專利名稱：動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電容器制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的制造方法，特別是涉及一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Dynamic Random Access Memory-DRAM)的鰭狀溝槽結(jié)構(gòu)(Fin-trench-structure)電容器的制造方法。
增加DRAM集成電路的密度為現(xiàn)今DRAM制造的趨勢(shì)。然而，當(dāng)制造較高密度的DRAM單元時(shí)，在DRAM單元中可相對(duì)減少制造所需電容器的使用面積。為了保證維持可靠的標(biāo)準(zhǔn)下，可縮小電容器的面積，因此在電容器所占面積減少的情況下，保持每一個(gè)電容器的電容量不變是重要的。近來，曾有提出具有三維空間結(jié)構(gòu)的電容器，以增加存儲(chǔ)單元的電容量，此種電容器，包括雙層堆疊式(Double-stacked)電容器、鰭狀結(jié)構(gòu)(Fin-Structured)電容器、皇冠形電容器、展開堆疊式(Spread-stacked)電容器以及盒狀(Box)結(jié)構(gòu)電容器。
建立可以使制造成本降至最低，且提供最大的制造包容度以使生產(chǎn)效率達(dá)到最大的電容器制造方法，也是急需要解決的問題。在標(biāo)準(zhǔn)的電容器于位線下方(Capacitor Under Bit Line-CUB)的制作工藝中，形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸以與接著墊(LandingPad)相連。現(xiàn)有接著墊常在制造次微米以下的技術(shù)中，用以縮小存儲(chǔ)單元的體積，例如南韓的三星公司就是大規(guī)模的使用接著墊來完成DRAM單元中的電容器制造。在形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之后，進(jìn)行氧化硅-氮化硅-氧化硅(Oxide-Nitride-Oxide-ONO)的沉積，接著形成電容器的上電極。在此現(xiàn)有技術(shù)中，需要三次光致抗蝕劑掩模以完成DRAM電容器的制造，即是在形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)以及電容器上電極時(shí)，需要使用三次光致抗蝕劑掩模。然后，進(jìn)行電容器的平坦化制作工藝，接著，形成位線接觸窗以及位線。由于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的階梯高度落差大，其高度差約為4000埃到7000埃之間，因此要達(dá)到良好的平坦化效果是很困難的。
本發(fā)明的目的在于提供一種使用于電容器位于位線下方制作工藝中，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的鰭狀溝槽結(jié)構(gòu)電容器的制造方法。本發(fā)明的方法比現(xiàn)有技術(shù)減少一次光致抗蝕劑掩模的使用，并可免除當(dāng)增加電容器表面積所產(chǎn)生的電容器平坦化的問題，故本發(fā)明可以使制造成本降至最低，并可以提供最大的制造包容力以使生產(chǎn)效率提高到最大。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即提供一種在具有與源極/漏極區(qū)相接的接著墊的一基底上，形成動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的鰭狀溝槽結(jié)構(gòu)電容器的制造方法，該方法包括形成包括一頂部氧化層的交替氧化層與氮化物層的一多重物，其中該各氮化物層夾于該各氧化層之間；在該交替的氧化層與氮化物層的多重物中，形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗，該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗停止于該接著墊上；沿著該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗的側(cè)壁，剝除部分該氮化物層；在該頂部氧化層上方，形成一第一即時(shí)摻雜多晶硅層，且共形于該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗的側(cè)壁，并與該接著墊接觸；在該基底上方沉積一光致抗蝕劑層；剝除位于該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗之外的該光致抗蝕劑層；剝除位于該頂部氧化層上的部分該第一即時(shí)摻雜多晶硅層；剝除該光致抗蝕劑層；在該頂部氧化層上方形成一薄介電層，且共形于該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗的側(cè)壁上的該第一即時(shí)摻雜多晶硅層；以及在該薄介電層上方與該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗中，形成一第二即時(shí)摻雜多晶硅層。
為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下

圖1至圖3以及圖5至圖8為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的鰭狀溝槽結(jié)構(gòu)電容器的制造方法的流程剖視圖；圖4A與圖4B根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，用于形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗的光致抗蝕劑掩模俯視圖。
圖1至圖3以及圖5至圖8為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的鰭狀溝槽結(jié)構(gòu)電容器的制造方法流程剖視圖。本發(fā)明將搭配所附的圖形，加以詳細(xì)說明如下。本發(fā)明提供一鰭狀溝槽結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電容器的制造方法，利用本發(fā)明的制造方法可以減少所需使用的光致抗蝕劑掩模的數(shù)目，并可免除電容器平坦化的問題。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，首先提供一半導(dǎo)體基底100。此半導(dǎo)體基底可包括半導(dǎo)體晶片，且在此晶片內(nèi)已形成有主動(dòng)和非主動(dòng)元件，且多層覆蓋于此晶片上。因此，基底一名稱意味著在晶片中形成元件，且在晶片上方形成多層覆蓋。在此優(yōu)選實(shí)施例中，基底100包括漏極區(qū)102。在基底100上形成連接漏極區(qū)102的多晶硅接著墊104。其中形成基底100以及接著墊104的方法為熟習(xí)此技術(shù)者所熟知，因此不需在此多做討論。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D2，進(jìn)行氧化層106a、106b、106c以及氮化物層108的交替沉積步驟。在此優(yōu)選實(shí)施例中，底部氧化層106a與中間氧化層106b之間，以及中間氧化層106b與頂部氧化層106c之間，分別各以一層氮化物層108分隔開。其中，每一層氧化層的優(yōu)選厚度約為500埃到1500埃左右，而每一氮化物層108的優(yōu)選厚度約為1500埃到2500埃之間。傳統(tǒng)上氧化層106a、106b以及106c的形成方法包括低壓化學(xué)氣相沉積法(Low PressureChemical Vapor Deposition-LPCVD)，而氮化物層108的形成方法也為利用傳統(tǒng)方法，例如是以LPCVD。
繼續(xù)請(qǐng)參照?qǐng)D3，利用傳統(tǒng)的光刻制作工藝以及蝕刻制作工藝構(gòu)成開啟存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗110。在優(yōu)選的情況下，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗110定位于接著墊104的上方，例如，在頂部氧化層106c上沉積覆蓋一層光致抗蝕劑層112，構(gòu)成此光致抗蝕劑層112，并形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗110。圖4A以及圖4B為光致抗蝕劑掩模的俯視圖。在圖4A所顯示的實(shí)施例中，光致抗蝕劑掩模開啟一個(gè)大小為0.35～0.5μm乘以0.2～0.4μm的存儲(chǔ)接觸窗。而在圖4B所顯示的實(shí)施例中，光致抗蝕劑掩模開啟一個(gè)大小為0.2～0.4μm乘以0.2～0.4μm的存儲(chǔ)接觸窗。通常為避免對(duì)準(zhǔn)誤差(Misalignment)，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗110的優(yōu)選尺寸需小于接著墊104的尺寸。接著，進(jìn)行一次或多次各向異性蝕刻(Anisotropic Etching)步驟以蝕刻氧化層106a、106b、106c，以及氮化物層108，一直達(dá)到底部氧化層106a。然后，進(jìn)行較慢的氧化層蝕刻制作工藝，以控制蝕刻制作工藝停止于接著墊104上，如此一來，裸露出氧化層106a、106b、106c以及氮化物層108的側(cè)壁114。之后，利用傳統(tǒng)去光致抗蝕劑的方法剝除光致抗蝕劑層112。
然后，請(qǐng)參照?qǐng)D5，以熱磷酸溶液，通過側(cè)壁114蝕刻氮化物層108。沿側(cè)面方向除去的氮化物層108的優(yōu)選厚度約為500到3000埃左右。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D6，在頂部氧化層106c上與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗或溝槽110中，形成共形的第一即時(shí)(In-situ)摻雜多晶硅層116，此形成共形的第一即時(shí)摻雜多晶硅層116的方法包括傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積法。如同圖6中所繪示，此第一即時(shí)摻雜多晶硅層116并沒有完全填滿存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗110，且其厚度端由氮化物層108的厚度而定，且其優(yōu)選厚度約為250到750埃之間。第一即時(shí)摻雜多晶硅層116與接著墊104相連接，且可當(dāng)成電容器的下電極。雖然，在圖6中僅顯示兩層鰭狀結(jié)構(gòu)118，但是，可由此推測(cè)得知，在交替沉積多層的氧化層以及氮化物層后，也可得到多層的鰭狀結(jié)構(gòu)。
再接著，請(qǐng)參照?qǐng)D7，在第一即時(shí)摻雜多晶硅層116的表面上以及存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗110中，形成旋涂式光致抗蝕劑120，并且填滿存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗110。接著進(jìn)行回蝕刻制作工藝，直到位于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗110之外的旋涂式光致抗蝕劑120被移除掉。之后，進(jìn)行回蝕刻制作工藝，以剝除位于頂部氧化層106c上的部分第一即時(shí)摻雜多晶硅層116，而旋涂式光致抗蝕劑120用以保護(hù)位于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗110中的側(cè)壁上的部分第一即時(shí)摻雜多晶硅層116。上述制作工藝結(jié)果如圖7。
再接著，請(qǐng)參照?qǐng)D8，剝除位于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗110中的旋涂式光致抗蝕劑120。隨后，沉積薄介電層122，此薄介電層122的材料，例如是氧化硅/氮化硅/氧化硅或是氮化硅/氧化硅。然后，沉積一層第二即時(shí)摻雜多晶硅層124并填滿存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗110，此第二即時(shí)摻雜多晶硅層124的優(yōu)選厚度約為500到1500埃之間。之后，進(jìn)行傳統(tǒng)的光刻與蝕刻制作工藝，構(gòu)成第二即時(shí)摻雜多晶硅層124以形成一開口125，完成電容器的制造。
在第二即時(shí)摻雜多晶硅層124中形成的開口125，是當(dāng)做位線與接著墊104的接觸連接之用。由于構(gòu)成蝕刻第二即時(shí)摻雜多晶硅層124后，第二即時(shí)摻雜多晶硅層124的地形高低差只有約500到1500埃左右，因此，以硼磷硅玻璃(BPSG)流或是硼磷硅玻璃流配合回蝕刻法，足可達(dá)到后續(xù)制造位線接觸窗以及位線所需的平坦度。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的高度約為4000到7000埃之間，而上電極的厚度約為500到1500埃左右時(shí)，其地形高度差約為5000到8500埃之間。
雖然結(jié)合以上一優(yōu)選實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)視為附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種在具有與源極/漏極區(qū)相接的接著墊的一基底上，形成動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的鰭狀溝槽結(jié)構(gòu)電容器的制造方法，其特征在于，該方法包括形成包括一頂部氧化層的交替氧化層與氮化物層的一多重物，其中該各氮化物層夾于該各氧化層之間；在該交替的氧化層與氮化物層的多重物中，形成存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗，該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗停止于該接著墊上；沿著該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗的側(cè)壁，剝除部分該氮化物層；在該頂部氧化層上方，形成一第一即時(shí)摻雜多晶硅層，且共形于該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗的側(cè)壁，并與該接著墊接觸；在該基底上方沉積一光致抗蝕劑層；剝除位于該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗之外的該光致抗蝕劑層；剝除位于該頂部氧化層上的部分該第一即時(shí)摻雜多晶硅層；剝除該光致抗蝕劑層；在該頂部氧化層上方形成一薄介電層，且共形于該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗的側(cè)壁上的該第一即時(shí)摻雜多晶硅層；以及在該薄介電層上方與該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗中，形成一第二即時(shí)摻雜多晶硅層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該各氧化層的厚度約為500到1500埃之間。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該各氮化物層的厚度約為1500到2500埃之間。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，剝除部分該氮化物層前的該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗的大小約為0.35到0.5μm乘以0.2到0.4μm。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在剝除部分該氮化物層前的該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗的大小約為0.2到0.4μm乘以0.2到0.4μm。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所剝除部分該氮化物層的厚度約為500到3000埃之間。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該第一即時(shí)摻雜多晶硅層的厚度約為250到750埃之間。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該薄介電層的材料包括氧化硅/氮化硅/氧化硅或是氮化硅。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該交替氧化層與氮化物層的多重物包括三層或多層氧化層以及兩層或多層氮化物層。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，沿著該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗的側(cè)壁，剝除部分該氮化物層的方法包括使用熱磷酸溶液。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在剝除位于該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗之外的該光致抗蝕劑層以及剝除位于該頂部氧化層上的部分該第一即時(shí)摻雜多晶硅層時(shí)，位于該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗中的該光致抗蝕劑層用以保護(hù)位于該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗中的側(cè)壁上的該第一即時(shí)摻雜多晶硅層。
全文摘要
一種電容器制造方法,包括多重物,氮化物層夾于氧化層之間,在交替氧化層與氮化物層的多重物中,開啟存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)接觸窗,并停止于接著墊,沿其接觸窗側(cè)壁,剝除部分氮化物層,在頂部氧化層上與其接觸窗中,形成共形第一即時(shí)摻雜多晶硅層,在接觸窗中形成一層光致抗蝕劑層,剝除第一即時(shí)摻雜多晶硅層,并剝除光致抗蝕劑層,在頂部氧化層上方及其接觸窗內(nèi),形成共形薄介電層,在其上形成第二即時(shí)摻雜多晶硅層,并填滿其接觸窗。
文檔編號(hào)H01L21/28GK1254184SQ98124199
公開日2000年5月24日 申請(qǐng)日期1998年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月16日
發(fā)明者杜友倫, 羅吉進(jìn) 申請(qǐng)人:世大積體電路股份有限公司