專利名稱：防位線氧化的半導體存儲器件制造方法及半導體存儲器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體器件制造方法和半導體存儲器件，尤其是涉及防止位線氧化的半導體存儲器件制造方法及半導體存儲器件。
在制造動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)時，為提高器件的運行速度，通常由通過淀積摻雜多晶硅和低阻硅化物而得到的多硅化物(polycide)結(jié)構(gòu)形成位線。


圖1是用于說明制造通常的DRAM的方法的剖視圖。
參見圖1，其中晶體管(未示出)是采用通常的方式在半導體襯底100上形成的，此襯底100由場氧化層12分成為有源區(qū)(未示出)和場區(qū)(未示出)。其次，在所得到的結(jié)構(gòu)上淀積多晶硅并圖形化，從而形成用于將存儲電極連接到半導體襯底100的有源區(qū)(源區(qū))的焊盤14。形成焊盤之后，在所得到的結(jié)構(gòu)上淀積絕緣材料并平面化，從而形成用于使晶體管與另一導電層絕緣的第一絕緣層16。為了便于平面化，第一絕緣層16可以由流體絕緣層形成，比如硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)或非摻雜硅酸鹽玻璃(USG)。
其后，采用通常的方法形成位線接觸(未示出)及位線18和20，然后在所得到的結(jié)構(gòu)上形成一平面化的第二絕緣層22。位線的形成是借助在第一絕緣層16上淀積一摻雜多晶硅層18和一硅化物層20，并且采用與形成第一絕緣層16類似的方式形成第二絕緣層22。之后，在所得到的結(jié)構(gòu)上順次淀積一氮化層24和一氧化層26。
其后，利用光刻法對氧化層26、氮化層24、第二絕緣層22和第一絕緣層16進行各向異性腐蝕以形成接觸孔而使焊盤14暴露。在所得到的具有接觸孔的結(jié)構(gòu)的表面上淀積一氮化層以便在接觸孔的側(cè)壁上形成一隔層28。隔層28有助于防止位線受到通過接觸孔的側(cè)壁擴散而來的氧的氧化作用。
其后，在所得到的結(jié)構(gòu)上淀積一多晶硅層并通過光刻形成圖形以便形成存儲電極30。采用通常的方法在存儲電極30上形成介質(zhì)層32和板形電極34。為提高電容器特性，介質(zhì)層32可以在通過淀積氮化層和形成熱氧化層而得到的NO結(jié)構(gòu)上形成。氮化層一般是通過化學汽相淀積(CVD)法形成，而氧化層是通過熱氧化法形成。也可以使用其他類型的介質(zhì)，比如氧化物-氮化物-氧化物(ONO)。
隨著半導體存儲器件集成度的提高，在形成存儲電極30的光刻過程中可能出現(xiàn)套刻失準。圖2示出這種套刻失準例的剖視圖。在圖2中，如果在存儲電極30的腐蝕掩模和接觸孔之間出現(xiàn)套刻失準，則在利用腐蝕圖形化存儲電極30時在氮化層隔層28上可能出現(xiàn)過蝕。于是第二絕緣層22在接觸孔的側(cè)壁上暴露。如果第二絕緣層22暴露，則在其后的步驟中形成介質(zhì)層32時在暴露的第二絕緣層22上淀積的氮化層較在其他層上的為薄。這一現(xiàn)象是由氮化層的淀積速率隨底層的構(gòu)成而改變所造成的。
圖3示出晶片底層和BPSG底層兩種情況下氮化層的淀積特性。在圖3中，“A”代表在裸晶片上氮化層的淀積厚度，而“B”代表在BPSG層上氮化層的淀積厚度。如曲線所示，在淀積時間為50分鐘時，在裸晶片上淀積的氮化層的厚度大約為50埃，而在BPSG層上氮化層的淀積厚度只有37埃。因此，如圖2所示，第二絕緣層22對氧的擴散敏感，因為在熱氧化過程中在介質(zhì)層34中形成氧化物時所用的氧可能進入到第二絕緣層22上氮化物淀積較薄的部分。位線18和20可能受到氧化，從而改變其電特性。所造成的位線的電阻增大會導致存儲器件不能工作或工作不穩(wěn)定。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種能防止位線氧化的半導體存儲器件的制造方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有能防止位線氧化的結(jié)構(gòu)的半導體存儲器件。
為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供了一種包含在半導體襯底上形成第一絕緣層的步驟的半導體存儲器件的制造方法。與半導體襯底連接的位線在第一絕緣層上形成。然后，在所得到的結(jié)構(gòu)上形成氧化阻擋層。第二絕緣層在氧化阻擋層上形成，并且形成暴露半導體襯底一部分區(qū)域的接觸孔。通過此接觸孔形成與半導體襯底一部分區(qū)域連接的存儲電極。在存儲電極上順次形成介質(zhì)層和板形電極。
位線可以通過順次淀積和圖形化多晶硅和硅化物而形成，位線也可以由其他合適的導體形成。
氧化阻擋層可由氮化層形成，并且厚度最好是約為1000?；蛞韵?。氮化層可利用低壓化學汽相淀積(LPCVD)工藝、快速熱氮化(RTN)工藝或其他氮化層形成工藝而形成。LPCVD工藝可在溫度約為500～700℃和壓力約為1乇或更低的條件下利用二氯甲硅烷(SiH2Cl2)和氨(NH3)的混合氣作為反應氣體進行。RTN工藝最好是在溫度約為800～1000℃和大氣壓力或更低的條件下利用氨(NH3)作為反應氣體進行。
氧化阻擋層可以通過利用含氮氣體對所得到的包含位線的結(jié)構(gòu)的表面進行氮化而形成。氨(NH3)或類似的氣體可用作含氮氣體，并且也可以采用等離子體法、熱退火法或快速熱處理(RTP)。
形成的氧化阻擋層在側(cè)壁和位線的頂部可以比在第二絕緣層表面上的厚一些。
形成介質(zhì)層的步驟包括在存儲電極上淀積氮化層和在濕氧化氣氛中對具有氮化層的半導體襯底進行氧化。濕氧化最好是在大約700～900℃溫度下進行。
在形成存儲電極之前可在接觸孔的側(cè)壁上形成隔層。
根據(jù)本發(fā)明的另一種方式，提供了一種包含在半導體襯底上形成第一絕緣層的步驟的半導體存儲器件的制造方法。位線在第一絕緣層上形成。第二絕緣層在所形成的包含位線的結(jié)構(gòu)上形成，并且形成暴露半導體襯底一部分區(qū)域的接觸孔。在接觸孔的側(cè)壁上形成由氮化層和氧化層組成的雙隔層。通過接觸孔形成與半導體襯底的該部分區(qū)域連接的存儲電極，并且在此存儲電極上順次形成介質(zhì)層和板形電極。
位線可通過順次淀積和圖形化多晶硅和硅化物形成。
雙隔層用的氧化層可由高溫氧化物(HTO)層或非摻雜硅酸鹽玻璃(USG)層組成。所形成的用于雙隔層的氮化層和氧化層的厚度最好都約為100～300埃。
介質(zhì)層形成的步驟包括在所得到的具有存儲電極的結(jié)構(gòu)上淀積一氮化層的步驟和在溫氧化氣氛中使氮化層氧化的步驟。濕氧化最好是在大約700～900℃的溫度下進行。
根據(jù)本發(fā)明的又一種方式，提供了一種包含在半導體襯底上形成第一絕緣層的步驟的半導體存儲器件的制造方法。位線在第一絕緣層上形成，并在所得到的結(jié)構(gòu)上形成第二絕緣層。形成暴露半導體襯底一部分區(qū)域的接觸孔。通過此接觸孔形成與半導體襯底一部分區(qū)域連接的存儲電極。在包含此存儲電極的結(jié)構(gòu)的表面上形成氧化阻擋層。在所得到的結(jié)構(gòu)上順次形成介質(zhì)層和板形電極。
位線可以通過順次淀積和圖形化多晶硅和硅化物而形成，氧化阻擋層可以通過利用含氮氣體對所得到的包含存儲電極的結(jié)構(gòu)的表面進行氮化而形成。氨(NH3)或類似的氣體可用作含氮氣體。另外，也可以采用等離子體法、熱退火法或快速熱處理(RTP)或類似的工藝來進行氮化處理。
介質(zhì)層形成的步驟包括在所得到的具有存儲電極的結(jié)構(gòu)上淀積一氮化層的步驟和在濕氧化氣氛中使氮化層氧化的步驟。濕氧化最好是在大約700～900℃的溫度下進行。
在形成存儲電極之前可在接觸孔的側(cè)壁上形成隔層。
根據(jù)本發(fā)明的再一種方式，在半導體襯底上形成第一絕緣層。與半導體襯底的第一有源區(qū)連接的位線在第一絕緣層上形成。形成氧化阻擋層以包圍位線，并且所形成的氧化阻擋層在側(cè)壁和位線的頂部要比在第一絕緣層表面上的厚一些。為覆蓋氧化阻擋層而形成第二絕緣層。對第二絕緣層、氧化阻擋層和第一絕緣層進行腐蝕形成接觸孔，通過此接觸孔形成與半導體襯底的第二有源區(qū)相連接的存儲電極，并且順次形成覆蓋存儲電極的介質(zhì)層和覆蓋介質(zhì)層的板形電極。
氧化阻擋層最好是由氮化層形成，而其厚度最好是小于1000埃。
還可以在接觸孔的內(nèi)側(cè)壁上形成隔層，并且介質(zhì)層最好是一個由氮化層和氧化層組成的雙層。
根據(jù)本發(fā)明，即或在存儲電極圖形化中出現(xiàn)套刻失準時，也可以防止位線在介質(zhì)層形成過程中受到氧化，也即氧化阻擋層是用于使位線的初始導電率保持不變。另外，這一過程使其后的介質(zhì)層的形成易于進行。
本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點通過參考下面的附圖對各實施方式的詳細描述可以變得很清楚。
圖1是用于對通常的DRAM的形成方法進行說明的沿字線方向的剖視圖。
圖2示出的是在形成存儲電極時在光刻過程中出現(xiàn)套刻失準情況的剖視圖。
圖3示出的是氮化層的淀積特性與底層構(gòu)造的依賴關系。
圖4至圖7是用來說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的半導體存儲器件的形成方法的剖視圖。
圖8是用來說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的半導體存儲器件的形成方法的剖視圖。
圖9和圖10是用來說明根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的半導體存儲器件的形成方法的剖視圖。
圖11是用來說明根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的半導體存儲器件的形成方法的剖視圖。
圖12是用來說明根據(jù)本發(fā)明的第五實施方式的半導體存儲器件的形成方法的剖視圖。
圖13示出的是比較淀積在BPSG層上的氮化層的厚度與在淀積氮化層之前所采用的表面處理之間的依賴關系的曲線圖。實施方式1圖4至圖7是用來說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的半導體存儲器件的形成方法的剖視圖。
圖4示出形成晶體管(未示出)、焊盤42、和位線46和48的步驟。場氧化層40將半導體襯底200分成為各個有源區(qū)(未示出)。場氧化物采用通常的隔離技術形成。之后，在半導體襯底200的有源區(qū)中形成具有柵、源和漏(未示出)的晶體管(未示出)。此半導體襯底通常是多晶硅，雖然它也可以由其他半導體材料形成。然后在所得到的具有該晶體管的結(jié)構(gòu)上淀積多晶硅并圖形化，從而形成與晶體管的源(未示出)相連接的焊盤42。在所得到的結(jié)構(gòu)上淀積一絕緣層并平面化，從而形成用來使晶體管與其他導電層絕緣的第一絕緣層44。為便于平面化，第一絕緣層44可以由硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)層、非摻雜硅酸鹽玻璃(USG)層或其他的合適的絕緣材料形成。
其次，對第一絕緣層44進行部分腐蝕以形成暴露晶體管的漏(未示出)的接觸孔(未示出)。在所得到的結(jié)構(gòu)上順次形成摻雜多晶硅層和硅化物層并圖形化，從而形成通過接觸孔(未示出)與晶體管的漏相連接的位線46和48。
圖5示出形成用于防止位線46和48氧化的氧化阻擋層50的步驟。在所得到的由第一絕緣層44和位線46和48組成的結(jié)構(gòu)的整個表面上淀積防止氧化的絕緣材料，比如氮化層，從而形成氧化阻擋層50。氧化阻擋層50用于防止位線46和48在其后的與形成用于電容器的介質(zhì)層相關聯(lián)的氧化工藝中受到氧化。在此實施方式中，所形成的氧化阻擋層50的厚度最好是足以防止位線46和48氧化，比如厚度為1000埃或以下。
圖6示出形成接觸孔58和形成隔層60的步驟。在所得到的具有氧化阻擋層50的結(jié)構(gòu)的整個表面上淀積一層容易平面化的絕緣層，比如BPSG或USG層，之后使之流動，從而形成第二絕緣層52。第二絕緣層52不僅使位線46和48與其他導電層絕緣，而且也使由于位線46和48的高度而出現(xiàn)的臺階平面化，從而便于其后的工藝的進行。之后，在所得到的結(jié)構(gòu)上順次淀積一厚度大約為500埃的氮化層54和厚度大約為2000埃的氧化層56。
其后利用光刻順次對氧化層56、氮化層54、第二絕緣層52、氧化阻擋層50和第一絕緣層44進行各向異性腐蝕，從而形成接觸孔58用來將存儲電極與焊盤42連接。之后，在所得到的結(jié)構(gòu)上淀積厚度為500?；?00埃以下的氮化層并對之進行各向異性腐蝕，從而在接觸孔58的內(nèi)側(cè)壁上形成隔層60。隔層60系用于防止位線46和48從接觸孔58的側(cè)壁氧化。
圖7示出形成由存儲電極62、介質(zhì)層64和板形電極66所組成的電容器的步驟。在所得到的具有隔層60的結(jié)構(gòu)的整個表面上淀積一厚度預先確定的摻雜多晶硅層并隨之進行各向異性腐蝕以形成與焊盤42連接的存儲電極62。之后，形成用于電容器的介質(zhì)層64。為形成介質(zhì)層64，首先在所得到的具有存儲電極62的結(jié)構(gòu)的整個表面上淀積一薄氮化層。此時，如果在接觸孔側(cè)壁上的第二絕緣層52由于在光刻過程中用于圖形化存儲電極62和接觸孔58的掩模之間套刻失準而暴露，則在第二絕緣層52暴露的部位上氮化層的淀積厚度比淀積在其他結(jié)構(gòu)上的氮化層的厚度為薄。其后，氮化物介質(zhì)層在濕氧化氣氛中在大約700～900℃的高溫下氧化，從而在氮化層上形成一氧化層。在通常的存儲器件中，位線46和48會受到通過第一絕緣層上在氧化步驟中作為介質(zhì)層而淀積的氮化層較薄的部位擴散來的氧(O2)而氧化。然而，根據(jù)本發(fā)明，位線46和48可受到保護而不會被氧化，因為它們受到氧化阻擋層50的包圍。最后，在所得到的具有介質(zhì)層64的結(jié)構(gòu)上淀積一摻雜多晶硅層并圖形化，從而形成板形電極66。實施方式2圖8是用來說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的半導體存儲器件的形成方法的剖視圖。其中與圖7相同的元件采用同一標號。
可以防止位線氧化的方法是在形成位線之后在形成絕緣層之前淀積一氮化物薄層(大約70埃)用來作為氧擴散阻擋層，并且在其上淀積絕緣層。但是，這一方法可能造成對其后工藝(即形成連接存儲電極和半導體襯底的接觸孔的工藝)中的自對準接觸(SAC)工藝的妨礙。在SAC工藝的情況下，腐蝕劑對絕緣層和氮化層必須有高選擇性。這樣，即或氮化物薄到70埃，氮化層也容易使腐蝕停止或在接觸孔的頂部生成框或臺。在SAC工藝以外的工藝情況下，按照高集成度器件來看，接觸孔的深寬比加大。這樣，廣泛采用具有高腐蝕速率的裝置，如高密度等離子體裝置。由于在這種情況下對氮化層的選擇性也高，接觸孔開得可能不完全，這很容易導致失效。
為解決這一問題，在本實施方式中，為了使下面的形成用來連接存儲電極和半導體襯底的接觸孔的工藝易于進行，用于防止位線46和48氧化的氧化阻擋層50，比如氮化層，的淀積應當是使氮化層在側(cè)壁上和位線頂部淀積較厚，而在第一絕緣層44上淀積較薄。如果是利用LPCVD方法或RTN方法淀積氮化層用來作為氧化阻擋層50，氮化層的層生長初始速率可能會因位線和絕緣層的物理性質(zhì)不同而有差異。換言之，在氮化層在由硅化物和多晶硅構(gòu)成的位線上淀積達到所要求的厚度之后，在由BPSG或USG構(gòu)成的第一絕緣層44上淀積的氮化層較薄。其原因是因為在BPSG層上難以作到氮化層的初始成核。例如，當位線上所淀積的氮化層的厚度達到大約50埃時，在BPSG層上淀積的氮化層的厚度為大約10～20埃。
按照上述方法，即或在存儲電極圖形化時出現(xiàn)套刻失準，而這會導致用作介質(zhì)層64的氮化層淀積很薄，由于位線46和48為氧化阻擋層50所包圍，可以有效地防止位線氧化。另外，由于氧化阻擋層50在第一絕緣層44上的淀積較薄，其后的用于連接存儲電極62和焊盤42的接觸孔的形成步驟易于進行。
如果應用LPCVD方法，氧化阻擋層50的淀積最好是在溫度為900±100℃和壓力約為1乇或更低的條件下采用二氯甲硅烷(SiH2Cl2)和氨(NH3)的混合氣作為反應氣體進行。如果應用RTN方法，氧化阻擋層的淀積最好是在溫度為900±100℃時并利用氨(NH3)作為反應氣體進行，而且最好是在大氣壓力或低于大氣壓力下進行淀積。實施方式3圖9和圖10是用來說明根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的半導體存儲器件的形成方法的剖視圖。
參見圖9，與實施方式1中相同的步驟一直進行到連接存儲電極和焊盤42的接觸孔形成為止，只不過不形成第一實施方式中的氧化阻擋層50(見圖7)。之后，在所得到的具有接觸孔的結(jié)構(gòu)的整個表面上順次淀積一氮化層60和氧化層75。氧化層75可以是高溫氧化物(HTO)層或非摻雜硅酸鹽玻璃(USG)層。之后，對氮化層60和氧化層75進行各向異性腐蝕，從而在接觸孔的側(cè)壁上形成由氮化層60和氧化層75組成的雙隔層。
參見圖10，在所得到的具有雙隔層的結(jié)構(gòu)上順次形成一與焊盤42連接的存儲電極62、一介質(zhì)層64和一板形電極66。在淀積了摻雜多晶硅層之后進行光刻以形成存儲電極62的過程中，如圖10所示，由于套刻失準接觸孔可能會有一部分暴露。但是，由于在接觸孔的側(cè)壁上形成的是雙隔層，即或在存儲電極62圖形化過程中發(fā)生過蝕，由氮化層60所形成的隔層的大部分仍然會保存下來。這也就是說第二絕緣層52的表面不會由于過蝕而暴露。于是，可以防止位線46和48受到氧化，因為氮化層60形成了一個阻止氧擴散進入第二絕緣層52的勢壘。
在此實施方式中，為防止位線氧化，在第二絕緣層52的表面上必須留有至少50埃厚的氮化物隔層60。換言之，即或由于在存儲電極62和接觸孔之間發(fā)生套刻失準而使氮化層受到來自接觸孔頂部內(nèi)側(cè)壁方面的腐蝕，則如果保存下來的氮化層的厚度大于50埃，就可以防止位線氧化。因此，用于隔層的氮化層60和氧化層75的厚度最好每一個都是大約100～300埃。實施方式4圖11是用來說明根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的半導體存儲器件的形成方法的剖視圖。其中與第一實施方式中相同的元件采用同一標號。
參見圖11，與實施方式1中相同的步驟一直進行到位線46和48形成為止。之后，利用含氮氣體對所得到的具有第一絕緣層44和位線46和48的結(jié)構(gòu)的表面進行氮化。結(jié)果，如圖所示，在所得到的此結(jié)構(gòu)的表面上形成一薄氮化層80。因此，可以得到與第一實施方式和第二實施方式相同的效果。
另外，因為通過氮化所形成的氮化層80很薄，為30～50埃，所以在腐蝕接觸孔時在接觸孔的側(cè)壁上不會形成氮化物框或臺。
對所得到的具有位線46和48的結(jié)構(gòu)的表面可以利用等離子體方法、熱退火法、RTP或類似的工藝進行處理。可以使用含氮氣體，如氨(NH3)氣，作為反應氣體。等離子體法最好是在200～400℃的溫度下進行1分鐘以上。熱退火法最好是在800～900℃的溫度下進行30分鐘以上。RTP最好是在800～1000℃的溫度下進行1分鐘以上。為得到所需的氮化結(jié)果，上述工藝的溫度和時間可以改變。實施方式5圖12是用來說明根據(jù)本發(fā)明的第五實施方式的半導體存儲器件的形成方法的剖視圖。其中與第一實施方式中相同的元件采用同一標號。
參見圖12，與實施方式1中相同的步驟一直進行到存儲電極62形成為止，只不過不形成第一實施方式中的氧化阻擋層50。在此實施方式中，如果在存儲電極62圖形化時出現(xiàn)套刻失準，接觸孔頂部的第二絕緣層52的表面會暴露。但是，所得到的具有此存儲電極62的結(jié)構(gòu)的表面是經(jīng)過采用與第四實施方式中同樣的方法利用含氮氣體進行過氮化的。結(jié)果，與第四實施方式相同，在所得到的結(jié)構(gòu)的表面上形成具有厚度大約為30～50埃的薄氮化層。之后，形成介質(zhì)層64和板形電極66。
與第四實施方式相同，對所得到的結(jié)構(gòu)的表面可以利用等離子體方法、熱退火法、RTP或類似的工藝進行處理?？梢允褂煤獨怏w，如氨(NH3)氣，作為反應氣體。
在形成存儲電極62之后對所得到的結(jié)構(gòu)的表面進行氮化時，暴露的第二絕緣層52的表面也會受到氮化。因此，由于用作介質(zhì)層64的氮化層是在形成介質(zhì)層的步驟中在氮化的底層上形成，所以所形成的介質(zhì)層可以較厚，而不必取決于不同底層的各自特性。因此，用作介質(zhì)層的氮化層在第二絕緣層52的表面上的淀積厚度可以與在存儲電極62的表面上的厚度相同或更厚。因此，就可以防止在其后形成介質(zhì)中的氧化層時由于擴散氧造成的位線氧化。示例圖13示出的是比較在BPSG層的表面受到氮化處理之前和之后淀積在BPSG層上的氮化層的厚度的曲線圖。氮化的目的是為了消除氮化層對底層成分的依賴關系。
在圖13中，①代表省略表面處理的情況，②代表利用氣體氨(NH3)在溫度為400℃時實行等離子體工藝240秒時的情況，③代表在溫度為800℃時實行RTN工藝90秒時的情況，④代表在溫度為1000℃時實行RTN工藝90秒時的情況和⑤代表利用氣體氨(NH3)在溫度為820℃時實行熱退火工藝60分鐘時的情況。
由圖13可見，氮化層在表面經(jīng)過處理時的淀積厚度比在省略表面處理時的淀積厚度要厚。因此，對存儲電板結(jié)構(gòu)的表面進行氮化的表面處理可消除介質(zhì)層64中的氮化層的厚度與底層的依賴關系，所以在暴露的第二絕緣層(圖12中的52)的表面上淀積的氮化層的厚度可以與存儲電極(圖12中的62)的表面上淀積的厚度相同或更厚。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的制造半導體存儲器件的方法中，在形成位線或存儲電極之后，在所得到的結(jié)構(gòu)上形成一氧化阻擋層。另一種方式是可在接觸孔的側(cè)壁上形成雙隔層。因此，即或在存儲電極圖形化時出現(xiàn)套刻失準，也可防止位線在形成介質(zhì)層時受到通過接觸孔的側(cè)壁擴散而來的氧的氧化作用。尤其是，通過對形成位線或存儲電極之后所得到的結(jié)構(gòu)表面進行氮化可以防止位線受到氧化。
雖然本發(fā)明已經(jīng)通過示例性的實施方式詳細說明，但本發(fā)明并不限于上述實施方式。熟練的技術人員可以在本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)進行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種半導體存儲器件的制造方法，包括如下步驟在半導體襯底上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成多個位線；在位線和第一絕緣層的基本上是整個表面上形成氧化阻擋層；在氧化阻擋層上形成第二絕緣層；通過對第二絕緣層、氧化阻擋層和第一絕緣層圖形化形成使半導體襯底的一部分區(qū)域暴露的接觸孔；通過接觸孔形成連接到半導體襯底的該部分區(qū)域的存儲電極；和在存儲電極上順次形成介質(zhì)層和板形電極。
2.權(quán)利要求1的方法，其中氧化阻擋層是氮化層。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所形成的氮化層的厚度等于或小于大約1000埃。
4.權(quán)利要求1的方法，其中每個位線具有側(cè)壁和頂部，并且在位線側(cè)壁和頂部形成的氧化阻擋層的厚度比在第二絕緣層上的厚。
5.權(quán)利要求2的方法，其中氮化層是通過低壓化學汽相淀積(LPCVD)工藝形成。
6.權(quán)利要求5的方法，其中LPCVD工藝是在溫度約為800～1000℃和壓力約為1乇或更低的條件下利用二氯甲硅烷(SiH2Cl2)和氨(NH3)的混合氣作為反應氣體進行。
7.權(quán)利要求2的方法，其中氮化層是通過快速熱氮化(RTN)工藝形成。
8.權(quán)利要求7的方法，其中RTN工藝是在溫度約為800～1000℃和大氣壓力或更低壓力的條件下利用氨(NH3)氣作為反應氣體進行。
9.權(quán)利要求1的方法，其中氧化阻擋層的形成是通過使位線的表面和第一絕緣層氮化而進行。
10.權(quán)利要求9的方法，其中氮化步驟是通過等離子體工藝利用氣體氨(NH3)進行。
11.權(quán)利要求10的方法，其中等離子體工藝是在溫度大約為200～400℃時進行大約1分鐘以上。
12.權(quán)利要求9的方法，其中氮化步驟是通過熱退火工藝進行。
13.權(quán)利要求12的方法，其中熱退火工藝是在溫度大約為800～900℃時進行大約30分鐘以上。
14.權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二絕緣層是硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)或非摻雜硅酸鹽玻璃(USG)。
15.權(quán)利要求1的方法，其中氮化層和氧化層是在形成接觸孔步驟之前在第二絕緣層上順次形成。
16.一種半導體存儲器件的制造方法，包括如下步驟在半導體襯底上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成多個位線；在位線和第一絕緣層上形成第二絕緣層；通過對第二絕緣層和第一絕緣層圖形化形成使半導體襯底的一部分區(qū)域暴露的接觸孔，其中的接觸孔具有側(cè)壁；通過在接觸孔的側(cè)壁上形成氮化物隔層和之后在氮化物隔層上形成氧化物隔層而形成雙隔層；通過接觸孔形成連接到半導體襯底的該部分區(qū)域的存儲電極；和在存儲電極上順次形成介質(zhì)層和板形電極。
17.權(quán)利要求16的方法，其中雙隔層中的氮化物隔層和氧化物隔層的厚度每一個都大約為100～300埃。
18.權(quán)利要求17的方法，其中用于雙隔層的氧化物隔層是由高溫氧化物(HTO)層或非摻雜硅酸鹽玻璃(USG)層形成。
19.權(quán)利要求16的方法，其中第一和第二絕緣層是硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)或非摻雜硅酸鹽玻璃(USG)。
20.權(quán)利要求16的方法，其中氮化層和氧化層是在形成接觸孔步驟之前在第二絕緣層上順次形成。
21.一種半導體存儲器件的制造方法；包括如下步驟在半導體襯底上形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成多個位線；在位線和第一絕緣層上形成第二絕緣層；通過對第二絕緣層和第一絕緣層圖形化形成使半導體襯底的一部分區(qū)域暴露的接觸孔；通過接觸孔形成連接到半導體襯底的該部分區(qū)域的存儲電極；在存儲電極上形成氧化阻擋層；和在氧化阻擋層上順次形成介質(zhì)層和板形電極。
22.權(quán)利要求21的方法，其中形成氧化阻擋層的步驟是在形成介質(zhì)層和板形電極之前通過對存儲電極表面和鄰接的襯底表面進行氮化而進行。
23.權(quán)利要求22的方法，其中氮化步驟是通過等離子體工藝利用氣體氨(NH3)進行。
24.權(quán)利要求23的方法，其中等離子體工藝是在溫度大約為400℃時進行大約4分鐘。
25.權(quán)利要求22的方法，其中氮化步驟是通過熱退火工藝進行。
26.權(quán)利要求25的方法，其中熱退火工藝是在溫度大約為800～900℃時進行大約60分鐘。
27.權(quán)利要求22的方法，其中氮化步驟是通過快速熱氮化工藝進成。
28.權(quán)利要求27的方法，其中快速熱氮化工藝是在溫度約為800～1000℃的條件下進行大約90秒。
29.權(quán)利要求22的方法，其中接觸孔具有側(cè)壁，并且其中形成存儲電極的步驟之前是在接觸孔的側(cè)壁上形成隔層的步驟。
30.權(quán)利要求29的方法，其中氮化步驟之前是為增加其后在第二絕緣層的暴露部分上形成的氧化阻擋層的厚度進行的表面處理步驟。
31.權(quán)利要求21的方法，其中第一和第二絕緣層是硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)或非摻雜硅酸鹽玻璃(USG)。
32.權(quán)利要求21的方法，其中氮化層和氧化層是在形成接觸孔步驟之前在第二絕緣層上順次形成。
33.一種半導體存儲器件，包括在半導體襯底上形成的第一絕緣層；在第一絕緣層上形成的與半導體襯底的第一有源區(qū)連接的位線；為包圍位線而形成的氧化阻擋層，其厚度在位線的側(cè)壁和頂部比在第一絕緣層的表面上為厚；覆蓋氧化阻擋層的第二絕緣層；通過對第二絕緣層、氧化阻擋層和第一絕緣層進行腐蝕而形成的接觸孔與半導體襯底的第二有源區(qū)連接的存儲電極；覆蓋存儲電極的介質(zhì)層；和覆蓋介質(zhì)層的板形電極。
34.權(quán)利要求33的半導體存儲器件，其中每個位線具有多晶硅和硅化物順次淀積的結(jié)構(gòu)。
35.權(quán)利要求33的半導體存儲器件，其中氧化阻擋層是氮化層。
36.權(quán)利要求35的半導體存儲器件，其中氧化阻擋層的厚度小于1000埃。
37.權(quán)利要求33的半導體存儲器件，其中第一絕緣層是硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)。
38.權(quán)利要求33的半導體存儲器件，還包括在接觸孔內(nèi)側(cè)壁上形成的隔層。
39.權(quán)利要求33的半導體存儲器件，其中介質(zhì)層是由氮化層和氧化層組成的雙層。
全文摘要
一種可防止由于圖形化存儲電極時發(fā)生套刻失準而造成的位線氧化的半導體存儲器件制造方法和半導體存儲器件。在此方法中,在位線上或接觸孔中形成氧化阻擋層,如氮化層,以便阻止氧通過擴散進入位線結(jié)構(gòu)中,從而防止位線的氧化。
文檔編號H01L21/321GK1202003SQ98103740
公開日1998年12月16日 申請日期1998年2月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月10日
發(fā)明者樸泳雨, 盧俊鏞, 具本榮, 姜昌珍, 鄭澈, 南碩佑 申請人:三星電子株式會社