在刻蝕基底介電層之后，支撐環(huán)支撐該多個(gè)容器式電容器底板中的每一個(gè)。
2.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在該多個(gè)容器式電容器底板的側(cè)壁上和在支撐環(huán)上形成單元電介質(zhì)。
3.權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括在單元介電層上和在支撐環(huán)上方形成電容器頂板。
4.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在通過(guò)環(huán)中的開(kāi)口刻蝕基底介電層期間基本上除去全部基底介電層，使得該環(huán)接觸該多個(gè)電容器底板并通常不與任何其它層接觸。
5.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在基底介電層的水平表面上用從包括二氧化硅、硼磷硅酸鹽玻璃、和原硅酸四乙酯的組中選擇的材料形成覆蓋層；以及刻蝕該覆蓋層以形成支撐環(huán)。
6.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在形成容器式電容器底板之前形成覆蓋支撐環(huán)層；刻蝕基底介電層和覆蓋環(huán)層以在其中形成多個(gè)開(kāi)口；在基底介電層中和覆蓋環(huán)層中的每個(gè)開(kāi)口內(nèi)形成該多個(gè)容器式電容器底板中的一個(gè)；僅部分地刻蝕該環(huán)層以暴露每個(gè)容器式電容器底板的上側(cè)壁；以及在僅部分地刻蝕該環(huán)層以暴露每個(gè)容器式電容器底板的上側(cè)壁之后，通過(guò)環(huán)中的開(kāi)口對(duì)基底介電層執(zhí)行刻蝕。
7.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在形成容器式電容器底板之前形成覆蓋支撐環(huán)層；在該覆蓋環(huán)層上形成覆蓋犧牲層；刻蝕覆蓋犧牲層、覆蓋環(huán)層、和基底介電層以在其中形成多個(gè)開(kāi)口；在覆蓋犧牲層中、覆蓋環(huán)層中、和基底介電層中的每個(gè)開(kāi)口內(nèi)形成該多個(gè)容器式電容器底板中的一個(gè)；刻蝕犧牲層以暴露每個(gè)容器式電容器底板的上側(cè)壁并暴露所述環(huán)層；以及在刻蝕犧牲層之后，通過(guò)環(huán)中的開(kāi)口對(duì)基底介電層執(zhí)行刻蝕。
8.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在基底介電層內(nèi)形成該多個(gè)容器式電容器底板之前，刻蝕該基底介電層以在其中形成限定容器式電容器底板的多個(gè)開(kāi)口，并在其中形成限定多個(gè)溝的多個(gè)開(kāi)口，并且一個(gè)溝圍繞每個(gè)半導(dǎo)體管芯陣列；在該多個(gè)限定容器式電容器底板的開(kāi)口中和限定該多個(gè)溝的開(kāi)口中形成容器式電容器底板層；以及在通過(guò)環(huán)中的開(kāi)口刻蝕基底介電層期間，使用限定該多個(gè)溝的開(kāi)口中的容器式電容器底板層作為刻蝕停止層來(lái)保護(hù)半導(dǎo)體管芯的周邊。
9.一種用于形成半導(dǎo)體器件的方法，包括在半導(dǎo)體晶片襯底組件上方形成圖形化的基底介電層；在該圖形化的基底介電層上方形成支撐層；在該支撐層上方形成犧牲層；除去犧牲層、支撐層、和圖形化的基底介電層的一部分以形成由犧牲層、支撐層、和圖形化的基底介電層所限定的凹進(jìn)；在該凹進(jìn)內(nèi)形成電容器底板，該底板接觸犧牲層、支撐層、和圖形化的基底介電層；在形成電容器底板之后，除去犧牲層以使底板的一部分從支撐層突出；沿底板的突出部分形成掩蔽隔離物；使用該掩蔽隔離物作為掩?？涛g支撐層以在該支撐層中形成開(kāi)口；以及通過(guò)支撐層中的開(kāi)口刻蝕基底介電層，其中在通過(guò)支撐層中的開(kāi)口刻蝕基底介電層之后，剩余至少一部分支撐層。
10.權(quán)利要求9的方法，進(jìn)一步包括形成至少第一、第二、和第三電容器底板，使得在截面上，第一和第二電容器底板之間的第一距離大于第二和第三電容器底板之間的第二距離；除去犧牲層以使第一、第二、和第三底板的一部分從支撐層中突出；在第一和第二電容器底板之間以及在第二和第三電容器底板之間形成掩蔽隔離物層，使得該掩蔽隔離物層跨接在第一和第二電容器底板之間并跨接在第二和第三電容器底板之間；以及對(duì)該掩蔽隔離物層執(zhí)行各向異性刻蝕以沿所述底板的突出部分形成掩蔽隔離物，使得，在該各向異性刻蝕之后，掩蔽隔離物層在截面上不跨接在第一和第二電容器底板之間而跨接在第二和第三電容器底板之間。
11.權(quán)利要求9的方法，進(jìn)一步包括形成與由犧牲層、支撐層、和圖形化的基底介電層所限定的凹進(jìn)共形的電容器底板，使得該電容器底板中具有凹進(jìn)。
12.權(quán)利要求9的方法，進(jìn)一步包括形成電容器底板層以完全填充由犧牲層、支撐層、和圖形化的基底介電層所限定的凹進(jìn)，并覆蓋犧牲層的水平表面；以及將電容器底板和犧牲層平坦化以將電容器底板層從犧牲層的水平表面除去，并形成電容器底板。
13.一種工藝過(guò)程中的半導(dǎo)體器件，包括多個(gè)容器式電容器底板，且每個(gè)板包括底部和每個(gè)都具有一高度的第一和第二截面的垂直定向側(cè)，且每側(cè)沿其高度的大部分沒(méi)有被支撐；具有底表面和頂表面的支撐層，其中該支撐層接觸該多個(gè)底板中的每一個(gè)容器式電容器底板，并且其中該支撐層的頂和底表面通常不與任何其它層接觸。
14.權(quán)利要求13的工藝過(guò)程中的半導(dǎo)體器件，其中支撐層是從包括二氧化硅、硼磷硅酸鹽玻璃、和原硅酸四乙酯的組中選擇的材料。
15.權(quán)利要求13的工藝過(guò)程中的半導(dǎo)體器件，其中該多個(gè)容器式電容器底板包括第一、第二、和第三容器式電容器底板，并且該工藝過(guò)程中的半導(dǎo)體器件進(jìn)一步包括在截面上相隔第一距離的第一和第二電容器底板；在截面上相隔小于第一距離的第二距離的第二和第三電容器底板；以及支撐層，其在截面上跨接在第二和第三電容器底板之間而不跨接在第一和第二電容器底板之間。
16.權(quán)利要求13的工藝過(guò)程中的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括包括該多個(gè)容器式電容器底板的陣列區(qū)域和周邊區(qū)域；以及在該周邊區(qū)域和該陣列區(qū)域之間的溝，具有面向周邊區(qū)域的第一側(cè)和面向陣列區(qū)域的第二側(cè)，其中第二側(cè)是暴露的而第一側(cè)不暴露。
17.一種半導(dǎo)體器件，包括向上延伸的容器形底部電極，其中該底部電極具有內(nèi)表面、外表面、頂部區(qū)域和底部區(qū)域；從該下電極的外表面的頂部區(qū)域水平延伸的橫向支撐結(jié)構(gòu)；覆蓋內(nèi)和外表面的基本區(qū)域的介電層；以及頂部電極，其在至少一部分介電層上方以允許該頂部電極與內(nèi)和外表面兩者的基本區(qū)域之間的電容性耦接。
18.權(quán)利要求17的半導(dǎo)體器件，其中橫向支撐結(jié)構(gòu)包括氮化硅。
19.權(quán)利要求17的半導(dǎo)體器件，其中橫向支撐結(jié)構(gòu)包括圍繞底部電極的環(huán)形圈。
20.權(quán)利要求19的半導(dǎo)體器件，其中所述底部電極是第一底部電極，并且該半導(dǎo)體器件進(jìn)一步包括物理地耦接到與第一底部電極橫向隔開(kāi)的第二向上延伸的容器形底部電極的環(huán)形圈橫向支撐結(jié)構(gòu)。
21.電容器存儲(chǔ)單元對(duì)，包括第一和第二向上延伸的垂直定向的底部電極，其中該底部電極中的每一個(gè)具有外表面、頂部區(qū)域和底部區(qū)域，并且該第一和第二底部電極被橫向隔開(kāi)；從第一底部電極的外表面的頂部區(qū)域水平延伸到第二底部電極的外表面的頂部區(qū)域的橫向支撐結(jié)構(gòu)；覆蓋第一和第二底部電極的外表面的大部分的介電層；以及公共頂部電極，其在至少一部分介電層上方以允許該頂部電極與第一和第二底部電極的兩個(gè)外表面的大部分之間的電容性耦接。
22.權(quán)利要求21的電容器存儲(chǔ)單元對(duì)，其中第一和第二下電極中的每一個(gè)限定具有內(nèi)表面的容器；介電層覆蓋第一和第二底部電極的內(nèi)表面的大部分；且在至少一部分介電層上方的頂部電極允許該頂部電極與第一和第二底部電極的兩個(gè)內(nèi)表面的大部分之間的電容性耦接。
全文摘要
一種形成用于半導(dǎo)體器件的雙側(cè)電容器的方法包括形成在晶片加工期間支撐電容器底板(110)的介電結(jié)構(gòu)(86)。該結(jié)構(gòu)特別有助于在除去基底介電層(84)以暴露底板外部以便形成雙側(cè)電容器期間支撐底板。該支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)一步在單元介電層(200)、電容器頂板(202)、和最后的支撐電介質(zhì)(204)形成期間支撐底板。還描述了發(fā)明結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1879211SQ200480032909
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2004年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者M·H·曼寧 申請(qǐng)人:微米技術(shù)有限公司