DE10065663A1 - Halbleiterschaltungsanordnung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Abstract

Zur besseren Unterdrückung von Oxidationsprozessen in Kontaktbereichen (16) zwischen einem Halbleitersubstrat (18) und vorgesehenen Kontaktelementen (14) wird vorgeschlagen, bei Halbleiterschaltungsanordnungen (1) vorgesehene Diffusionsbarrieren (15) zur Abschirmung zusätzlich zur chemischen und/oder physikalischen Aufnahme von Atmosphärenbestandteilen auszubilden, um deren Diffusion entlang von Grenzflächen (15k) des Barrierebereichs (15) in Richtung auf den jeweiligen Kontaktbereich (16) zu reduzieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterschaltungsanordnung ge­ mäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschaltungsanordnung gemäß dem O­ berbegriff von Anspruch 13.

Bei vielen Halbleiterschaltungsanordnungen, insbesondere bei Speichereinrichtungen oder dergleichen, wird der Aufbau der Halbleiterschaltungsanordnung zumindest teilweise schichtar­ tig ausgeführt. Dabei wird häufig zunächst auf einem zugrunde liegenden Halbleitersubstrat ein bestimmter Teil der Schal­ tungsanordnung mit entsprechenden Schaltungselementen ausge­ bildet, zum Beispiel im Rahmen einer CMOS-Technik. In einem Bereich auf dem Halbleitersubstrat wird dann häufig nachfol­ gend weiter strukturiert, wobei oft Kontaktelemente ausgebil­ det werden, die über entsprechende mit Teilen des Halbleiter­ substrats im Wesentlichen elektrisch leitend verbunden werden müssen. Da diese Kontaktbereiche, oft auch Plugs genannt, in einem Zwischenschritt vor Abschluss des gesamten Fertigungs­ prozesses entstehen, sind diese Kontaktbereiche oder Plugs oft einer Vielzahl unterschiedlicher Prozessbedingungen aus­ gesetzt, so dass eine ihrer maßgeblichen Eigenschaften, näm­ lich das Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen ei­ nem Kontaktelement und dem Halbleitersubstrat, im Zusammen­ hang mit weiteren Prozessschritten Schaden nehmen kann.

So wurden zum Beispiel beim Ausbilden von Stapelkondensatoren oder Stackkondensatoren in Halbleiterspeicheranordnungen zwi­ schen der unteren oder Bottomelektrode eines Kondensators, als Kontaktelement aufgefasst, und dem jeweiligen Plug Diffu­ sionsbarrieren vorgesehen, die die Diffusion schädlicher Betriebs- oder Prozessatmosphärenbestandteile oder Umgebungs­ bestandteile allgemein, insbesondere von Sauerstoff, in Rich­ tung auf die Plugs hin vermeiden sollen, um oxidative Pro­ zesse und somit eine Unterbrechung der elektrischen Leitung durch die Plugs zu vermeiden.

In der Tat kann durch derartige Diffusionsbarrieren oder Sau­ erstoffbarrieren eine Diffusion auf direktem Wege durch den Bulk der Barriere hindurch auf die kontaktierenden Kontaktbe­ reiche oder Plugs sehr gut reduziert werden.

Jedoch wurde erkannt, dass eine Diffusion auf indirektem We­ ge, z. B. entlang von Seitenbereichen, Kantenbereichen, Grenzschichten und/oder -flächen oder dergleichen auch durch geschickte Wahl einer Schichtstruktur im Barrierebereich nicht zufriedenstellend verhindert werden kann, so dass immer ein Restanteil indirekter Diffusion von Sauerstoff zum Plug­ bereich verbleibt.

Diese Restdiffusion ist insbesondere bei nicht zweidimensio­ nal ausgerichteten Strukturierungskonzepten, nämlich bei 3D- Konzepten, für den Aufbau von Halbleiterschaltungseinrichtun­ gen problematisch. Im Gegensatz zu den 2D-Konzepten weisen 3D-Konzepte relativ hohe Anteile von Oberflächen auf, die mit Betriebs- oder Prozessatmosphären und mithin in Kontakt mit Sauerstoff treten können. Bei diesen 3D-Konzepten ist somit das Vorsehen einer passiven Diffusionsbarriere nicht befrie­ digend.

Andererseits muss in manchen Fällen von den 2D-Konzeptionen abgewichen werden, zum Beispiel dann, wenn für die entspre­ chend strukturierten Bauteile in die dritte Dimension, näm­ lich die Höhe, aufragende Strukturelemente, wie Seitenflächen oder dergleichen, maßgeblich zur Ausbildung der Eigenschaften der Bauelemente und ebenso maßgeblich zur weiteren Miniaturisierung des Layouts eingesetzt werden sollen, was besonders wünschenswert im Bereich des Layouts von FeRAM- und von DRAM- Speichereinrichtungen oder dergleichen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiter­ schaltungsanordnung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, bei welchen beim Prozessieren und/oder im Betrieb Kontaktbereiche in einem Bereich in einem Halbleiter­ substrat zur Kontaktierung eines Kontaktelements mit dem Halbleitersubstrat besonders wirksam gegen Umgebungsbestand­ teile abgeschirmt werden.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Halbleiterschal­ tungsanordnung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Halblei­ terschaltungsanordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Halbleiterschaltungsanordnung und des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Halbleiterschal­ tungsanordnung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Un­ teransprüche.

Bei der gattungsgemäßen Halbleiterschaltungsanordnung, insbe­ sondere einer Halbleiterspeichereinrichtung oder dergleichen, ist mindestens ein Halbleitersubstrat vorgesehen. Des Weite­ ren ist mindestens ein Kontaktelement ausgebildet, welches im Wesentlichen in einem Bereich auf dem Halbleitersubstrat an­ geordnet ist. Des Weiteren ist ein Kontaktbereich vorgesehen, welcher zur im Wesentlichen elektrisch leitenden Kontaktie­ rung des Kontaktelements mit zumindest einem Teil des Halb­ leitersubstrats und dazu im Wesentlichen in einem Bereich im Halbleitersubstrat ausgebildet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Halbleiterschaltungsanordnung ist es vorgesehen, dass Kantenbereiche, Seitenbereiche, Grenz­ schichten oder -flächen in einem vom Halbleitersubstrat im Wesentlichen abgewandten Bereich des Kontaktbereichs zumin­ dest zu einem Teil zur chemischen und/oder physikalischen Aufnahme von Umgebungsbestandteilen ausgebildet sind, insbe­ sondere als oxidierbare Kontaktschichten oder dergleichen. Es ist des Weiteren vorgesehen, dass dadurch die Diffusion, ins­ besondere die mittlere Diffusionslänge, der Umgebungsbestand­ teile, insbesondere beim Prozessieren und/oder im Betrieb, reduziert wird, insbesondere zumindest in indirekter Form entlang der Kantenbereiche, Seitenbereiche, Grenzschichten oder -flächen und/oder dergleichen und/oder insbesondere in Richtung auf den jeweiligen Kontaktbereich zu.

Es ist somit eine grundlegende Idee der erfindungsgemäßen Halbleiterschaltungsanordnung, Kantenbereiche, Seitenberei­ che, Grenzschichten oder -flächen auf der vom Halbleitersub­ strat im Wesentlichen abgewandten Seite gerade so auszubil­ den, dass durch chemische und/oder physikalische Aufnahme von Umgebungsbestandteilen diese im Grenzflächenbereich gebunden werden und somit die Diffusionsrate auf den Kontaktbereich oder Plug zu gesenkt wird. Dies trifft insbesondere für die­ jenigen Kantenbereiche, Seitenbereiche, Grenzschichten oder -flächen zu, die auf den jeweiligen Kontaktbereich zu weisen.

Bei der erfindungsgemäßen Halbleiterschaltungsanordnung ist vorteilhafterweise zur zumindest teilweisen Abschirmung des Kontaktbereichs von Umgebungsbestandteilen ferner jeweils ein Barrierebereich vorgesehen, welcher im Wesentlichen elekt­ risch leitend zwischen dem Kontaktelement und dem Kontaktbe­ reich ausgebildet ist. Dabei ist es vorgesehen, dass der Bar­ rierebereich zumindest zu einem Teil zur chemischen und/oder physikalischen Aufnahme von Umgebungsbestandteilen ausgebil­ det ist und dass dadurch die Diffusion, insbesondere die mittlere Diffusionslänge, von Umgebungsbestandteilen, insbe­ sondere beim Prozessieren und/oder im Betrieb, reduziert wird, insbesondere zumindest bei Diffusion in indirekter Form entlang von Kantenbereichen, Seitenbereichen, Grenzschichten und/oder -flächen oder dergleichen des Barrierebereichs und/oder insbesondere in Richtung auf den jeweiligen Kontakt­ bereich zu.

Es ist somit weiter eine grundlegende Idee der erfindungsge­ mäßen Halbleiterschaltungsanordnung, den Barrierebereich ge­ rade so auszubilden, dass durch chemische und/oder physikali­ sche Aufnahme von Umgebungsbestandteilen diese im Bereich der Barriere gebunden werden und somit die Diffusionsrate auf den Kontaktbereich oder Plug zu gesenkt wird. Der erfindungsgemäß vorgesehene Teil des Barrierebereichs, welcher der chemischen und/oder physikalischen Aufnahme der Umgebungsbestandteile dient, fungiert somit als eine Art negatives Reservoir für die Umgebungsbestandteile. Dabei ist insbesondere daran ge­ dacht, Grenzflächen oder dergleichen herkömmlicher Barriere­ bereiche, die im Wesentlichen die direkte oder Bulkdiffusion vermindern, zu schützen und so die indirekte oder Grenzflä­ chendiffusion zu vermindern. Die einmal gebundenen Bestand­ teile stehen dem Diffusionsprozess nicht mehr zur Verfügung, so dass einmal in den Grenzflächenbereich gelangte Bestand­ teile dort verarmen und somit die Wahrscheinlichkeit dafür gesenkt wird, dass die Bestandteile bis in den Bereich der Kontaktierungen oder der Plugs geraten, um dort im Rahmen von Oxidationsprozessen die elektrisch leitende Verbindung zu stören.

Vorangehend und nachfolgend werden unter Umgebungsbestandtei­ len chemische Elemente, Verbindungen oder dergleichen ver­ standen, die nach Diffusion zum Kontaktbereich diesen im Hin­ blick auf seine elektrische Leitfähigkeit stören oder verän­ dern können. Umgebungsbestandteile können Bestandteile einer Umgebungsatmosphäre oder eines anderen umgebenden Mediums sein, z. B. auch einer Materialschicht, insbesondere der Di­ elektrikumsschicht des FeRAM-Kondensators oder dergleichen. Die Begriffe Umgebungsbestandteile und Bestandteile einer Um­ gebungsatmosphäre werden vorangehend und nachfolgend in die­ sem Sinne synonym verwendet.

Vorangehend und nachfolgend wird ferner unter einer chemi­ schen und/oder physikalischen Aufnahme der Atmosphärenbe­ standteile jeglicher Effekt oder Prozess an einer Oberfläche oder im Inneren des Barrierebereichs oder eines Teils davon verstanden, durch welchen die Atmosphärenbestandteile derart aufgenommen und/oder gebunden werden, dass ihnen die Teilnah­ me an einen Diffusionsvorgang entlang der Grenzflächenberei­ che im Wesentlichen versagt ist. Die Aufnahme der Atmosphä­ renbestandteile und der Diffusionsvorgang stellen somit kon­ kurrierende Prozesse dar, wobei durch geeignete Wahl der die Aufnahmefähigkeit bestimmenden Eigenschaften des Barrierebe­ reichs die Diffusion außerhalb des Bulks, insbesondere ent­ lang von Grenzflächen oder dergleichen, des Barrierebereichs in gegenüber dem Stand der Technik vorteilhafter Art und Wei­ se reduziert wird oder ist.

Das Halbleitersubstrat der Halbleiterschaltungsanordnung ist zumindest in einer lateralen Ausdehnung davon zumindest zum Teil mit einem Isolationsbereich im Wesentlichen abgedeckt ausgebildet. Dies dient der Isolation der dem Halbleitersub­ strat im Wesentlichen zugrundeliegenden Grundschaltung von weiteren Schaltungselementen, welche über die entsprechenden zu kontaktierenden Kontaktelemente angeschlossen sind. Die Kontaktelemente sind dabei jeweils auf einer vom Halbleiter­ substrat im Wesentlichen abgewandten Seite oder in einem vom Halbleitersubstrat im Wesentlichen abgewandten Bereich des Isolationsbereichs vorgesehen. Der Kontaktbereich ist dabei jeweils zu einer im Wesentlichen elektrisch leitenden Kontaktierung des Kontaktelements mit zumindest einem Teil, insbe­ sondere einem aktiven oder Diffusionsgebiet, des Halbleiter­ substrats ausgebildet und befindet sich dazu im Wesentlichen in einem im Isolationsbereich liegenden Gebiet. Ferner ist der Kontaktbereich jeweils mit dem Halbleitersubstrat, insbe­ sondere dem jeweiligen aktiven oder Diffusionsgebiet davon, im Wesentlichen elektrisch leitend verbunden ausgebildet.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Halbleiterschaltungsanordnung weist diese mindestens eine Kondensatoranordnung auf, wobei eine Mehrzahl von Kondensa­ toreinrichtungen vorgesehen ist, die eine untere Elektroden­ einrichtung aufweisen, welche ihrerseits jeweils zumindest zum Teil als Kontaktelement der Halbleiterschaltungsanordnung ausgebildet sind. In diesem Fall stellt die untere Elektrode, Elektrodeneinrichtung oder Bottomelektrode gerade das Kontak­ telement der erfindungsgemäßen Halbleiterschaltungsanordnung dar. Aber selbstverständlich sind Elektrodeneinrichtungen von Kondensatoren oder Kondensatoranordnungen nicht die einzig möglichen Ausbildungsbeispiele für entsprechende Kontaktele­ mente, die über Kontaktbereiche oder Plugs mit entsprechenden Bereichen des Halbleitersubstrats verbunden werden müssen.

Weiterhin vorteilhaft gestaltet sich die erfindungsgemäße Halbleiterschaltungsanordnung dadurch, dass die Kondensator­ anordnung als Teil einer FeRAM-Speichereinrichtung, DRAM- Speichereinrichtung oder dergleichen ausgebildet ist. Wie o­ ben bereits dargelegt wurde, ist gerade in dem Bereich der Speichereinrichtungen die Ausbildung hochintegrativer Struk­ turen durch Nutzbarmachung der dritten Dimension ein besonde­ res Anliegen, wobei hier entsprechende Oxidationsprobleme aufgrund von Sauerstoffdiffusion - zum Beispiel im Rahmen von Weiterverarbeitungsschritten durch Tempern und Umkristalli­ sieren in Sauerstoffatmosphären, zum Beispiel bei der FeRAM- Produktion - im Gegensatz zum Stand der Technik erfindungsge­ mäß nachhaltig reduziert werden können.

Des Weiteren ist von Vorteil, dass einzelne Kondensatorein­ richtungen der Kondensatoranordnung im Wesentlichen als Stackkondensator oder dergleichen ausgebildet sind, wobei insbesondere jeweils eine obere Elektrodeneinrichtung und/oder ein, insbesondere ferroelektrisches, Dielektrikum zwischen der unteren und der oberen Elektrodeneinrichtung vorgesehen sind, wodurch sichergestellt wird, dass die erfin­ dungsgemäße Konzeption bei FeRAM-Speichereinrichtungen nutz­ bar gemacht werden kann.

Besonders geeignet sind Barrierebereiche, die zumindest zu einem Teil zum Ausbilden einer chemischen Verbindung mit Be­ standteilen der Umgebungsatmosphäre ausgebildet sind, insbe­ sondere zu einer Oxidation oder dergleichen, vorzugsweise mit Sauerstoff. Ein derartiger Teil eines entsprechenden erfin­ dungsgemäß ausgebildeten Barrierebereichs dient somit als ei­ ne Art Opferschicht oder dergleichen, welche sich chemisch durch Verbindung mit dem Atmosphärensauerstoff - oder einem entsprechend anderen, sich negativ auswirkenden Atmosphären­ bestandteil - umbildet. Dabei wird der umgesetzte Atmosphä­ renbestandteil, gegebenenfalls Sauerstoff oder dergleichen, fest gebunden, sei dies an der Oberfläche des Teils des Bar­ rierebereichs oder in dessen Innerem. Jedenfalls steht dieser Atmosphärenbestandteil dem Diffusionsprozess dann nicht mehr zur Verfügung, womit der zum Kontaktbereich oder Plug gelan­ gende Anteil dieser Bestandteile reduziert wird, wodurch sich auf den Kontakt negativ auswirkende Effekte vermindert wer­ den.

Dabei erhält man einen besonders einfachen Aufbau des Bar­ rierebereichs, wenn der zur Aufnahme der Atmosphärenbestand­ teile vorgesehene Teil der Barriereschicht als Schichtbereich ausgebildet ist. Beim Aufbau von Barrierebereichen werden üb­ licherweise im Stand der Technik ebenfalls schon Schichtan­ ordnungen vorgesehen, so dass die Ausbildung eines Schichtbe­ reichs für den zur Aufnahme von Atmosphärenbestandteilen vor­ gesehenen Teil der Barriere verfahrenstechnisch einfach ist. Dabei muss es sich nicht um eine planare Schicht oder einen planaren Schichtbereich handeln, sondern der Schichtbereich zur Aufnahme der Atmosphärenbestandteile kann auch eine ge­ samte Ummantelung des eigentlichen Barrierebereichs sein.

Bevorzugterweise wird der zur Aufnahme von Bestandteilen der Umgebungsatmosphäre vorgesehene Schichtbereich zumindest auf einer vom Halbleitersubstrat im Wesentlichen abgewandten Sei­ te ausgebildet, insbesondere als im Wesentlichen zusammen­ hängender Bereich. Zusammenhängende Schichtbereiche lassen sich besonders einfach prozessieren und bieten insbesondere ein besonders geringes Maß an Angriffsfläche oder Eintritts­ fläche für die nicht gewünschten Atmosphärenbestandteile in den Grenzflächenbereich zwischen Barrierebereich und Halblei­ tersubstrat.

Dabei ist es bevorzugt, dass der zur Aufnahme von Atmosphä­ renbestandteil ausgebildete Schichtbereich zumindest an Kan­ tenbereichen, Seitenbereichen, Grenzschichten und/oder -flächen oder dergleichen des Barrierebereichs, insbesondere zwischen einem dem Halbleitersubstrat im Wesentlichen zuge­ wandten Kernbereich und dem jeweiligen Kontaktelement vorge­ sehen ist.

Zur Stabilisierung in Bezug auf den Betrieb und/oder in Bezug auf weitere Prozessschritte bei der Fertigung ist es vorgese­ hen, dass der Barrierebereich und insbesondere der zur Auf­ nahme von Atmosphärenbestandteilen vorgesehene Schichtbe­ reich, insbesondere durch ein Zwischenoxid oder dergleichen, eingebettet ausgebildet ist.

Von weiterem Vorteil ist, dass der Barrierebereich ein An­ schlusselement oder ein Verbindungselement aufweist, welches insbesondere im Wesentlichen von Seiten- oder Kantenbereichen des Barrierebereichs entfernt, vorzugsweise im Wesentlichen zentral liegend, im Barrierebereich angeordnet ist und durch welches im Betrieb und/oder beim Prozessieren der Halbleiter­ schaltungsanordnung ein im Wesentlichen elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Kontaktelement und dem Kontaktbereich herstellbar ist, insbesondere indirekt über den Kernbereich des Barrierebereichs durch den Schichtbereich zur Aufnahme von Atmosphärenbestandteilen hindurch. Der Schichtbereich zur Aufnahme von Atmosphärenbestandteilen dient somit gemäß die­ ser Ausführungsform quasi als Ummantelung oder Manschette des passiven Kernbereichs der Diffusionsbarriere oder des Barrie­ renbereichs. Dabei wird durch das zentral im Barrierebereich vorgesehene Anschlusselement oder Verbindungselement der für die Funktionsweise der Halbleiterschaltungsanordnung notwen­ dige Kontakt zwischen dem Kontaktelement und dem Kontaktbe­ reich gewährleistet. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn durch die Aufnahme der Atmosphärenbestandteile sich die elek­ trischen Eigenschaften des zur Aufnahme des Atmosphärenbe­ standteils vorgesehenen, insbesondere aktiven, Schichtbe­ reichs ändern sollten. So kann es zum Beispiel durch Oxida­ tion dieses Schichtbereichs zu einem Übergang von einem elek­ trisch leitenden zu einem im Wesentlichen elektrisch isolie­ renden Zustand kommen. Deshalb muss gemäß diesem Ausführungs­ beispiel ein explizites Verbindungselement oder Anschlussele­ ment zwischen dem Kontaktelement und dem Kontaktbereich vor­ gesehen sein.

Je nach Anwendung und/oder Prozessbedingungen können der Bar­ rierebereich, insbesondere der Kernbereich davon, und/oder der zur Aufnahme von Atmosphärenbestandteilen vorgesehene Teil und insbesondere der Schichtbereich mehrschichtig aufgebaut ausgebildet sein. Diese Maßnahme kann zum Beispiel die Bulkdiffusion maßgeblich reduzieren.

Beim gattungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Halblei­ terschaltungsanordnung wird mindestens ein Halbleitersub­ strat, insbesondere mit entsprechenden Schaltungselementen oder dergleichen, ausgebildet. Ferner wird dann mindestens ein Kontaktbereich an einer definierten Position des Halblei­ tersubstrats ausgebildet, wobei insbesondere ein Ende des Kontaktbereichs in einen Oberflächenbereich des Halbleiter­ substrats mündet. Ferner wird jeweils ein Kontaktelement in im Wesentlichen elektrisch leitenden Kontakt mit dem Barrie­ rebereich und folglich mit dem Kontaktbereich ausgebildet. Auf diese Art und Weise erhält man eine entsprechende Halb­ leiterschaltungsanordnung.

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Kantenbereiche, Seitenbereiche, Grenzschichten oder -flächen in einem vom Halbleitersubstrat abgewandten Bereich des Kontaktbereichs zur chemischen und/oder physikalischen Aufnahme von Umgebungsbestandteilen ausgebildet wird und dass dadurch die Diffusion, insbesondere die mittlere Diffusions­ länge, von Umgebungsbestandteilen, insbesondere beim Prozes­ sieren und/oder im Betrieb, reduziert wird, insbesondere zu­ mindest in indirekter Form entlang der Seitenbereiche, Kan­ tenbereiche, Grenzschichten oder -flächen und/oder derglei­ chen und/oder insbesondere in Richtung auf den jeweiligen Kontaktbereich zu.

Es ist somit eine grundlegende Idee des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, beim Aufbau der Halbleiterschaltungs­ anordnung dafür Sorge zu tragen, dass Kantenbereiche, Seiten­ bereiche, Grenzschichten oder -flächen auf einer vom Halblei­ tersubstrat abgewandten Seite des Kontaktbereichs jeweils zu­ mindest zum Teil zur chemischen und/oder physikalischen Aufnahme, nämlich im Sinne eines negativen Reservoirs, von Umge­ bungsbestandteilen ausgebildet und/oder präpariert werden.

Es ist bevorzugt ferner vorgesehen, einen Barrierebereich auszubilden, und zwar im Wesentlichen in einem Bereich auf dem Halbleitersubstrat in einem im Wesentlichen elektrisch leitenden Kontakt mit dem Kontaktbereich, und zwar zur zumin­ dest teilweisen Abschirmung des Kontaktbereichs von zumindest Bestandteilen der Umgebung. Dabei ist weiter vorteilhaft, dass zumindest ein Teil des Barrierebereichs zur chemischen und/oder physikalischen Aufnahme von Bestandteilen der Umge­ bung ausgebildet wird. Dadurch wird erreicht, dass die Diffu­ sion, insbesondere die mittlere Diffusionslänge, der At­ mosphärenbestandteile, insbesondere beim Prozessieren und/oder im Betrieb, reduziert wird, insbesondere zumindest entlang von Kantenbereichen, Seitenbereichen, Grenzschichten und/oder -flächen oder dergleichen des Barrierebereichs und/oder insbesondere in Richtung auf den jeweiligen Kontakt­ bereich zu.

Es ist somit eine weitere grundlegende Idee des erfindungsge­ mäßen Herstellungsverfahrens, beim Aufbau, insbesondere des Barrierebereichs, dafür Sorge zu tragen, dass zumindest ein Teil des Barrierebereichs zur chemischen und/oder physikali­ schen Aufnahme, nämlich im Sinne eines negativen Reservoirs, von Bestandteilen der Umgebungsatmosphäre ausgebildet und präpariert wird. Dies kann zum einen dadurch geschehen, dass bestimmte Schichten eines schichtmäßig aufgebauten Barriere­ bereichs diese entsprechenden Eigenschaften verwirklichen. Andererseits kann es sich einfach um eine Veredelung oder Veränderung der Oberfläche des Barrierenbereichs handeln. Diese kann durch einfaches Aufbringen einer Zusatzschicht o­ der auch durch zum Beispiel Dotieren oder dergleichen er­ reicht werden. Auch kann an entsprechende thermische Behand­ lungen oder Expositionen gegenüber Strahlung gedacht werden.

Das Ausbilden des Kontaktbereichs weist vorteilhafterweise folgende Schritte auf. Zunächst wird auf mindestens einem O­ berflächenbereich des Halbleitersubstrats ein Isolationsbe­ reich ausgebildet, wobei vorzugsweise ein Oxidmaterial, zum Beispiel SiO₂-Material oder dergleichen, verwendet wird. Zur Ausbildung der Kontaktbereiche wird dann jeweils eine Vertie­ fung oder ein Loch im Isolationsbereich an einer jeweils vor­ gegebenen Stelle ausgebildet, und zwar vorzugsweise durch ei­ nen Ätzvorgang oder dergleichen, wobei die Vertiefung jeweils bis zum Oberflächenbereich also bis zur Oberfläche des Halb­ leitersubstrats geführt wird. Es entsteht somit ein Loch von der Oberfläche des Isolationsbereichs bis zum Halbleiter. Da­ nach werden die so geschaffenen Vertiefungen oder Löcher mit einem leitenden Material gefüllt, um so die Verbindungsberei­ che auszubilden. Dies geschieht insbesondere durch Beschich­ ten der vom Halbleitersubstrat abgewandten Oberseite des Iso­ lationsbereichs mit einem im Wesentlichen elektrisch leiten­ den Material, vorzugsweise mit einem Polysiliziummaterial o­ der dergleichen. Ferner geschieht dies vorzugsweise in groß- oder ganzflächiger Art und Weise im Rahmen eines 2D-Struktu­ rierungsprozesses. Dann wird nachfolgend das abgeschiedene leitfähige Material von der Oberfläche des Isolationsbereichs entfernt, und zwar außerhalb von Bereichen der Vertiefungen oder außerhalb der Vertiefungen selbst, vorzugsweise durch Polieren, zum Beispiel im Rahmen eines CMP-Verfahrens oder dergleichen, und/oder durch Rückätzen. Dadurch wird die Ober­ seite des Isolationsbereichs insbesondere planarisiert, was für die weiteren Prozessierungsschritte und für die Eigen­ schaften der Bauelemente wichtig ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass der Kontaktbereich jeweils im Bereich der Oberseite des Isolationsbereichs zur Abschir­ mung gegen Bestandteile einer Umgebungsatmosphäre mit einem zumindest teilweise im Wesentlichen elektrisch leitend ausge­ bildeten Barrierebereich abgedeckt wird, wobei eine oder meh­ rere Materialschichten abgeschieden werden, und zwar als auf­ einanderfolgende Kontakt- und/oder Diffusionsbarriereschich­ ten, insbesondere in Form eines Stapels oder dergleichen.

Dabei ist es vorgesehen, dass die Materialschichten für den Barrierebereich groß- oder ganzflächig, insbesondere im Rah­ men eines 2D-Strukturierungsprozesses - abgeschieden und dann außerhalb von Bereichen in der Nachbarschaft des Kompaktbe­ reichs entfernt werden, insbesondere durch Ätzen, Polieren oder dergleichen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vor­ gesehen, dass vor dem Abscheiden der Materialschicht für den Barrierebereich jeweils im Bereich des Kontaktbereichs eine erweiternde Vertiefung ausgebildet wird, und zwar im Bereich der Oberseite des Isolationsbereichs und/oder des Kontaktbe­ reichs. Ferner ist es vorgesehen, dass beim Abscheiden der Materialschichten für den Barrierebereich die jeweilige Ver­ tiefung gefüllt wird, wobei insbesondere nachfolgend die Ma­ terialschichten für den Barrierebereich in Bereichen außer­ halb dieser Vertiefungen entfernt werden, vorzugsweise durch Polieren, CMP-Verfahren oder dergleichen. Durch die zuletzt genannten Maßnahmen wird erreicht, dass der Barrierebereich in Vertiefungen im Isolationsbereich ausgebildet wird und bündig und/oder planarisiert mit dem Isolationsbereich ab­ schließt. Dies hat Vorteile im Hinblick auf die weiter zu prozessierenden Strukturen und deren Eigenschaften.

Dabei ist es bevorzugt, dass bei der Ausbildung des Barriere­ bereichs oder deren Schichtstruktur zunächst ein Kernbereich für den Barrierebereich ausgebildet wird, welcher im Wesent­ lichen elektrisch leitfähig ist. Dann ist es vorgesehen, dass nachfolgend mindestens ein Schichtbereich oder eine Opferschicht für den Barrierebereich ausgebildet wird, welche zur Aufnahme von Bestandteilen aus der Umgebungsatmosphäre ausge­ bildet ist, vorzugsweise zur chemischen Umsetzung, Oxidation oder dergleichen, insbesondere mit Sauerstoff oder derglei­ chen. Dieser Schichtbereich oder die Opferschicht des Bar­ rierebereichs deckt zumindest Seitenbereiche, Kantenbereiche, Grenzschichten oder -flächen oder dergleichen des Kernbe­ reichs des Barrierebereichs ab, insbesondere in Richtung auf den Kontaktbereich hin.

Zum weiteren Prozessieren wird zur Erhöhung der Stabilität der Barrierebereich vorteilhafterweise in einer im Wesentli­ chen elektrisch isolierenden Schicht, vorzugsweise in einem Oxidmaterial, eingebettet. Zwischen dem Kernbereich des Bar­ rierebereichs und der Oberseite dieser Einbettungsschicht wird gegebenenfalls ein Anschlusselement oder Verbindungsele­ ment ausgebildet. Ferner wird insbesondere ein Randbereich, Seitenbereich, eine Grenzschicht und/oder eine Grenzfläche oder dergleichen zwischen der Einbettungsschicht und dem Ver­ bindungselement mit einem Schichtbereich zur Aufnahme von At­ mosphärenbestandteilen versehen, ausgekleidet oder derglei­ chen, insbesondere im Rahmen einer Spacertechnik. Es ist hier also vorgesehen, den elektrischen Kontakt zwischen dem Kon­ taktelement und dem Kontaktbereich im Halbleitersubstrat durch ein anzubringendes Verbindungselement oder Anschluss­ element zu realisieren. Um dabei Diffusion entlang der Sei­ tenbereiche, Randbereiche, Kantenbereiche, Grenzfläche oder dergleichen zu vermeiden, werden diese Randbereiche oder der­ gleichen ebenfalls mit Schichtbereichen versehen, welche zwi­ schen die Grenzflächen hinein diffundierte Atmosphärenbe­ standteile aufnehmen und binden und somit an einer Weiterdif­ fusion in Richtung auf den Kontaktbereich oder den Plug hin vermeiden.

Heim Ausbilden der Kontaktelemente kommt es beim Stand der Technik unter Umständen zu Kontakten des Kontaktelements mit entsprechenden einbettenden Isolationen, insbesondere in Randbereichen aber auch in Grenzflächenbereichen auf der Un­ terseite des Kontaktelements. Es ist daher von besonderem Vorteil, dass beim Ausbilden des Kontaktelements gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens Seitenbereiche, Kantenbereiche, Grenzschichten und/oder -flächen oder dergleichen zwischen dem Bereich des Kontakt­ elements und der Einbettungsschicht jeweils ein Schichtbe­ reich zur Aufnahme von Umgebungsbestandteilen oder Bestand­ teilen einer Umgebungsatmosphäre auskleidet oder ausgebildet werden.

Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den folgenden Anmerkungen:
Bei der Herstellung von Kondensatoranordnungen mit Stapelkon­ densatoren oder Stackkondensatoren für Halbleiterspeicherein­ richtungen sind Kontakte von der unteren Elektrode eines Kon­ densators zum Beispiel zu einem Diffusionsgebiet eines Tran­ sistors in einem Halbleitersubstrat notwendig. Diese Kontakte werden im Allgemeinen zum Beispiel durch Polysilizium reali­ siert. Das Aufbringen und weitere Prozessieren der dielektri­ schen Speicherschicht erfolgt im Allgemeinen bei hohen Tempe­ raturen von etwa 500 bis 800°C, und zwar in Sauerstoffatmo­ sphäre.

Daher muss der Polysiliziumkontakt oder -plug mittels ent­ sprechender Barriereschichten, welche die Diffusion von Sau­ erstoff verhindern, vor Oxidation geschützt werden.

Da diese Diffusionsschicht nicht ausreichend ist, beschreibt die vorliegende Erfindung, wie die Diffusion entlang struktu­ rierter Grenzflächen reduziert oder verlangsamt werden kann, und zwar indem eine Kontaktschicht die diffundierenden Atmo­ sphärenbestandteile, insbesondere Sauerstoff, aufnimmt, indem sie zum Beispiel selbst vom Sauerstoff oxidiert werden. Dies ist insbesondere für Konzepte, bei denen die untere Elektro­ denanordnung oder Bottomelektrode vor dem Auftragen einer dielektrischen Speicherschicht strukturiert wird, eine uner­ lässliche Ergänzung zu ansonsten vorgesehenen weiteren Bar­ riereschichten. Diese Ergänzung ist außerdem notwendig, um die Diffusion von Sauerstoff durch die Bottomelektrode zum Kontakt selbst zu vermeiden.

Beim Stand der Technik wurde eine derartige Kontaktschicht bisher nicht verwendet. Als Folge ist der Barriereaufbau für Strukturgrößen kleiner als 1 µm nur bis zu Temperaturen von 550°C und bei Temperzeiten bis zu 30 Minuten stabil. Wie o­ ben bereits erwähnt wurde, besteht eine andere Methode, die Temperaturstabilität von Sauerstoffbarrieren zu erhöhen, dar­ in, die Barriereschichten erst zu strukturieren, nachdem die Sauerstofftemperung bereits erfolgt ist. Dies kann oft jedoch nur schwer damit vereinbart werden, dass Seitenwände bestimm­ ter Strukturen, zum Beispiel bei Elektroden, vergrößert wer­ den müssen, um sie zum Beispiel für ein Schaltungselement, zum Beispiel einen Kondensator oder dergleichen, nutzbar zu machen.

Durch die vorliegende Erfindung, nämlich das Ausbilden zumin­ dest eines Teils des Barrierebereichs zur bindenden Aufnahme von Atmosphärenbestandteilen, ergeben sich weiter folgende Vorteile: durch die zusätzliche Eigenschaft, zum Beispiel im Rahmen einer zusätzlichen Kontaktschicht für den Barrierebe­ reich, wird das maximale Temperaturbudget des Barrierebe­ reichs und für dessen Aufbau erhöht, welcher vor der Sauer­ stoffbehandlung strukturiert wird. Ferner wird durch die vor­ liegende Erfindung eine ganze Reihe von Integrationskonzepten, die sich zur Skalierung und zur weiteren Miniaturisie­ rung eignen, nutzbar.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es auch vorgesehen, einen Polysiliziumkontakt oder Plug, nämlich den Kontaktbereich zwischen Kontaktelement und aktivem Gebiet des Halbleitersub­ strats, zunächst mit einem Barrierestack abzudecken, welcher die Diffusion von Siliziumsauerstoff, Platin und weiteren be­ teiligten Elementen verhindert und welcher durch Ätzung oder im Damascene-Verfahren strukturiert wird. Der Barrierestack enthält im Allgemeinen eine erste Kontaktschicht, welche gute Haftung zum umgebenden Dielektrikum, guten elektrischen Kon­ takt zum Polysilizium und Diffusionsfestigkeit in Bezug auf Sauerstoff und Silizium gewährleistet. Anschließend wird die untere Elektrode strukturiert. Es wird nun eine zusätzliche Kontaktschicht derart aufgebracht, dass in den Grenzflächen zwischen Barrierebereich und Elektrodenmaterialien und den umgebenden Dielektrika als Haftschicht dient. Dies kann je nach Integrationskonzept unterschiedlich ausgeführt werden. Als Kontaktschicht können Metalle, Übergangsmetalle, deren Nitride oder ternäre Verbindungen verwendet werden, zum Bei­ spiel Ti, Ta, TiN, TaN, WN, W, TaSiN. Die entscheidende Ei­ genschaft ist die Oxidation dieser Materialien bei Tempera­ turbehandlung von 500 bis 800°C unter Sauerstoffatmosphären. Aufgrund der Oxidation des Schichtbereichs oder der Opfer­ schicht findet zwar eine schrittweise Propagation von Sauer­ stoff entlang der Grenzfläche zwischen Barrierebereich und Dielektrikum statt. Die Diffusion von Sauerstoff ohne eine derartige oxidierende Kontaktschicht im Bereich der Barriere ist jedoch wesentlich schneller, wie sich aus Experimenten ergibt. Daher führt die Integration einer oxidierenden Kon­ taktschicht als Opferschicht (oxidizing contact layer, OCL) zu einer Erhöhung des thermischen Budgets beim Barriereauf­ bau.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung auf der Grundlage bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Querschnittsansicht den Aufbau ei­ ner Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halb­ leiterschaltungsanordnung.

Fig. 2 zeigt in einer Querschnittsansicht den Aufbau ei­ ner Ausführungsform einer herkömmlichen Halblei­ terschaltungsanordnung.

Fig. 3A-F zeigen Querschnittsansichten aufeinanderfolgender Zwischenstufen bei der Herstellung einer Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiter­ schaltungsanordnung gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 4A-D zeigen Querschnittsansichten aufeinanderfolgender Zwischenstufen bei der Herstellung einer Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiter­ schaltungsanordnung gemäß weiterer Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 5A-D zeigen Querschnittsansichten aufeinanderfolgender Zwischenstufen bei der Herstellung einer Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiter­ schaltungsanordnung gemäß einer weiteren Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 6A-D zeigen Querschnittsansichten aufeinanderfolgender Zwischenstufen bei der Herstellung einer Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiter­ schaltungsanordnung gemäß einer weiteren Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 7A-D zeigen Querschnittsansichten aufeinanderfolgender Zwischenstufen bei der Herstellung einer Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiter­ schaltungsanordnung gemäß einer weiteren Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht einer anderen er­ findungsgemäßen Halbleiteranordnung.

Fig. 1 zeigt in einer Querschnittsansicht den Aufbau einer erfindungsgemäß hergestellten Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Schaltungsanordnung 1.

Auf der Oberfläche 18a oder der Oberseite eines Halbleiter­ substrats 18 ist ein Isolationsbereich 17, zum Beispiel in Form einer Siliziumdioxidschicht, aufgebracht. In einem akti­ ven oder Diffusionsgebiet 18-1 des Halbleitersubstrats 18, welches im Wesentlichen zentral im Halbleitersubstrat 18 im Bereich dessen Oberfläche 18a ausgebildet ist, befindet sich darüberliegend im Isolationsbereich 17 zur Kontaktierung ein Kontaktbereich 16, der als Polysiliziumplug ausgebildet sein kann. Oberhalb der Oberseite 17a des Isolationsbereichs 17 befindet sich mit zentraler Ausrichtung zum Kontaktbereich 16 ein Barrierebereich 15, welcher in einer weiteren isolieren­ den Zwischenoxidschicht 11-1 eingebettet ist. Der Barrierebe­ reich 15 ist in der Ausführungsform der Fig. 1 mehrschichtig ausgebildet und besitzt einen Kernbereich 15-1, welcher elek­ trisch leitfähig ausgebildet ist. Der Kernbereich 15-1 des Barrierebereichs 15 ist ummantelt von einem Schichtbereich 15-2, welcher auch als Opferschicht bezeichnet werden kann. Diese Opferschicht 15-2 kann, muss aber nicht, elektrisch leitfähig ausgebildet sein, zumindest in der durch Sauerstoff unveränderten Form. Zur Gewährleistung des elektrischen Kon­ takts zwischen der darüber angeordneten unteren Elektroden­ einrichtung 14, BE des Stapelkondensators 10 mit oberer oder Topelektrode 12, TE und dazwischenliegendem Dielektrikum 13, welche als Kontaktelement 14 aufgefasst wird, ist zentral ein Anschlusselement 19 oder Verbindungselement 19 aus einem e­ lektrisch leitfähigen Material vorgesehen.

In einem der abschließenden Prozessschritte wird auch der Stapelkondensator 10 in eine Isolationsschicht 11-2 eingebet­ tet. Beim Prozessieren des Stapelkondensators 10, insbeson­ dere beim Tempern und Umkristallisieren des Dielektrikums 13 in einer Sauerstoffatmosphäre bei erhöhten Temperaturen, liegt jedoch diese Einbettungsschicht 11-2 nicht vor, so dass in den Grenzflächenbereichen 15k Sauerstoff aus der Umge­ bungsatmosphäre eintreten und entlang der Grenzflächenberei­ che 15k in Richtung auf den Kontaktbereich 16 zu diffundieren kann. Im Grenzflächenbereich 15k ist ein Opferbereich 3 kenntlich gemacht, bei dem durch Aufnahme des Sauerstoffs aus der Umgebung eine chemische und/oder physikalische Umsetzung stattgefunden hat. Durch diese Umsetzung wurde zwar das Mate­ rial des Schichtbereichs 15-2 des Barrierebereichs 15 umge­ setzt, gleichzeitig nimmt aber der an der Umsetzung beteilig­ te Sauerstoff ferner nicht mehr am Diffusionsprozess im Grenzflächenbereich 15k zwischen dem Barrierebereich 15 und dem Einbettungsbereich 11-1 bzw. dem Isolationsbereich 17 in Richtung auf den Kontaktbereich 16 zu, teil. Dies wird ent­ sprechend durch einen verkleinerten Diffusionspfeil angedeu­ tet.

Der Kernbereich 15-1 des Barrierebereichs 15 kann mehrschich­ tig aufgebaut sein und eine oder mehrere Kontaktschichten - zum Beispiel aus Ti, Ta, TiN, TaN, WN, W, TaSiN oder der­ gleichen und/oder eine oder mehrere Diffusionsschichten - zum Beispiel aus Ir, IrO₂ oder dergleichen oder Kombinationen da­ von - aufweisen.

Fig. 2 zeigt in entsprechender Art und Weise in einer Quer­ schnittsansicht den schematischen Aufbau einer herkömmlichen Halbleiterschaltungsanordnung 100, wobei Elemente mit ent­ sprechenden Bezugszeichen wie bei der Ausführungsform aus Fig. 1 einen im Wesentlichen ähnlichen Aufbau und eine ähnli­ che Funktion besitzen.

Im Gegensatz zur erfindungsgemäß vorgesehenen Halbleiter­ schaltungsanordnung aus Fig. 1 weist der Barrierebereich 15 der herkömmlichen Schaltungsanordnung der Fig. 2 einen einfa­ chen Aufbau auf und dient ausschließlich als passive Diffusi­ onsbarriere, praktisch als Deckel auf den Kontaktbereich 16, welcher ebenfalls im Isolationsbereich 17 oberhalb des ei­ gentlichen Halbleitersubstrats 18 eingebettet ist. Der Bar­ rierebereich 15 der herkömmlichen Ausführungsform der Fig. 2 beschränkt im Wesentlichen zwar eine direkte Sauerstoffdif­ fusion durch die Barriere 15 hindurch, jedoch kann in den Grenzflächenbereich 15k eingedrungener Sauerstoff in der an­ gegebenen Pfeilrichtung entlang dem Grenzflächenbereich 15k zwischen dem Barrierebereich 15 einerseits und dem Einbet­ tungsbereich 11 bzw. dem Isolationsbereich 17 andererseits zum Kontaktbereich 16 hin erfolgen, wo dann entsprechend eine Oxidation oder eine andere chemische Umsetzung möglich ist, wie das durch den Umsetzungsbereich 4 angezeigt wird und wo­ durch die entsprechenden Leitungseigenschaften des Kontaktbe­ reichs 16 verschlechtert werden können.

Dagegen wird erfindungsgemäß insbesondere gerade der Grenz­ flächenbereich 15k der herkömmlichen Barriere 15 geschützt, indem dort z. B. gerade eine oxidierbare Kontaktschicht ein­ gebracht wird, die sich mit Sauerstoff in Form einer Opfer­ schicht umsetzt und so die indirekte Diffusion senkt.

Die Fig. 3A bis 3F zeigen verschiedene Zwischenstufen bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 1 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Fig. 3A zeigt zunächst den grundlegenden Bereich des Halblei­ tersubstrats 18 mit der entsprechend entwickelten CMOS-Struk­ tur und einem bereits ausgebildeten aktiven Gebiet 18-1 im Oberflächenbereich 28a des eigentlichen Halbleitersubstrats 18.

Fig. 3B zeigt ein auf dem Oberflächenbereich 18a des Halblei­ tersubstrats 18 zusätzlich abgeschiedenen Isolationsbereich 17 mit entsprechender freier Oberfläche 17a. Bei den Zwi­ schenzuständen gemäß den Fig. 3C bis 3E wird nun gezeigt, wie durch einen entsprechenden Maskierungsprozess oder Lithogra­ fieschritt im Isolationsbereich 17 zunächst eine Ausnehmung 16-1 oder ein Loch herausgeätzt wird, wobei dann nach Entfer­ nung einer entsprechenden Maske 30 durch einen entsprechenden Abscheiderprozess die Oberfläche 17a des Isolationsbereichs 17 mit einem leitfähigen Material überzogen wird, wodurch e­ benfalls die Ausnehmungen 16-1 oder Löcher oberhalb der ak­ tiven Gebiete 18-1 des Halbleitersubstrats 18 gefüllt werden.

Fig. 3F zeigt schließlich den Zustand der Präparation nach einem Polierschritt, bei welchem das leitfähige Material au­ ßerhalb der Bereiche der Löcher oder Vertiefungen 16-1 bis auf das Niveau der Oberfläche 17a des Isolationsbereichs 17 abgetragen sind, so dass ausschließlich ein leitfähiger Ver­ bindungsbereich 16 mit Kontakt zum aktiven Gebiet 18-1 des Halbleitersubstrats 18 verbleibt.

Die Fig. 4A bis 4D zeigen weitere Zwischenstufen bei der Her­ stellung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren.

Ausgehend von dem in Fig. 3F gezeigten Zwischenzustand zeigt Fig. 4A auf der Oberfläche 17a des Isolationsbereichs 17 großflächig oder zweidimensional abgeschiedene Sauerstoffbar­ riereschichten und zwar eine Schicht für den Kernbereich 15-1 des erfindungsgemäßen Barrierebereichs 15. Hinzugefügt ist ebenfalls eine Maske 30, deren Verwendung im Rahmen eines Ätzprozesses und nach deren Entfernung zu dem in Fig. 4B ge­ zeigten Zwischenzustand führt, in welchem der Kernbereich 15-1 des Barrierebereichs 15 oberhalb des Kontaktbereichs 16 diesen abdeckend angeordnet ist.

In Fig. 4C ist ein Zwischenschritt gezeigt, bei welchem nach konformer Abscheidung eines Schichtbereichs 15-2 in Form ei­ ner oxidierbaren Kontaktschicht (OCL) und deren Rückätzung oder Strukturierung der Kernbereich 15-1 des Barrierebereichs 15 durch einen entsprechenden Schichtbereich 15-2 abgedeckt ist, welcher zur Aufnahme von Bestandteilen aus der Umge­ bungsatmosphäre ausgebildet ist.

Fig. 4D zeigt einen nachfolgenden Einbettungsschritt mittels einer weiteren Einbettungsschicht 11-2, zum Beispiel in Form einer Siliziumdioxidschicht oder dergleichen, wobei dieser Zustand der Fig. 4D als Ausgangspunkt für weitere Präparati­ onsschritte dient.

Die Fig. 5A bis 5E zeigen weitere Zwischenstufen bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbleiter­ schaltungsanordnung in einer geschnittenen Seitenansicht der Halbleiterschaltungsanordnung 1.

Ausgehend von der in Fig. 4D gezeigten Zwischenstufe, bei welcher der Barrierebereich 15 der erfindungsgemäßen Halb­ leiterschaltungsanordnung 1, bestehend aus einem Kernbereich 15-1 und dem als oxidierbare Kontaktschicht ausgelegten Schichtbereich 15-2, in eine Einbettungsschicht 11-1 aus ei­ nem Oxidmaterial vollständig eingebettet ist. Im Übergang zum Zustand der Fig. 5A wird nun an entsprechenden Positionen im Bereich oberhalb des Kontaktbereichs 16 jeweils durch einen Ätzschritt eine Ausnehmung 19-1 geschaffen, welche von der Oberfläche 11-1a des Einbettungsbereichs bis zur Oberfläche 15-1a des Kernbereichs 15-1 des Barrierebereichs 15 reicht. Das bedeutet, dass durch die Ausnehmung 19-1 in einem zentra­ len Bereich der Schichtbereich 15-2 in Form der oxidierbaren Kontaktschicht entfernt wird.

Zur weiteren Passivierung für weitere Prozessschritte oder im Betrieb der Halbleiterschaltungsanordnung 1 werden nun die so entstehenden Kantenbereiche oder seitlichen Begrenzungsflä­ chen 19k der Ausnehmung 19-1 in Nachbarschaft zu dem Einbet­ tungsbereich 11-1 durch eine Spacertechnik mit einem Schicht­ bereich 15-3 zur Aufnahme von Bestandteilen aus der Umge­ bungsatmosphäre ausgekleidet, und zwar derart, dass der zu­ erst aufgebrachte Schichtbereich 15-2 und der zuletzt aufge­ brachte Schichtbereich 15-3 insgesamt zusammenhängend ausge­ bildet sind.

Die Fig. 5B und 5C zeigen Zwischenstufen dieser Spacertech­ nik, wobei Fig. 5B zunächst das Ergebnis einer konformen Ab­ scheidung mit einer in etwa konstanten Schichtdicke eines entsprechenden zur Aufnahme von Atmosphärenbestandteilen ge­ eigneten Materials zeigt. Dabei werden sowohl horizontale als auch vertikale Flächen mit einer entsprechenden Material­ schicht überzogen. In einem gerichteten Ätzverfahren können dann die horizontal beschichteten Flächenbereiche wieder freigelegt werden. Fig. 5C zeigt das Ergebnis, wobei aus­ schließlich die sich vertikal erstreckenden Flanken 19k in der Ausnehmung 19-1 mit einer entsprechenden Materialschicht ausgekleidet sind, so dass dort gerade die erfindungsgemäß vorgesehenen Schichtbereiche 15-3 zur Aufnahme von Atmosphä­ renbestandteilen ausgebildet werden.

Dann wird die verbleibende Vertiefung 19-1 mit einem leitfä­ higen Material aufgefüllt. Das Ergebnis ist in Fig. 5C ge­ zeigt. Durch die Wahl des leitfähigen Materials in der Aus­ nehmung 19-1 wird für den Betrieb die elektrisch leitfähige Verbindung 19 zwischen dem später aufzubringenden Kontaktele­ ment 14, z. B. einer Bottomelektrode BE eines Stackkondensa­ tors, und z. B. einem aktiven Gebiet 18-1 im Halbleitersub­ strat 18 realisiert, und zwar über den Leitungspfad, welcher durch das Verbindungselement 19 den Kernbereich 15-1 des Bar­ rierebereichs 15 und den Kontaktbereich 16 im Isolationsbe­ reich 17 gebildet wird.

Fig. 5D zeigt einen weiteren Zwischenzustand beim erfindungs­ gemäßen Herstellungsverfahren. Hierbei ist nun im Kontakt mit dem zweiten Schichtbereich 15-3 ein zusätzlicher Schichtbe­ reich 15-4 aufgebracht worden, der ebenfalls zur Aufnahme von Bestandteilen aus einer Umgebungsatmosphäre ausgebildet ist. Dieser weitere Schichtbereich 15-4 ist ebenfalls zusam­ menhängend mit den zuvor ausgebildeten Schichtbereichen 15-2 und 15-3 ausgebildet und dient als Basis zum Aufbringen einer Kontaktschicht 19-2 und des entsprechend vorzusehenden Kon­ taktelements 14, z. B. in Form einer Bottomelektrode BE, wel­ che in der letzten Fig. 5D der Sequenz gezeigt sind.

Insgesamt gesehen ergibt sich aus der Fig. 5D schließlich ei­ ne Halbleiterschaltungsanordnung 1, bei welcher der Bar­ rierebereich 15 eine mehrschichtig aufgebaute Struktur mit einem Kernbereich 15-1 und einem Schichtbereichskomplex mit Schichtbereichen 15-2, 15-3 und 15-4 zur Aufnahme von Be­ standteilen aus einer Umgebungsatmosphäre aufweist. Zur Kon­ taktierung des Kontaktelements 14 in Form einer Bottomelek­ trode BE wird mittels eines Verbindungselements 19 oder Anschlusselements 19 und einer entsprechenden Kontaktschicht 19-2 ein Verbindungskanal ausgebildet, welcher vom Kontakt­ element 14 oder der Bottomelektrode BE über die Kontakt­ schicht 19-2, das Anschlusselement oder Verbindungselement 19, dem Kernbereich 15-1 des Barrierebereichs 15 zum Kontakt­ bereich 16 und schließlich zum aktiven Gebiet 18-1 des Halb­ leitersubstrats 18 reicht. Dabei ist wesentlich, dass sämtli­ che Grenzflächenbereiche in der Nachbarschaft der Kontakt­ schicht 19-2, des Anschlusselements 19 sowie des Kernbereichs 15-1 des Barrierebereichs 15 mit einem zur Aufnahme von Atmo­ sphärenbestandteilen ausgelegten Material ausgekleidet sind, nämlich Schichtbereiche 15-2, 15-3 und 15-4 aufweisen.

Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer im Ergebnis unterschiedlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbleiterschaltungsanordnung ergibt sich, vom Zwischenzustand der Fig. 4D ausgehend, mit der Sequenz der Fig. 6A bis 6D.

In der Fig. 4D wurde der Barrierebereich 15 mit dem Kernbe­ reich 15-1 und dem Schichtbereich 15-2 zur Aufnahme von Atmo­ sphärenbestandteilen insgesamt in einem Einbettungsbereich 11-1 aus einem Oxidmaterial vollständig eingebettet. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird nun dieser Einbettungs­ bereich 11-1 auf das Niveau der Oberfläche 15a des Kernbe­ reichs 15-1 des Barrierebereichs 15 z. B. durch Polieren ab­ getragen, so dass die gesamte Oberfläche 15a des Kernbereichs 15-1 vollständig frei liegt, also auch nicht vom Schichtbe­ reich 15-2 abgedeckt wird, und bündig und planar mit der her­ unterpolierten Einbettungsschicht 11-1 abschließt. Dieser Zu­ stand ist in Fig. 6A im Querschnitt angedeutet.

In analoger Weise zu dem in Fig. 5D gezeigten Prozess wird nun im Übergang zu dem in Fig. 6B gezeigten Zustand ein im Wesentlichen horizontal ausgebildeter weiterer Schichtbereich 15-4 abgeschieden, der mit dem zuerst abgeschiedenen Schicht­ bereich 15-2 zusammenhängt und als Basis für ein Verbindungs­ element oder Anschlusselement 19 oder einer entsprechenden Kontaktschicht 19-1 und das darauf folgende Kontaktelement 14, z. B. in Form einer Bottomelektrode BE, dient.

Fig. 6B zeigt den Zustand der erfindungsgemäßen Halbleiter­ schaltungsanordnung 1 nach vollständiger Präparation des zu­ sätzlichen Schichtbereichs 15-4. Fig. 6C zeigt den vollstän­ dig präparierten Zustand nach Ausbildung des entsprechenden Anschlusselements 19 und der entsprechenden Kontaktschicht 19-1.

Fig. 6D zeigt zusätzlich das vollständig ausgebildete Kon­ taktelement 14 in Form einer Bottomelektrode BE, welche be­ reits auch in einer entsprechenden weiteren Einbettungs­ schicht 11-2 in Form eines Zwischenoxids eingebettet ist.

Eine andere Konzeption ergibt sich, wenn man den Herstel­ lungsprozess, ausgehend von dem in der Fig. 3 G gezeigten Zwi­ schenzustand, variiert, wie dies in den Fig. 7A bis 7G ge­ zeigt ist.

Bei dem in Fig. 3F gezeigten Zwischenzustand ist oberhalb ei­ nes aktiven Gebiets 18-1 in einem Halbleitersubstrat 18 ein Verbindungsbereich 16 zur späteren Kontaktierung in einem I­ solationsbereich 17 eingebettet ausgebildet.

Bei dem in Fig. 7A gezeigten Zwischenzustand wurde im Bereich der Oberseite 17a des Isolationsbereichs 17 eine erweiternde Ausnehmung in der Nachbarschaft der Oberfläche 16a des Ver­ bindungsbereichs 16 ausgebildet. Diese Ausnehmung 16-1 weist einen größeren lateralen Durchmesser auf als der Verbindungs­ bereich 16 selbst.

Im Zwischenzustand, der in Fig. 7B gezeigt ist, ist diese Ausnehmung 16-1 mit einem Material für einen Kernbereich 15-1 eines auszubildenden Barrierebereichs 15 derart aufgefüllt, dass der Kernbereich 15-1 mit der Oberfläche 17a des Isolati­ onsbereichs 17 planar abschließt. Dies kann z. B. durch Ab­ scheiden und anschließendes Polieren erfolgen.

Beim Zustand der Fig. 7B ist auf der Oberfläche 17a des Iso­ lationsbereichs ferner ein Schichtbereich 15-2 abgeschieden, welcher den Kernbereich 15-1 auf der Oberfläche 17a des Iso­ lationsbereichs 17 vollständig abdeckt und welcher zur Auf­ nahme von Atmosphärenbestandteilen ausgebildet ist. Die late­ rale Ausdehnung des Schichtbereichs 15-2 ist auf die Umgebung des Kernbereichs 15-1 des Barrierebereichs 15 beschränkt. Es ist auch eine Einbettung des Barrierebereichs 15 und insbe­ sondere des Schichtbereichs 15-2 in einer Zwischenoxidschicht oder Einbettungsschicht 11-1 mit Oberfläche 11a gezeigt.

Nachfolgend wird dann zur späteren Kontaktierung zunächst ei­ ne Ausnehmung 19-1 für das später anzubringende Anschluss­ element oder Verbindungselement 19 durch einen Ätzprozess ge­ schaffen, wie dies in Fig. 7C gezeigt ist, wobei dann wie­ derum die Kantenbereiche 19k der Ausnehmung 19-1 durch ein konformes Abscheidungsverfahren mit nachfolgendem Ätzprozess mit einem weiteren Schichtbereich 15-3 zur Aufnahme von Atmo­ sphärenbestandteilen ausgekleidet werden, wie dies ebenfalls in Fig. 7C gezeigt ist.

Nach erfolgter Auffüllung der Ausnehmung 19-1 mit einem leit­ fähigen Material zur Ausbildung des Anschlusselements 19 oder Verbindungselements 19 und nach Aufbringen einer entsprechen­ den Basis in Form eines weiteren im Zusammenhang stehenden Schichtbereichs 15-4 zur Aufnahme von Atmosphärenbestandtei­ len für eine Kontaktschicht 19-2 mit dem darauf folgenden Kontaktelement 14 in Form einer Bottomelektrode BE für einen Stackkondensator, wobei die Gesamtstruktur wiederum in einer Zwischenoxidschicht oder in einem Schichtbereich 11-2 einge­ bettet ausgebildet ist, ist der abschließende Zustand der Fig. 7D erreicht.

Vorangehend können die dargestellten Prozesse, die ein loka­ les Polieren oder Ätzen zum Ausbilden von lokalen Strukturen vorsehen, auch durch selektive Aufwachsvorgänge ersetzt wer­ den, sofern dies grundsätzlich möglich ist.

Ferner können 2D- und 3D-Strukturierungsverfahren und/oder Damascene- und Ätzverfahren jeweils gegeneinander ausge­ tauscht werden, sofern dies grundsätzlich möglich ist.

Entsprechend zeigt Fig. 8 eine alternative Form eines Pro­ zessergebnisses, wobei - ausgehend vom Zustand der Fig. 7B - durch ein Ätzverfahren anstelle eines Damascene-Verfahrens eine 3D-Strukturierung erzielt wurde. In analoger Weise er­ hielte man auch für die in den Fig. 5D und 6D gezeigten Er­ gebnisse pyramidale Strukturen im Bereich des Kontaktelements 14, BE.

Bezugszeichenliste

1

Halbleiterschaltungsanordnung

3

Opferbereich

4

Umsetzungsbereich

10

Kondensatoreinrichtung, Speicherkondensator

11

Einbettungsschicht, Zwischenoxid

11-1

Einbettungsschicht, Zwischenoxid

11-2

Einbettungsschicht, Zwischenoxid

11

a Oberfläche, Oberseite

12

obere Elektrodeneinrichtung

13

Dielektrikum

14

Kontaktelement, untere Elektrodeneinrichtung

15

Barrierebereich

15-1

Kernbereich

15-2

Schichtbereich, oxidierbare Kontaktschicht

15-3

Schichtbereich, oxidierbare Kontaktschicht

15-4

Schichtbereich, oxidierbare Kontaktschicht

15

a Oberfläche, Oberseite

15

k Kantenbereich

16

Kontaktbereich

16

a Oberfläche, Oberseite

16

d Defektbereich

16-1

Vertiefung

17

Isolationsbereich, Einbettungsbereich

17

a Oberfläche, Oberseite

18

Halbleitersubstrat

18

a Oberfläche, Oberseite

18-1

aktives Gebiet

19

Anschlusselement, Verbindungselement

19

a Oberfläche, Oberseite

19

k Kantenbereich

19-1

Ausnehmung, Vertiefung

19-2

Kontaktschicht
BE Bottomelektrode, untere Elektrodeneinrichtung
TE Topelektrode, obere Elektrodeneinrichtung

Claims (24)

1. Halbleiterschaltungsanordnung, insbesondere Speicherein­ richtung oder dergleichen,
mit mindestens einem Halbleitersubstrat (18) oder derglei­ chen,
mit mindestens einem Kontaktelement (14), welches im We­ sentlichen in einem Bereich auf dem Halbleitersubstrat (18) angeordnet ausgebildet ist, und
mit einem Kontaktbereich (16), welcher zur im wesentlichen elektrisch leitenden Kontaktierung des Kontaktelements (14) mit zumindest einem Teil des Halbleitersubstrats (18) im Wesentlichen in einem Bereich im Halbleitersubstrat (18) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass Kantenbereiche (15k), Seitenbereiche (15k), Grenz­ schichten (15k) oder -flächen (15k) in einem vom Halblei­ tersubstrat (18) abgewandten Bereich des Kontaktbereichs (16) zumindest zu einem Teil (15-2, 15-3, 15-4) zur chemi­ schen und/oder physikalischen Aufnahme der Umgebungsbe­ standteile ausgebildet sind, insbesondere als oxidierbare Kontaktschicht oder dergleichen, und
dass dadurch die Diffusion, insbesondere die mittlere Dif­ fusionslänge, der Umgebungsbestandteile, insbesondere beim Prozessieren und/oder im Betrieb, reduziert wird, insbe­ sondere zumindest in indirekter Form entlang der Kantenbe­ reiche (15k), Seitenbereiche (15k), Grenzschicht (15k) o­ der -fläche (15k) und/oder dergleichen und/oder insbeson­ dere in Richtung auf den jeweiligen Kontaktbereich (16) zu.

2. Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass jeweils ein Barrierebereich (15) vorgesehen ist, wel­ cher im Wesentlichen elektrisch leitend zwischen dem Kontaktelement (14) und dem Kontaktbereich (16) vorgesehen und zur zumindest teilweisen Abschirmung des Kontaktbereichs (16) von Umgebungsbestandteilen ausgebildet ist,
dass der Barrierebereich (15) zumindest zu einem Teil (15- 2, 15-3, 15-4) zur chemischen und/oder physikalischen Auf­ nahme der Umgebungsbestandteile ausgebildet ist und
dass dadurch die Diffusion, insbesondere die mittlere Dif­ fusionslänge, der Umgebungsbestandteile, insbesondere beim Prozessieren und/oder im Betrieb, reduziert wird, insbeson­ dere zumindest in indirekter Form entlang von Kantenberei­ chen (15k), Seitenbereichen (15k), Grenzschichten (15k) o­ der -flächen (15k) und/oder dergleichen des Barrierebe­ reichs (15) und/oder insbesondere in Richtung auf den je­ weiligen Kontaktbereich (16) zu.

3. Halbleiterschaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei welcher das Halbleitersubstrat (18) oder dergleichen zumindest in einer lateralen Ausdehnung zumindest zum Teil mit einem Isolationsbereich (17) im Wesentlichen abgedeckt ausgebildet ist,
bei welcher das mindestens eine Kontaktelement (14) je­ weils auf einer vom Halbleitersubstrat (18) im Wesentli­ chen abgewandten Seite des Isolationsbereichs (17) vorge­ sehen ist, und
bei welcher der jeweilige Kontaktbereich (16) zur elek­ trischen Kontaktierung des Kontaktelements (14) mit zumin­ dest einem Teil, insbesondere einem aktiven oder Diffusi­ onsgebiet (18-1), des Halbleitersubstrats (18) ausgebildet und dazu im Wesentlichen im Isolationsbereich (17) vorge­ sehen und mit dem Halbleitersubstrat (18), insbesondere dem jeweils aktiven oder Diffusionsgebiet (18-1), im We­ sentlichen elektrisch leitend verbunden ausgebildet ist.

4. Halbleiterschaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche mindestens eine Kondensatoranordnung aufweist, wobei eine Mehrzahl von Kondensatoreinrichtungen (10) vorgesehen ist, die eine untere Elektrodeneinrichtung (BE) aufweisen, welche jeweils zumindest zum Teil als Kontaktelement (14) der Halbleiterschaltungsanordnung (1) ausgebildet sind.

5. Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoranordnung als Teil einer DRAM- oder Fe­ RAM-Speichereinrichtung oder dergleichen ausgebildet ist.

6. Halbleiterschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Kondensatoreinrichtungen (10) der Kondensa­ toranordnung im Wesentlichen als Stackkondensator oder der­ gleichen ausgebildet sind, wobei insbesondere jeweils eine obere Elektrodeneinrichtung (12, TE) und/oder ein, insbeson­ dere ferroelektrisches Dielektrikum (13) zwischen dem jewei­ ligen Kontaktelement (14) als untere Elektrodeneinrichtung (BE) und der oberen Elektrodeneinrichtung (12, TE) vorgesehen sind.

7. Halbleiterschaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Barrierebereich (15) zumindest zu einem Teil (15-2) zum Ausbilden einer chemischen Verbindung mit Umgebungsbe­ standteilen ausgebildet ist, insbesondere zur Oxidation oder dergleichen, vorzugsweise mit Sauerstoff.

8. Halbleiterschaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil (15-2) des Barrierebereichs (15) zur Aufnahme von Umgebungsbestandteilen als ein Schichtbereich (15-2) des Barrierebereichs (15) ausgebildet ist.

9. Halbleiterschaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtbereich (15-2) zur Aufnahme von Umgebungsbe­ standteilen zumindest auf einer dem Halbleitersubstrat (18) im Wesentlichen abgewandten Seite (18a) ausgebildet ist, ins­ besondere als im Wesentlichen zusammenhängender Bereich.

10. Halbleiterschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtbereich (15-2) zur Aufnahme von Umgebungsbe­ standteilen zumindest an Kantenbereichen (15k), Seitenberei­ chen (15k) und/oder Grenzschichten oder -flächen oder der­ gleichen des Barrierebereichs (15) vorgesehen ist, insbeson­ dere zwischen einem dem Halbleitersubstrat (18) im Wesentli­ chen zugewandten Kernbereich (15-1) des Barrierebereichs (15) und dem jeweiligen Kontaktelement (14).

11. Halbleiterschaltungsanordnung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Barrierebereich (15) und insbesondere der Schichtbe­ reich (15-2) zur Aufnahme von Umgebungsbestandteilen in einem Einbettungsbereich (11-1), insbesondere in ein Zwischenoxid oder dergleichen, eingebettet ausgebildet sind.

12. Halbleiterschaltungsanordnung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Barrierebereich (15) ein Anschlusselement oder Ver­ bindungselement (19) aufweist, welches insbesondere in einem von den Seiten- oder Kantenbereichen (15k) des Barrierebe­ reichs (15) entfernt, vorzugsweise zentral liegend, angeord­ net ist und durch welches im Betrieb der Halbleiterschal­ tungsanordnung (1) ein im Wesentlichen elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Kontaktelement (14) und dem Kontaktbe­ reich (16) herstellbar ist, insbesondere indirekt über den Kernbereich (15-1) des Barrierebereichs (15) durch den Schichtbereich (15-2) zur Aufnahme von Umgebungsbestandteilen hindurch.

13. Halbleiterschaltungsanordnung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Barrierebereich (15), insbesondere der Kernbereich (15-1) davon, und/oder der Teil (15-2) und insbesondere der Schichtbereich (15-2) davon zur Aufnahme der Umgebungsbe­ standteile aus der Atmosphäre mehrschichtig aufgebaut ausge­ bildet sind.

14. Halbleiterschaltungsanordnung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Barrierebereich (15) und insbesondere der Schichtbe­ reich (15-2) davon zumindest zum Teil als oxidierbare Kon­ taktschicht ausgebildet sind und/oder insbesondere als Be­ standteile Ti, Ta, TiN, TaN, WN, W, TaSiN, Ir, IrO₂ oder der­ gleichen enthalten.

15. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterschaltungsan­ ordnung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit den Schritten:

• - Ausbilden mindestens eines Halbleitersubstrats (18), ins­ besondere mit entsprechenden Schaltungselementen oder dergleichen,
• - Ausbilden mindestens eines Kontaktbereichs (16) an einer definierten Position in einem Bereich auf dem Halbleiter­ substrat (18), wobei ein Ende des Kontaktbereichs (16) in einen Oberflächenbereich mündet, und
• - Ausbilden jeweils eines Kontaktelements (14) in im We­ sentlichen elektrisch leitendem Kontakt mit dem Kontakt­ bereich (16),

dadurch gekennzeichnet,

• - dass zumindest ein Teil (15-2) der Kantenbereiche (15k), Seitenbereiche (15k), Grenzschichten (15k) oder -flächen (15k) in einem vom Halbleitersubstrat (18) abgewandten Bereich des Kontaktbereichs (16) zur chemischen und/oder physikalischen Aufnahme von Umgebungsbestandteilen ausge­ bildet wird und
• - dass dadurch die Diffusion, insbesondere die mittlere Diffusionslänge, von Umgebungsbestandteilen, insbesondere beim Prozessieren und/oder im Betrieb, reduziert wird, insbesondere zumindest in indirekter Form entlang der Seitenbereiche (15k), Kantenbereiche (15k), Grenzschich­ ten (15k) oder -flächen und/oder dergleichen und/oder insbesondere in Richtung auf den jeweiligen Kontaktbe­ reich (16) zu.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Barrierebereich (15) ausgebildet wird, und zwar im Wesentlichen in einem Bereich auf dem Halbleitersubstrat (18) in im Wesentlichen elektrisch leitendem Kontakt mit dem Kontaktbereich (16) und/oder dem Kontaktelement (14) zur zumindest teilweisen Abschirmung des Kontaktbereichs (16) von Umgebungsbestandteilen,
dass zumindest ein Teil (15-2) des Barrierebereichs (15) zur chemischen und/oder physikalischen Aufnahme von Umge­ bungsbestandteilen ausgebildet wird und
dass dadurch die Diffusion, insbesondere die mittlere Dif­ fusionslänge, von Umgebungsbestandteilen, insbesondere beim Prozessieren und/oder im Betrieb, reduziert wird, insbeson­ dere zumindest in indirekter Form entlang von Seitenberei­ che (15k), Kantenbereiche (15k), Grenzschichten (15k) oder -flächen (15k) und/oder dergleichen des Barrierebereichs (15) und/oder insbesondere in Richtung auf den jeweiligen Kontaktbereich (16) zu.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei das Ausbilden des mindestens einen Kontaktbereichs (16) die Schritte aufweist:

• - Ausbilden eines Isolationsbereichs (17) auf mindestens ei­ nen Oberflächenbereich (18a) des Halbleitersubstrats (18), wobei vorzugsweise ein Oxidmaterial, zum Beispiel SiO₂- Material oder dergleichen, verwendet wird,
• - Ausbilden jeweils einer Vertiefung (16-1), eines Loches oder dergleichen im Isolationsbereich (17) an einer je­ weils vorgegebenen Stelle, vorzugsweise durch einen Ätz­ vorgang oder dergleichen, wobei die Vertiefung (16-1) bis zum Oberflächenbereich (18a) des Halbleitersubstrats (18) geführt wird,
• - Beschichten der vom Halbleitersubstrat (18) abgewandten Oberseite (17a) des Isolationsbereichs (17) und dabei Fül­ len der jeweiligen Vertiefung (16-1) mit einem im We­ sentlichen elektrisch leitfähigen Material, vorzugsweise einem Polysiliziummaterial oder dergleichen und/oder in ganz- oder großflächiger Art und Weise im Rahmen eines 2D- Strukturierungsprozesses oder dergleichen, und
• - Entfernen des leitfähigen Materials von der Oberseite (17a) des Isolationsbereichs (17) außerhalb der Vertie­ fungen (16-1), vorzugsweise durch Polieren, zum Beispiel im Rahmen eines CMP-Verfahrens, und/oder durch Rückätzen, und dadurch insbesondere Planarisieren der Oberseite (17a) des Isolationsbereichs (17).

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontaktbereich (16) jeweils im Bereich der Oberseite (17a) des Isolationsbereichs (17) zur Abschirmung gegen Umge­ bungsbestandteile mit einem zumindest teilweise im Wesentli­ chen elektrisch leitenden Barrierebereich (15) abgedeckt wird,
wobei eine oder mehrere Materialschichten abgeschieden wer­ den, und zwar als aufeinanderfolgende Kontakt- und/oder Dif­ fusionsbarriereschichten, insbesondere in Form eines Stapels oder dergleichen.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Materialschichten für den Barrierebereich (15) groß- oder ganzflächig, insbesondere im Rahmen eines 2D- Strukturierungsprozesses, abgeschieden und dann außerhalb von Bereichen der Nachbarschaft der Kontaktbereiche (16) entfernt werden, insbesondere durch Ätzen, Polieren oder dergleichen.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Abscheiden der Materialschichten für den Barrierebereich (15) im Bereich des Kontaktbereichs (16) jeweils eine erweiternde Vertiefung (16-2) im Bereich der Oberseite (17a, 16a) des Isolationsbereichs (17) und/oder des Kontaktbereichs (16) ausgebildet wird und
dass beim Abscheiden der Materialschichten für den Bar­ rierebereich (15) die jeweiligen Vertiefungen (16-2) ge­ füllt wird,
wobei insbesondere nachfolgend die Materialschichten für den Barrierebereich (15) in Bereichen außerhalb dieser Vertiefungen (16-2) entfernt werden, vorzugsweise durch Polieren oder dergleichen.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
dass zunächst ein Kernbereich (15-1) für den Barrierebe­ reich (15) ausgebildet wird, welcher im Wesentlichen e­ lektrisch leitfähig ist, und
dass dann mindestens ein Schichtbereich (15-2) oder eine Opferschicht (15-2) für den Barrierebereich (15) ausge­ bildet wird, welche zur Aufnahme von Umgebungsbestandtei­ len ausgebildet ist, vorzugsweise im Rahmen einer chemi­ schen Umsetzung, Oxidation oder dergleichen, insbesondere mit Sauerstoff oder dergleichen, und welche zumindest Seitenbereiche (15k), Kantenbereiche (15k), Grenzschich­ ten (15k) oder -flächen und/oder dergleichen des Kernbe­ reichs (15-1) abdeckt, insbesondere in Richtung auf den Kontaktbereich (16) zu.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Barrierebereich (15) in einer im Wesentlichen elek­ trisch isolierenden Einbettungsschicht (11-1, 11-2), vorzugs­ weise in ein Oxidmaterial, eingebettet wird, wobei gegebenen­ falls ein im Wesentlichen elektrisch leitendes Kontaktelement (19) zwischen dem Kernbereich (15-1) des Barrierebereichs (15) und der Oberseite (11a) der Einbettungsschicht (11-1) ausgebildet wird und wobei insbesondere Randbereiche (19k), Seitenbereiche (19k), Grenzschichten (19k) und/oder -flächen (19k) oder dergleichen zwischen der Einbettungsschicht (11) und dem Verbindungselement (19) mit einem gegebenenfalls wei­ teren Schichtbereich (15-3) zur Aufnahme von Umgebungsbe­ standteilen ausgekleidet werden, insbesondere durch eine Spacertechnik.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausbilden des Kontaktelements (14) in Seitenberei­ chen (19k), Kantenbereichen (19k), Grenzschichten (19k) und/oder -flächen (19k) oder dergleichen zwischen dem Bereich des Kontaktelements (14) und von Einbettungsschichten (11-1, 11-2) jeweils mit einem Schichtbereich (15-4) zur Aufnahme von Umgebungsbestandteilen ausgekleidet oder ausgebildet wer­ den.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Barrierebereich (15) und/oder der Schichtbereich (15-2) davon als oxidierbare Kontaktschicht ausgebildet sind und/oder insbesondere als Bestandteile Ti, Ta, TiN, TaN, WN, W, TaSiN, Ir, IrO₂ oder dergleichen enthalten.