DE10163345B4

DE10163345B4 - Verfahren zur Herstellung eines Kondensators in einem Halbleiterbauelement

Info

Publication number: DE10163345B4
Application number: DE10163345A
Authority: DE
Inventors: Kee Jeung Lee; Byung Seop Hong
Original assignee: Hynix Semiconductor Inc
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 2001-04-30
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: US6656789B2; KR100401503B1; JP4111427B2; CN1384539A; US20020160559A1; KR20020083773A; TW517330B; GB2375229A; GB0131107D0; JP2002343889A; GB2375229B; DE10163345A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Kondensators in einem Halbleiterbauelement, mit den Schritten:
ein Halbleitersubstrat (21) wird präpariert;
eine isolierende Zwischenschicht (23) wird auf dem Halbleitersubstrat (21) gebildet;
ein Kontaktloch wird durch die isolierende Zwischenschicht gebildet;
ein Kontaktanschluss (27) wird in dem Kontaktloch gebildet;
eine untere Elektrode wird gebildet, wobei die untere Elektrode in elektrischem Kontakt mit dem Kontaktanschluss steht;
eine hemisphärische Kornschicht (35) wird auf einer Oberfläche der unteren Elektrode gebildet;
die untere Elektrode wird mit Phosphor bei einer Temperatur von 550 bis 650°C in einer Phosphorgasumgebung dotiert;
eine dielektrische TaON-Schicht (37) wird auf der unteren Elektrode gebildet;
die dielektrische TaON-Schicht (37) wird ausgeheilt; und
eine obere Elektrodenschicht wird auf der dielektrischen TaON-Schicht (37) gebildet;
wobei der Schritt des Ausheilens der dielektrischen TaON-Schicht (37) weiterhin die Schritte umfasst:
eine erste Ausheilbehandlung bei einer Temperatur von 700 bis 900°C in...

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiterspeicher und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators passend für ein hochintegriertes Speicherelement unter Verwendung einer dielektrischen TaON-Schicht mit einer hohen dielektrischen Konstante.
Hintergrund des Standes der Technik
In dem Maße, in dem die Integration von Speicherprodukten mit der Entwicklung einer Halbleitertechnologie mit feiner Linienbreite zunimmt, wurde die Einheitsspeicherzellenfläche stark reduziert und wurden die Arbeitsspannungen stark reduziert.
Abgesehen von dieser Reduzierung in der Zellenfläche blieb die Ladekapazität, die für einen funktionierenden Speicherelementbetrieb notwendig ist, bei mindestens 25 fF/Zelle, um so die Erzeugung von Softfehlern zu verhindern und die Notwendigkeit der Reduzierung der Auffrischzeit zu vermeiden.
In einem herkömmlichen DRAM-Kondensator, welcher als ein Dielektrikum eine Nitrid/Oxid („NO") Schichtstruktur verwendet, kann die Konfiguration der unteren Elektrode modifiziert werden, um eine komplexe dreidimensionale Struktur zur Verfügung zu stellen, oder es kann die Höhe der unteren Elektrode gesteigert werden. Diese strukturellen Modifikationen dienen dazu, die Effektivflächen-Fläche zu erhöhen und dadurch die notwendige Ladungskapazität zur Verfügung zu stellen.
Der Bereich dreidimensionaler Konfigurationen der unteren Elektrode ist jedoch durch Verfahrensschwierigkeiten beschränkt. Darüber hinaus erzeugt das Erhöhen der unteren Elektrodenhöhe einen Höhenunterschied in der Stufe zwischen den Zellenflächen und den peripheren Schaltungsflächen. Gegebenenfalls verschlechtert das Erhöhen des Stufenhöhenunterschiedes die Ausbeute und die Zuverlässigkeit des resultierenden Elementes, als Ergebnis von Schwierigkeiten bei der Bildung von Leitern aufgrund von Schwierigkeiten beim Erhalten einer ausreichenden Fokussiertiefe nachfolgender fotolithografischer Prozesse.
Daher können Kondensatoren mit herkömmlichen dielektrischen NO-Strukturen nicht sowohl mit ausreichender Ladungskapazität als auch mit ausreichender Zellenfläche hergestellt werden, die für die DRAM-Bauelemente der nächsten Generation benötigt werden.
Um die Nachteile der NO-Kondensatoren zu überwinden, wurden in letzter Zeit Entwicklungen von Ta₂O₅ Kondensatoren vorgenommen, welche Ta₂O₅ Schichten mit dielektrischen Konstanten zwischen 25 und 27 anstelle von NO-Schichten mit dielektrischen Konstanten zwischen 4 und 5 verwenden.
Ta₂O₅ Schichten haben jedoch ein instabiles chemisches stöchiometrisches Verhältnis, was zu Ta-Atomen in der Schicht führt, die aufgrund der Unterschiede in dem Zusammensetzungsverhältnis zwischen den Ta- und O-Atomen nicht vollständig oxidiert sind. Es ist nämlich unvermeidlich, dass Substitutionstyp Ta-Atome eines Sauerstoffleerstellentyps in der Schicht lokal aufgrund des instabilen chemischen Kompositionsverhältnisses des Materials selbst existieren.
Obwohl die Anzahl und die Dichte der Sauerstoffleerstellen in der Ta₂O₅ Schicht entsprechend dem Verhältnis der Komponenten und ihres Bindungsgrades variieren können, können Sauerstoffleerstellen nicht vollständig vermieden werden.
Um ein Stromleck eines Kondensators zu verhindern, ist daher ein zusätzlicher Oxidationsprozess notwendig, um die Substitutionstyp-Ta-Atome, die in der dielektrischen Schicht vorhanden sind, zu oxidieren, um ein stabileres stöchiometrisches Verhältnis innerhalb der Ta₂O₅ Schicht zu erzeugen.
Darüber hinaus weist die Ta₂O₅ Schicht eine hohe Oxidationsreaktivität mit Polysilizium und TiN auf, Materialien, die normalerweise verwendet werden, um die oberen und/oder unteren Elektroden des Kondensators zu bilden. Diese Reaktion neigt dazu, eine Oxidschicht niederer Dielektrizität zu bilden und die Homogenität an einer Grenzschicht stark zu reduzieren, wenn Sauerstoff in der Ta₂O₅ Schicht zu der Grenzschicht wandert und mit dem Elektrodenmaterial reagiert.
Wenn die Ta₂O₅ Schicht gebildet wird, werden Kohlenstoffatome und Kohlenstoffverbindungen, wie etwa CH₄, C₂H₄ und dergleichen, und H₂O durch die Reaktion zwischen den organischen Abschnitten des organometallischen Ta (OC₂H₅)₅ Precursors und des O₂ und N₂O Gases, welches zur Bildung der Ta₂O₅ Schicht verwendet wird, erzeugt und in die Schicht als Störstellen eingebaut.
Dementsprechend existieren Sauerstoffleerstellen sowie Kohlenstoffatome und Ionen und Radikale in der Ta₂O₅ Schicht als Störstellen und erhöhen den Leckstrom der resultierenden Kondensatoren und verschlechtern deren dielektrische Eigenschaften.
Eine vorgeschlagene Lösung für diese Probleme ist eine nach der Bildung durchgeführte thermische Behandlung (Oxidation), die einen elektrischen Ofen oder RTP und ein N₂O- oder O₂-Ambiente verwendet, um diese Probleme zu überwinden.
Die nach der Bildung durchgeführte thermische Behandlung in der N₂O- oder O₂-Atmosphäre kann jedoch die Tiefe der Verarmungsschicht erhöhen, da eine Oxidschicht mit einer niedrigen elektrischen Konstanten an der Grenzschicht mit der unteren Elektrode gebildet wird.
Unter Berücksichtigung der Probleme, die aus der nach der Bildung durchgeführten thermischen Behandlung und der anschließenden Bildung eines Kontaktanschlusses zum Speichern elektrischer Ladungen und einer dielektrischen Schicht resultieren, werden ein Kondensator in einem Halbleiterbauelement und ein herkömmliches, der Anmelderin bekanntes, Verfahren der Herstellung im folgenden mit Bezug auf die 1–3 beschrieben.
1–3 zeigen Querschnittsansichten eines Kondensators in einem Halbleiterbauelement und ein Herstellungsverfahren für denselben gemäß einem herkömmlichen Verfahren.
Gemäß 1 werden eine Isolationszwischenschicht 3, eine Barrierennitridschicht 5, eine Pufferoxidschicht 7 nacheinander auf einem Halbleitersubstrat 1 abgeschieden. In diesem Fall wird die Isolationszwischenschicht 3 vorzugsweise durch Abscheiden von HDP, BPSG, oder SOG Materialien gebildet. Die Barrierennitridschicht 5 wird vorzugsweise unter Verwendung einer Plasmanitridabscheidung und die Pufferoxidschicht 7 wird vorzugsweise unter Verwendung von PE-TEOS abgeschieden.
Eine obere Oberfläche der Pufferoxidschicht 7 wird dann mit einem Fotolackmuster (in der Zeichnung nicht dargestellt) für eine Anschlusskontaktmaske beschichtet. Unter Verwendung des Fotolackmusters als eine Maske werden dann Kontaktlöcher 9 durch Entfernen von Abschnitten der Pufferoxidschicht 7, der Barrierennitridschicht 5 und der Isolationszwischenschicht 3 gebildet, um diese Abschnitte des Halbleitersubstrates 1 freizulegen.
Das (in der Zeichnung nicht dargestellte) Fotolackmuster wird dann entfernt und es wird ein Polysiliziummaterial auf dem Wafer abgeschieden. Das Polysilizium füllt die Kontaktlöcher 9 und bildet eine Schicht auf der oberen Oberfläche des Pufferoxides 7. Kontaktanschlüsse 11 werden dann durch selektives Entfernen des Polysiliziummaterials von der Pufferoxidschicht 7 durch Blankettätzen oder einen CMP-Prozess gebildet.
Gemäß 2 wird dann eine Deckeloxidschicht 13 auf einer freigelegten oberen Oberfläche der gesamten Struktur einschließlich der Kontaktanschlüsse 11 abgeschieden.
Nachdem die Deckeloxidschicht 13 mit einem Fotolackmuster (in der Zeichnung nicht dargestellt) für eine Speicherknotenmaske beschichtet wurde, werden die oberen Oberflächen der Kontaktanschlüsse 11 durch selektives Entfernen der Deckeloxidschicht 13 unter Verwendung des Fotolackmusters als eine Ätzmaske exponiert.
Dann wird eine dotierte Polysiliziumschicht 15 auf der exponierten Oberfläche der selektiv entfernten Deckeloxidschicht 13 und der exponierten oberen Oberfläche der Kontaktanschlüsse 11 abgeschieden.
Gemäß 3 wird über der dotierten Polysiliziumschicht 15 eine (nicht dargestellte) Fotolackschicht oder PSG gebildet, wodurch die selektiv entfernte Deckeloxidschicht 13 aufgefüllt wird.
Die unteren Elektroden 15a werden durch selektives Entfernen der dotierten Polysiliziumschicht 15 und der Fotolackschicht durch Blankettätzen entfernt, bis die Deckeloxidschicht 13 freigelegt ist.
Es wird dann eine dielektrische TaON oder Ta₂O₅ Schicht 17 auf einer oberen Oberfläche der gesamten Struktur einschließlich der unteren Elektroden 15a nach Entfernen der Fotolackschicht gebildet.
Dann wird auf der dielektrischen TaON oder Ta₂O₅ Schicht in einer N₂O- oder O₂-Atmosphäre eine thermische Behandlung ausgeführt.
Schließlich wird auf der dielektrischen TaON oder Ta₂O₅ Schicht 17 eine obere Elektrode 19 gebildet, um die Herstellung des Kondensators zu vervollständigen.
Wie oben erwähnt, wird der Kontaktanschluss 11 für einen unteren Elektrodenkontakt in einem Kondensator in einem Halbleiterbauelement unter Verwendung eines TaON oder Ta₂O₅ Dielektrikums gemäß 1 durch sequenzielles Abschalten der Isolationszwischenschicht (einer Oxidschicht, die zwischen den Bitlinien und den unteren Elektroden existiert, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist), einer Barrierennitridschicht und einer Oxidpufferschicht. Diese Schichten werden dann selektiv entfernt, um eine Öffnung zu bilden, eine Schicht leitenden Materials wird abgeschieden, und der Abschnitt der leitenden Schicht, der sich nicht innerhalb der entfernten Öffnungsfläche befindet, wird entfernt, um die Kontaktanschlüsse übrig zu lassen.
Wenn die Kontaktanschlüsse auf diese Art und Weise gebildet werden, wie in der 2 nicht dargestellt, erstrecken sich jedoch die Kontaktanschlüsse unglücklicherweise um etwa 50 nm bis 150 nm nach außen über die Barrierennitridschicht hinweg. Dieses führt dazu, dass die durch die unteren Elektroden belegte Fläche reduziert wird und verursacht eine elektrische Verschlechterung und Zuverlässigkeitsprobleme als Ergebnis der angestiegenen Wahrscheinlichkeit des Erzeugens von Brücken zwischen benachbarten Kontaktanschlüssen.
Darüber hinaus wird die Verarmungsschicht tiefer, da eine Oxidschicht mit niedriger dielektrischer Konstanten an der Grenzschicht zwischen den unteren Elektroden und der dielektrischen Schicht während der nachfolgenden thermischen Behandlung in der N₂O- oder O₂-Atmosphäre auf der dielektrischen TaON oder Ta₂O₅ Schicht gebildet wird.
Daher wird die Effizienz des Kondensators reduziert, wenn ein Verarmungsverhältnis (C) zwischen etwa 7 und 17% rangiert.
In diesem Fall ist das Verarmungsverhältnis (C) = 1 – {(C_max – C_min)/C_max} × 100, wobei C_max eine Kapazität C_s ist, wenn eine „+" Spannung an der oberen Elektrode angelegt wird, und wobei C_min eine Kapazität C_s ist, wenn eine „–" Spannung an die obere Elektrode angelegt wird.
In dem Herstellungsverfahren für einen TaON Kondensator im Stand der Technik wird die thermische Behandlung in einer N₂O oder O₂ Atmosphäre bei einer Temperatur von 700 bis 800°C nach der Abscheidung auf der TaON-Schicht ausgeführt, um so die Sauerstoffleerstellen und die Kohlenstoffstörstellen in der Schicht zu entfernen, die einen Leckstrom in dem Kondensator zur Folge hätten.
Während einer solchen thermischen Behandlung migriert unglücklicherweise ein Teil des Stickstoffes, welcher bis zu 20 bis 30% TaON-Schicht umfasst, zu der Oberfläche der Polysiliziumschicht, die die untere Elektrode bildet, um so dort aufeinandergestapelt zu werden, während ein Teil der Stickstoffkomponenten nach außerhalb diffundiert, um so einen dielektrischen Verlust zu verursachen, wodurch es fehlschlägt, eine ausreichende und mit großer Ladung versehene Kapazität zur Verfügung zu stellen.
Aus der DE 100 31 056 A1 ist ein Kondensator mit einem Halbleitersubstrat, einer unteren Elektrode, die elektrisch mit dem Halbleitersubstrat verbunden ist, wobei die untere Elektrode einen inneren Polysiliziumabschnitt und eine äußere HSG-Schicht umfasst, einer dielektrischen TaON-Schicht auf der unteren Elektrode und einer oberen Elektrode auf der dielektrischen TaON-Schicht sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kondensators bekannt.
Zusammenfassung der Erfindung
Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf Verfahren zur Herstellung eines Kondensators in einem Halbleiterelement, welche eines oder mehrere der Probleme, Begrenzungen und Nachteile der Verfahren des Standes der Technik überwinden.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Produktkosten reduziert durch Vermindern der Anzahl der Einheitsprozesse und der gesamten Prozesszeit, die zur Bildung der Kontaktanschlüsse notwendig ist.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren für ein Halbleiterelement zur Verfügung zu stellen, welche die Erzeugung von Brücken zwischen benachbarten Kontaktanschlüssen reduzieren oder eliminieren, um die Ausbeute und die Zuverlässigkeit des resultierenden Halbleiterelementes zu verbessern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren für ein Halbleiterelement zur Verfügung zu stellen, welche eine hohe Ladungskapazität aufweisen, durch Minimieren des Verarmungsverhältnisses in Richtung auf die untere Elektrode.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren für Halbleiterelement zur Verfügung zu stellen, welche einen Kondensator herstellen, der für hochintegrierte Speicherelemente geeignet ist, in dem die dielektrische Konstante einer dielektrischen TaON-Schicht durch nachfolgende thermische Behandlung oder Plasmaausheilungsbehandlung gesteigert wird.
Zusätzliche Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung ausgeführt, aber auch illustriert in den begleitenden Zeichnungen.
Diese und andere Vorteile zu erreichen, schließt ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators in einem Halbleiterelement gemäß der vorliegenden Erfindung die Schritte des Zurverfügungstellens eines Halbleitersubstrates ein, des Bildens einer Isolati onszwischenschicht auf dem Halbleitersubstrat, wobei ein Kontaktloch durch die Isolationszwischenschicht hindurch gebildet wird. Ein Kontaktanschluss wird dann in dem Kontaktloch gebildet und es wird eine untere Elektrode mit einer hemisphärischen Kornschicht gebildet, und mit dem Kontaktanschluss elektrisch verbunden. Die untere Elektrode wird dann bei einer Temperatur von 550–650°C in einer Phosphorgasatmosphäre dotiert, es wird eine dielektrische TaON-Schicht auf der unteren Elektrode gebildet und ausgeheilt, und es wird eine untere Elektrodenschicht auf der dielektrischen TaON-Schicht gebildet, wobei der Schritt des Ausheilens der dielektrischen TaON-Schicht weiterhin die Schritte umfasst: eine erste Ausheilbehandlung bei einer Temperatur von 700 bis 900°C in einer N₂O- oder O₂-Umgebung; und eine zweite Ausheilbehandlung, die umfasst: eine thermische Behandlung durch RTP oder in einem elektrischen Ofen bei einer Temperatur von 700 bis 900°C in einer NH₃-Umgebung oder eine Plasmaausheilbehandlung bei einer Temperatur von 400 bis 500°C in einer NH₃-Umgebung; weiterhin einen Plasmaoxidationsschritt umfassend, der umfasst, dass die dielektrische TaON-Schicht einem Plasma bei einer Temperatur von 400 bis 500°C für ein bis zwei Minuten in einer N₂O- oder O₂-Umgebung ausgesetzt wird, wobei der Plasmaoxidationsschritt nach der zweiten Ausheilbehandlung und vor dem Schritt des Bildens der oberen Elektrode ausgeführt wird.
Bei einem weiteren Aspekt schließt ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators in einem Halbleiterelement gemäß der vorliegenden Erfindung die Schritte ein, dass ein Halbleitersubstrat zur Verfügung gestellt wird, dass eine erste Isolationszwischenschicht mit einem ersten Kontaktloch auf dem Halbleitersubstrat gebildet wird. Ein erster Kontaktanschluss wird dann in dem ersten Kontaktloch aus dotiertem Polysilizium gebildet, es wird dann eine Ätzbarrierenschicht auf einer oberen Oberfläche der ersten Zwischenisolationsschicht und dem Kontaktanschluss gebildet, und es wird eine zweite Isolationszwischenschicht auf der Ätzbarrierenschicht gebildet. Es werden dann eine harte maskierende Polysiliziumschicht und eine Anti-Reflektionsschicht auf der zweiten isolierenden Zwischenschicht gebildet, und es wird ein zweites Kontaktloch gebildet, um eine obere Oberfläche des Kontaktanschlusses durch Entfernen der überlagerten Anti-Reflektionsschicht, der harten maskierenden Polysiliziumschicht, der zweiten isolierenden Zwischenschicht und der Ätzbarrierenschicht zu exponieren. Eine dotierte Polysiliziumschicht wird dann auf der Anti-Reflektionsschicht und der exponierten oberen Oberfläche des Kontaktanschlusses gebildet, es wird dann eine hemisphärische Kornschicht auf der dotierten Polysiliziumschicht gebildet und thermisch bei einer Temperatur von 550 bis 660°C in einer Phosphorgasatmosphäre dotiert. Eine Opferschicht wird dann gebildet, um die hemisphärische Kornschicht zu vergraben und eine untere Oberfläche der zweiten isolierenden Zwischenschicht wird dann durch selektives Entfernen der Opferschicht, der hemisphärischen Kornschicht, der dotierten Polysiliziumschicht, der Anti-Reflektionsschicht und der harten maskierenden Polysiliziumschicht exponiert. Es wird die verbleibende Opferschicht komplett entfernt, es wird eine dielektrische TaON-Schicht auf der exponierten Oberfläche der zweiten isolierenden Zwischenschicht und der Polysiliziumschicht auf der hemisphärischen Kornschicht gebildet, es wird eine erste Ausheilbehandlung auf der dielektrischen TaON-Schicht einer Temperatur von 700 bis 900°C in einer Atmosphäre aus N₂O oder O₂ ausgeführt, es wird eine obere Elektrode auf der dielektrischen TaON-Schicht gebildet, und es wird eine zweite Ausheilbehandlung bei einer Temperatur von 800 bis 950°C nach dem Bilden der oberen Elektrode ausgeführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die begleitenden Zeichnungen dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
Die Zeichnungen stellen dar:
1–3 zeigen Querschnitte eines Kondensators in einem Halbleiterelement und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Kondensatoren gemäß einem der Anmelderin bekannten Verfahren;
4–7 zeigen Querschnitte eines Kondensators in einem Halbleiterelement und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Kondensatoren gemäß der vorliegenden Erfindung; und
8 zeigt einen Graph der Phosphorkonzentrationsvariation abhängig von der Temperatur nach dem thermischen Dotieren einer unteren Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen beschrieben sind. Wenn möglich, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um ähnliche oder entsprechende Elemente während der Beschreibung zu identifizieren.
Gemäß 4 wird gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Isolationszwischenschicht 23 auf einem Halbleitersubstrat 21 abgeschieden. Es wird dann ein Fotolackmuster (in der Zeichnung nicht dargestellt) zum Definieren eines Kontaktanschlusses auf der oberen Oberfläche der Isolationszwischenschicht 23 aufgetragen. In diesem Fall wird die isolierende Zwischenschicht 23 bevorzugt durch Abscheiden eines HDP, eine BPSG oder SOG-Materials gebildet.
Es wird dann unter Verwendung eines (in der Zeichnung nicht dargestellten) Fotolackmusters als eine Maske ein Kontaktloch 25 durch Entfernen einer Fläche der isolierenden Zwischenschicht 23 gebildet, um einen Abschnitt des Halbleitersubstrates 21 zu exponieren.
Das (in der Zeichnung nicht dargestellte) Fotolackmuster wird dann entfernt und ein dotiertes Polysiliziummaterial, welches das Kontaktloch 25 füllt, wird dann auf der exponierten oberen Oberfläche der isolierenden Zwischenschicht 23 und in das Kontaktloch 25 abgeschieden. Ein Kontaktanschluss 27 wird dann durch selektives Entfernen des oberen Abschnittes des Polysiliziummaterials unter Anwendung eines „blanket etch" (unmaskierter Ätzschritt) oder eines CMP-Vorganges (chemisch-mechanisches Polieren) gebildet. In diesem Fall wird die dotierte Polysiliziumschicht zum Bilden des Kontaktanschlusses vorzugsweise unter Verwendung einer LPCVD- oder einer RTP-Ausrüstung gebildet und weist eine Phosphorkonzentration von über 2 × 10²⁰ Atomen/cm³ auf.
Eine Barrierennitridschicht 29, welche als eine Ätzbarriere verwendet wird, wenn in einem nachfolgenden Schritt die Deckeloxidschicht geätzt, wird auf eine exponierte obere Oberfläche der isolierenden Zwischenschicht 23 und des Kontaktanschlusses 27 abgeschieden. In diesem Fall wird die Barrierennitridschicht 29 vorzugsweise bis zu einer Dicke von 20 nm–80 nm unter Verwendung von LPCVD, PECVD oder RTP-Ausrüstung abgeschieden.
Gemäß 5 wird eine Deckeloxidschicht (zweite isolierende Zwischenschicht) 31 auf der Barrierennitridschicht 29 gebildet, und es werden dann eine harte maskierende Polysiliziumschicht (in der Zeichnung nicht dargestellt) und eine Antireflexionsschicht (in der Zeichnung nicht dargestellt) sequenziell auf der Deckeloxidschicht gebildet. In diesem Fall wird die Deckeloxidschicht 31 vorzugsweise auf einem der Materialien PE-TEOS, PSG oder USG unter Verwendung einer Si-H Basisquelle gebildet.
Nachdem ein (in der Zeichnung nicht dargestelltes) Fotolackmuster für eine Ladungselektrodenmaske auf der (in der Zeichnung nicht dargestellten) Antireflexionsschicht gebildet wurde, werden die Antireflexionsschicht und die harte maskierende Polysiliziumschicht unter Verwendung des (in der Zeichnung nicht dargestellten) Fotolackmusters als eine Ätzmaske geätzt.
Die Barrierennitridschicht 29, welche Ätzschutz bietet, und die Deckeloxidschicht 31 werden dann geätzt, um Abschnitte des Kontaktanschlusses 27 und der isolierenden Zwischenschicht 23 zu exponieren. In diesem Falle werden die Ätzbedingungen für die Deckeloxidschicht 31 und die Barrierennitridschicht 29 so ausgewählt, dass eine Ätzselektivität zwischen den Oxid- und den Nitridschichten in einem Verhältnis von zwischen 5:1 und 20:1 zur Verfügung gestellt wird.
Darüber hinaus wird die (in der Zeichnung nicht dargestellte) Antireflektionsschicht mit einer Dicke von 30 nm bis 100 nm durch Abscheidung oder Beschichtung unter Verwendung inorganischer Materialien, wie etwa SiON oder einem organischen Material, welches in der Lage ist, den nachfolgenden Maskierschritt zu verbessern, gebildet.
Nachdem das Fotolackmuster entfernt wurde, wird eine dotierte Polysiliziumschicht 33 zur Bildung einer unteren Elektrode auf der (in der Zeichnung nicht dargestellten) Antireflektionsschicht und der exponierten oberen Oberfläche des Kontaktanschlusses 25 gebildet.
Anschließend wird eine HSG (hemisphärische Korn) Schicht 35 auf einer Oberfläche des dotierten Polysiliziums 33 bei einer Temperatur von etwa 550 bis 650°C durch Abscheiden von undotiertem Polysilizium gebildet.
Nachdem die HSP-Schicht 35 gebildet worden ist, wird eine thermische Dotierung in einer Phosphorgasatmosphäre beispielsweise bei 1 bis 5% PH₃/N₂ oder PH₃/He mit 50 cm³/min (sccm) bis 2000 cm³/min (sccm) ausgeführt. In diesem Fall wird das thermische Dotieren bei einer niedrigen Temperatur zwischen etwa 550°C und etwa 650°C, bevorzugt zwischen 575°C und 625°C, und weiter bevorzugt zwischen 595°C und 605°C für etwa 30 bis 120 Minuten bei einem Druck von 133,32 bis 13332 Pa (1 bis 100 Torr) in einem elektrischen Ofen ausgeführt.
Wie in der 8 dargestellt, wurde die höchste Phosphordotierkonzentration in der Nähe von 600°C erreicht, wenn das thermische Dotieren bei Temperaturen zwischen 550 und 750°C ausgeführt wurde. Während es nicht gewünscht ist, durch irgendwelche bestimmte Mechanismen gebunden zu sein, wird angenommen, dass die Ergebnisse des thermischen Dotierprozesses wie folgt erklärt werden können.
Das PH₃ Gas zerfällt bei 570 bis 580°C und die Morphologie des Siliziums der unteren Elektrode wird während des Phosphordotierprozesses bei Temperaturen von über 700°C kristalliner. Das Silizium behält jedoch im allgemeinen seine amorphe Morphologie (a-Si) bei Temperaturen unterhalb von 650°C.
Darüber hinaus tendiert ein Haftkoeffizient an einer Oberfläche des Siliziums der unteren Elektrode dazu größer zu sein bei Temperaturen unterhalb von 650°C, da vor allem in der Nähe der Oberflächenregion offene Bindungen existieren, während amorphes Silizium den Großteil des Bulksiliziums enthält, welches die untere Elektrode bildet. So erklärt sich, dass der höchste Dotierwert in der Nähe von 600°C erreicht wird.
Eine Opferschicht 36, die den inneren Teil der Schicht 35 auffüllt, wird dann auf der exponierten Oberfläche der gesamten Struktur gebildet.
In diesem Fall kann die Opferschicht 36 durch Abscheiden einer Fotolackschicht von 0.5 bis 1.5 μm Dicke gebildet werden, durch Abscheiden einer Oxidschicht, wie etwa PSG oder USG, mit einer Dicke von 0.1 bis 0.5 μm, oder durch Abscheiden einer SOG-Schicht.
Auf der anderen Seite, wenn die Deckeloxidschicht 31 aus PE-TEOS gebildet wird, wird das Material, welches den inneren Teil der HSG-Schicht 35 auffüllt, vorzugsweise durch Abscheiden einer PSG- oder USG-Schicht gebildet, welche eine Nassätzrate aufweist die dreimal schneller ist als die der alternativen Fotolackschicht.
Gemäß 6 wird eine obere Oberfläche der Deckeloxidschicht 31 exponiert durch selektives Entfernen der Opferschicht 36, der HSG-Schicht 35, der dotierten Polysiliziumschicht 33, der Antireflektionsschicht (in der Zeichnung nicht dargestellt), der (in der Zeichnung nicht dargestellten) harten maskierenden Polysiliziumschicht, durch einen CMP-Prozess.
Als Alternative zu dem CMP-Prozess zum Entfernen der Opferschicht 36, der HSG-Schicht 35, der dotierten Polysiliziumschicht 33, der Antireflektionsschicht, und der harten maskierenden Polysiliziumschicht, wird ein blanket etch Zurückätzprozess verwendet. Der Zurückätzprozess sollte vorzugsweise ein ausreichendes Überätzen einschliessen, um 5 bis 10% des Polysiliziums der unteren Elektrode, einschließlich des harten maskierenden Polysiliziums, zu entfernen.
Als nächstes wird eine konkave Elektrode zum Speichern einer elektrischen Ladung, bestehend aus der HSG-Schicht 35 und der dotierten Polysiliziumschicht 33 durch vollständiges Entfernen der Opferschicht 36, die auf der exponierten Oberfläche der HSG-Schicht 35 verblieben ist, gebildet. Wenn ein Oxid verwendet wird, um die Opferschicht 36 zu bilden, wird es bevorzugt unter Verwendung eines Nassätzprozesses entfernt.
In einer anderen Ausführungsform der unteren Elektrode können anstelle einer unteren konkaven Basiselektrode verschiedene dreidimensionale Strukturen, wie etwa doppelt oder dreifach gestapelte Strukturen, basierend auf einfachen Stapel- oder zylindrischen Strukturen, für die Bildung der unteren Elektrode verwendet werden.
Als eine weitere Ausführungsform der unteren Elektrode wird anstelle der konkaven Struktur die untere Elektrode darüber hinaus durch Bilden eines zylindrischen Speicherknotens und anschließendes Bilden der HSG-Schicht auf einer Oberfläche des Speicherknotens gebildet.
Gemäß 7 wird eine dielektrische TaON-Schicht 37 auf einer exponierten Oberfläche der Deckeloxidschicht 31 und der HSG-Schicht 35 abgeschieden.
Um Kohlenstoffstörstellen oder Sauerstoffleerstellen zu entfernen, wird die dielektrische Ta-ON-Schicht 37 dann bei einer Temperatur zwischen 700 und 900°C in einer Atmosphäre von N₂O oder O₂ ausgeheilt.
Um die dielektrische Konstante der dielektrischen TaON-Schicht 37 zu erhöhen, kann ein weiterer Ausheilschritt auf der dielektrischen TaON-Schicht 37 in einer NH₃ Atmosphäre bei einer Temperatur von 700 bis 900°C in einem elektrischen Ofen oder durch RTP durchgeführt werden, oder in einem Plasmareaktor in einer NH₃ Atmosphäre bei einer niedrigeren Temperatur von etwa 400 bis 500°C. Daher wird Stickstoff in die dielektrische TaON-Schicht 37 injiziert oder es wird eine Nitrierung erreicht.
Wenn die Ausheilung in einer NH₃ Atmosphäre ausgeführt wird, wird eine Oberfläche der dielektrischen TaON-Schicht unregelmäßig. In diesem Fall wird die Erzeugung von Leckstrom des Kondensators reduziert durch Ausführen einer Plasmaoxidation der unregelmäßigen Oberfläche der dielektrischen TaON-Schicht für eine bis zwei Minuten bei einer niedrigen von 400 bis 500°C in einer N₂O oder einer O₂ Atmosphäre.
Eine TiN-Schicht 39 wird dann in einer Dicke von 200 bis 500Å auf der dielektrischen TaON-Schicht 37, bevorzugt unter Verwendung von CVD mit TiCL₄ Gas, abgeschieden. Eine obere Elektrode wird dann durch selektives Mustern und Ätzen der TiN-Schicht 39 gebildet.
In einer weiteren Ausführungsform der oberen Elektrode wird eine dotierte Polysiliziumschicht (in der Zeichnung nicht dargestellt) in einer Dicke von 50 nm bis 150 nm durch Abscheidung auf die TiN-Schicht 39 abgeschieden als eine Pufferschicht gegen Stress und thermische Einflüsse, die während der anschließenden thermischen Prozesse erzeugt werden, und bildet somit einen Teil der oberen Elektrode.
In einer weiteren Ausführungsform der oberen Elektrode kann dotiertes Polysilizium oder Metallmaterial, wie etwa TaN, W, WN, WSi, Ru, RuO₂, Ir, IrO₂, oder Pt, zur Bildung der Schicht 39 für die obere Elektrode anstelle von TiN verwendet werden.
Während der Schritte des Abscheidens der dielektrischen TaON-Schicht und des Ausführens der thermischen Behandlung bei einer Temperatur unterhalb von 800°C nach dem thermischen Dotieren gemäß 5 tritt etwas Deaktivierung auf, während der etwas von dem Phosphordotierstoff in dem Polysilizium, welches die untere Elektrode bildet, in Richtung auf die Oberfläche wandert oder lokale Agglomerationen bildet.
Um den thermischen Dotiereffekt durch Aktivieren des Phosphordotierstoffes in der unteren Elektrode und durch das Verhindern solch einer Deaktivierung, kann die Ausheilung, die RTP oder einen elektrischen Ofen bei einer Temperatur von 800 bis 950°C verwendet, nach dem Bilden der oberen Elektrode ausgeführt werden. In diesem Falle wird die Aushärtungsbehandlung durch das RTP für 10 bis 60 Sekunden durchgeführt, oder es wird die andere Aushärtbehandlung unter Verwendung eines elektrischen Ofens für 5 bis 30 Minuten in einer N₂ Atmosphäre ausgeführt. Die Verarmungsschicht in Richtung der unteren Elektrode kann durch diese zusätzlichen Ausheilprozesse stark reduziert werden.
Dementsprechend bietet ein gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellter Kondensator in einem Halbleiterelement eine Anzahl von Vorteilen.
Die vorliegende Erfindung reduziert die Herstellungskosten durch Reduzieren der Anzahl von Einheitsprozessen verglichen mit den herkömmlichen Verfahren. Das vorliegende Verfahren bildet einen Kontakt für die untere Elektrode, in welchem der Kontaktanschluss durch Bilden eines Kontaktloches direkt nach der Bildung der isolierenden Zwischenschicht, dem Abscheiden des Polysiliziums zum Bilden des Kontaktanschlusses und des Ausführens des blanket etch Rückätzprozesses auf dem Polysilizium gebildet wird. Zur Zeit wird in dem herkömmlichen Verfahren der untere Elektrodenkontakt durch sequenzielles Abscheiden einer isolierenden Zwischenschicht (z. B. einer Oxidschicht, die zwischen der Bitleitung und der unteren Elektrode liegt) und einer Oxidpufferschicht auf der Barrierennitridschicht vor dem Ausführen des Kontaktätzens gebildet.
Wenn er mit Halbleiterkondensatoren verglichen wird, die unter Verwendung des herkömmlichen Verfahrens gebildet wurden, liefert ein gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellter Kondensator ein reduziertes Verarmungsverhältnis C von bis zu 2%, da die Kapazität C_min, d. h. C_s wenn „–(negative)" Spannung an die obere Elektrode angelegt wird, erhöht wird, indem das Verarmungsverhältnis in Richtung der unteren Elektrode minimiert wird, wobei die Phosphorstörstellenkonzentration in der unteren Elektrode durch Ausführen der thermischen Phosphordotierung auf der oberen Elektrode (Polysiliziumschicht mit der unregelmäßig geformten HSG-Schicht) bei einer niedrigeren Temperatur von 550 bis 650°C erhöht wird.
Daher stellt die vorliegende Erfindung eine erhöhte Ladungskapazität von bis zu 10% verglichen mit einem Kondensator mit dergleichen unteren Elektrodenfläche, welche die durch herkömmliche Verfahren gebildete dielektrische TaON oder Ta₂O₅ Schicht verwendet, zur Verfügung.
Darüber hinaus liefert die vorliegende Erfindung eine erhöhte dielektrische Konstante für die dielektrische TaON-Schicht durch Ausführen einer zusätzlichen thermischen Aushärtungsbehandlung oder Plasmaaushärtungsbehandlung auf der dielektrischen TaON-Schicht, wobei die Aushärtungsbehandlung in einer NH₃ Atmosphäre bei normalem oder reduziertem Druck unter Verwendung von RTP oder eines elektrischen Ofens ausgeführt wird. Darüber hinaus kann ein gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellter TaON-Kondensator mit einer konkaven Struktur verwendet werden, um eine Speicherzelle für ein Halbleiterspeicherelement mit kritischen Abmessungen von weniger als 0.16 μm zu erzeugen und die Auffrischzeit für die resultierende Speicherzelle zu verbessern.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Kondensators in einem Halbleiterbauelement, mit den Schritten: ein Halbleitersubstrat (21) wird präpariert; eine isolierende Zwischenschicht (23) wird auf dem Halbleitersubstrat (21) gebildet; ein Kontaktloch wird durch die isolierende Zwischenschicht gebildet; ein Kontaktanschluss (27) wird in dem Kontaktloch gebildet; eine untere Elektrode wird gebildet, wobei die untere Elektrode in elektrischem Kontakt mit dem Kontaktanschluss steht; eine hemisphärische Kornschicht (35) wird auf einer Oberfläche der unteren Elektrode gebildet; die untere Elektrode wird mit Phosphor bei einer Temperatur von 550 bis 650°C in einer Phosphorgasumgebung dotiert; eine dielektrische TaON-Schicht (37) wird auf der unteren Elektrode gebildet; die dielektrische TaON-Schicht (37) wird ausgeheilt; und eine obere Elektrodenschicht wird auf der dielektrischen TaON-Schicht (37) gebildet; wobei der Schritt des Ausheilens der dielektrischen TaON-Schicht (37) weiterhin die Schritte umfasst: eine erste Ausheilbehandlung bei einer Temperatur von 700 bis 900°C in einer N₂O- oder O₂-Umgebung; und eine zweite Ausheilbehandlung, die umfasst: eine thermische Behandlung durch RTP oder in einem elektrischen Ofen bei einer Temperatur von 700 bis 900°C in einer NH₃-Umgebung oder eine Plasmaausheilbehandlung bei einer Temperatur von 400 bis 500°C in einer NH₃-Umgebung; und das Verfahren weiterhin einen Plasmaoxidationsschritt aufweist, der umfasst, dass die dielektrische TaON-Schicht (37) einem Plasma bei einer Temperatur von 400 bis 500°C für ein bis zwei Minuten in einer N₂O- oder O₂-Umgebung ausgesetzt wird, wobei der Plasmaoxidationsschritt nach der zweiten Ausheilbehandlung und vor dem Schritt des Bildens der oberen Elektrode ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bildens der unteren Elektrode weiterhin umfasst: eine dotierte Polysiliziumschicht wird abgeschieden; die dotierte Polysiliziumschicht wird gemustert; und die dotierte Polysiliziumschicht wird geätzt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Dotierens der unteren Elektrode weiterhin umfasst: ein Druck zwischen 133,32 Pa und 13332 Pa wird für eine Behandlungsperiode von 30 bis 120 Minuten aufrechterhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Phosphorgas eine Gasmischung aus PH₃/N₂ oder PH₃/He umfasst, wobei die Gasmischung mit einer Rate zwischen 50 und 2000 cm³/min. eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Ausheilens der dielektrischen TaON-Schicht (37) weiterhin umfasst, dass eine Temperatur von 700 bis 900°C in einer Umgebung von N₂O oder O₂ aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Ausheilen der oberen Elektrode bei einer Temperatur von 800 bis 950°C unter Verwendung von RTP oder eines elektrischen Ofens.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Bildens der oberen Elektrode weiterhin umfasst, dass eine Schicht aus mindestens einem metallbasierenden Material abgeschieden wird, welches aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus TiN, TaN, W, WN, WSi, Ru, RuO₂, Ir, IrO₂ und Pt besteht.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Bildens der oberen Elektrode weiterhin umfasst, dass ein dotiertes Polysilizium auf der Schicht des metallbasierten Materials abgeschieden wird.
Verfahren zur Herstellung eines Kondensators in einem Halbleiterbauelement, mit den Schritten: ein Halbleitersubstrat (21) wird präpariert; eine erste isolierende Zwischenschicht (23) wird gebildet; ein erstes Kontaktloch wird durch die isolierende Zwischenschicht gebildet, um einen Abschnitt des Halbleitersubstrates zu exponieren; ein erster Kontaktanschluss (27) wird in dem ersten Kontaktloch gebildet; eine Ätzbarrierenschicht (29) wird auf einer oberen Oberfläche der ersten isolierenden Zwischenschicht (23) und auf einer oberen Oberfläche des Kontaktanschlusses gebildet; eine zweite isolierende Zwischenschicht (31) wird auf der Ätzbarrierenschicht (29) gebildet; eine harte maskierende Polysiliziumschicht wird auf der Ätzbarrierenschicht gebildet; eine Antireflektionsschicht wird auf der harten maskierenden Polysiliziumschicht gebildet; ein zweites Kontaktloch wird gebildet, welches Kontaktloch Seitenwände aufweist, die sich durch die Antireflektionsschicht, die harte maskierende Polysiliziumschicht, die zweite isolierende Zwischenschicht und die Ätzbarrierenschicht erstrecken, um die obere Oberfläche des Kontaktanschlusses zu exponieren; eine dotierte Polysiliziumschicht (33) wird auf der Antireflektionsschicht, den Seitenwänden der zweiten Kontaktöffnung und der exponierten oberen Oberfläche des Kontaktanschlusses gebildet; eine hemisphärische Kornschicht (35) wird auf der dotierten Polysiliziumschicht (33) gebildet; die hemisphärische Kornschicht (35) wird bei einer Temperatur von 550 bis 660°C in einer Phosphorgasumgebung dotiert, um eine dotierte hemisphärischen Kornschicht zu bilden; eine die dotierte hemisphärische Kornschicht (35) abdeckende Opferschicht (36) wird gebildet; eine obere Oberfläche der zweiten isolierenden Zwischenschicht (31) wird durch selektives Entfernen von Abschnitten der Opferschicht, der hemisphärischen Kornschicht, der dotierten Polysiliziumschicht, der Antireflektionsschicht und der harten maskierenden Polysiliziumschicht exponiert; verbleibende Abschnitte der Opferschicht (36) werden vollständig entfernt, um eine Oberfläche des verbleibenden Abschnittes der hemisphärische Kornschicht (35) zu exponieren; eine dielektrische TaON-Schicht (37) wird auf der exponierten Oberfläche der zweiten isolierenden Zwischenschicht (31) und der Oberfläche der hemisphärische Kornschicht (35) gebildet; die dielektrische TaON-Schicht (37) wird bei einer Temperatur von 700 bis 900°C in einer N₂O- oder O₂-Umgebung ausgeheilt; eine obere Elektrode wird auf der dielektrischen TaON-Schicht gebildet; und die untere Elektrode wird bei einer Temperatur von 800 bis 950°C ausgeheilt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Bildens der ersten isolierenden Zwischenschicht (23) umfasst, dass eine Schicht von mindestens einem isolierenden Material abgeschieden wird, welches aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus HDP, BDSG und SOG besteht, und wobei der Schritt des Bildens der zweiten isolierenden Zwischenschicht (31) umfasst, dass eine Schicht von mindestens einem isolierenden Material abgeschieden wird, welches aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus HDP, BPSG und SOG besteht.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Bildens des Kontaktanschlusses (27) weiterhin die Schritte umfasst: eine dotierte Polysiliziumschicht wird auf der ersten isolierenden Zwischenschicht in das Kontaktloch abgeschieden; und ein oberer Abschnitt der dotierten Polysiliziumschicht wird selektiv durch CMP oder blanket etch entfernt, um eine Oberfläche der ersten isolierenden Zwischenschicht zu exponieren.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Abscheidens der dotierten Polysiliziumschicht (33) einen LPCVD-Prozess oder einen RTP-Prozess umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Bildens der Ätzbarrierenschicht (29) das Abscheiden einer Nitridschicht bis zu einer Dicke von 20 nm bis 80 nm unter Verwendung eines Prozess umfasst, welcher Prozess aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche Gruppe aus einem LPCVD-Prozess, einem PECVD-Prozess, und einem RTP-Prozess besteht.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Bildens der Antireflektionsschicht weiterhin umfasst, dass eine Schicht aus einem anorganischen Material mit einer Dicke von 30 nm bis 100 nm oder eine Schicht aus einem organischen Material mit einer Dicke von 30 nm bis 100 nm gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Dotierens der hemisphärischen Kornschicht (35) weiterhin umfasst, dass ein Druck zwischen 133,32 und 13332 Pa für 30 bis 120 Minutes in einem elektrischen Ofen aufrechterhalten wird, während zwischen 50 und 2000 cm³/min. einer Gasmischung mit PH₃/N₂ oder mit PH₃/He injiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Bildens der Opferschicht (36) das Abscheiden einer Fotolackschicht mit einer Dicke von 0.5 bis 1.5 μm oder einer Oxidschicht mit einer Dicke von 0.1 bis 0.5 μm umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Bildens der Opferschicht (36) umfasst, dass eine PSG-Schicht oder eine USG-Schicht abgeschieden wird, und wobei weiterhin der Schritt des Abscheidens der zweiten isolierenden Zwischenschicht (31) umfasst, dass eine PE-TEOS-Schicht abgeschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Ausheilens der dielektrischen TaON-Schicht, (37) nachdem das Ausheilen des TaON in der N₂O oder O₂ Umgebung abgeschlossen ist, weiterhin umfasst: eine zweite Ausheilung der dielektrischen TaON-Schicht (37) durch RTP oder in einem elektrischen Ofen bei einer Temperatur von 700 bis 900°C in einer NH₃-Umgebung oder eine zweite Ausheilung der dielektrischen TaON-Schicht (37) in einem Plasma bei einer Temperatur von 400 bis 500°C in einer NH₃ Umgebung.
Verfahren nach Anspruch 18, weiterhin einen Schritt einer Plasmaoxidationsbehandlung bei einer Temperatur von 400 bis 500°C für eine bis zwei Minuten in einer N₂O oder O₂ Umgebung umfassend, wobei der Schritt der Plasmaoxidationsbehandlung ausgeführt wird, nachdem der zweite Ausheilschritt in der NH₃ Umgebung abgeschlossen wurde.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Bildens der oberen Elektrodenschicht weiterhin den Schritt des Abscheidens von mindestens einem metallbasierten Material umfasst, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus TiN, TaN, W, WN, WSi, Ru, RuO₂, Ir, IrO₂ und Pt besteht.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Bildens der oberen Elektrode weiterhin umfasst, dass dotiertes Polysilizium auf der Schicht des metallbasierten Materials abgeschieden wird, um eine gestapelte obere Elektrode zu bilden.