DE102004021401A1 - Stapelkondensatorfeld und Herstellungsverfahren für ein Stapelkondensatorfeld - Google Patents

Stapelkondensatorfeld und Herstellungsverfahren für ein Stapelkondensatorfeld Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stapelkondensatorfeld und Herstellungsverfahren für ein Stapelkonensatorfeld, welches eine Vielzahl von Stapelkondensatoren aufweist, wobei ein Isolator wenigstens zwei angrenzende Stapelkondensatoren gegenseitig auf Abstand hält, sodass zwischen diesen kein elektrischer Kontakt entstehen kann und die Stapelkondensatoren mechanisch stabilisiert werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stapelkondensatorfeld und ein Herstellungsverfahren für ein Stapelkondensatorfeld.
  • Obwohl prinzipiell auf beliebige integrierte Schaltungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf integrierte Speicherschaltungen, insbesondere DRAM-Zellen, in Silizium-Technologie erläutert.
  • Ein Stapelkondensatorfeld weist eine Vielzahl von Stapelkondensatoren auf, welche vorzugsweise regelmäßig angeordnet sind. Bekanntermaßen wird ein Stapelkondensator vorzugsweise nach unten hin zur Ausbildung einer DRAM-Zelle an einen Transistor angeschlossen. Bei der bekannten Herstellung von Stapelkondensatoren, insbesondere von zylindrischen Stapelkondensatoren in einem Stapelkondensatorfeld besteht das Problem, dass mit steigendem Aspektverhältnis der einzelnen Stapelkondensatoren ihre mechanische Stabilität sinkt. Steigt das Aspektverhältnis von säulenartigen oder kronenartigen Kondensatoren über einen bestimmten Wert, so werden die Strukturen mechanisch instabil. Nachteiligerweise können sich Kondensatoren aufgrund dieser Instabilität aufeinander zuneigen. Neigen sich zwei benachbarte Kondensatoren soweit aufeinander zu, dass sie sich berühren, entsteht ein Kurzschluss zwischen diesen beiden Kondensatoren. Aufgrund eines Kurzschlusses zwischen zwei Kondensatoren treten innerhalb eines Stapelkondensatorfeldes Speicherfehler auf. Bei mangelnder mechanischer Stabilität können Stapelkondensatoren auch vollständig umfallen und damit Defekte innerhalb des Stapelkondensatorfeldes hervorrufen.
  • Bisher wurde dieses Problem dahingehend gelöst, dass das Aspektverhältnis des einzelnen Kondensators unter einem empirisch ermittelten Grenzwert gehalten wird. Dadurch ist aber der erzielbare Kapazitätswert pro Kondensator begrenzt. Um aber die Hochintegration von Speicherschaltungen weiter zu verbessern, ist es notwendig, den Kapazitätswert des jeweiligen Kondensators pro Chipfläche durch eine Erhöhung des Aspektverhältnisses zu steigern.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Stapelkondensatorfeld bereitzustellen, in welchem sich die Stapelkondensatoren des Stapelkondensatorfeldes gegenseitig nicht berühren können.
  • Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch ein Stapelkondensatorfeld mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Herstellungsverfahren für ein Stapelkondensatorfeld mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht im Wesentlichen darin, ein Stapelkondensatorfeld bereitzustellen, welches eine Vielzahl von Stapelkondensatoren aufweist, wobei ein Isolator wenigstens zwei angrenzende Stapelkondensatoren gegenseitig auf Abstand hält, sodass zwischen diesen kein elektrischer Kontakt entstehen kann.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der Isolator zwei angrenzende Stapelkondensatoren derart voneinander isoliert, sodass auch dann kein elektrischer Kontakt zwischen diesen entstehen kann, falls sie sich aufeinander zuneigen. Somit werden Kurzschlüsse zwischen den angrenzenden Stapelkondensatoren vermieden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung hält der Isolator viele oder alle angrenzenden Stapelkondensatoren auf Abstand.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung verbindet der Isolator wenigstens zwei angrenzende Stapelkondensatoren miteinander und stabilisiert diese gegenseitig mechanisch. Zwei mittels des Isolators verbundene Stapelkondensatoren sind mechanisch stabilisiert und können sich nicht aufeinander zuneigen oder umkippen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung verbindet der Isolator viele oder alle angrenzenden Stapelkondensatoren miteinander und stabilisiert somit diese mechanisch.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Isolator am oberen Ende der angrenzenden Stapelkondensatoren vorgesehen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Vielzahl der Stapelkondensatoren regelmäßig angeordnet, wobei ein Stapelkondensator in bestimmten ersten Richtungen einen geringeren Abstand zu den jeweiligen angrenzenden Stapelkondensatoren aufweist als in bestimmten zweiten Richtungen, wobei der Isolator wenigsten zwei in der ersten Richtung angrenzende Stapelkondensatoren auf Abstand hält.
  • Die vorliegende Aufgabe wird durch Bereitstellung folgenden Verfahrens zur Herstellung eines Stapelkondensatorfeldes gelöst, welches eine regelmäßige Anordnung einer Vielzahl von Stapelkondensatoren aufweist, wobei ein Stapelkondensator in bestimmten ersten Richtungen einen geringeren Abstand zu den jeweiligen angrenzenden Stapelkondensatoren aufweist als in bestimmten zweite Richtungen: Vorsehen einer ersten Hilfsschicht auf einem Substrat; Bereitstellen jeweils eines Zylinders für jeden Stapelkondensator in der ersten Hilfsschicht gemäß der regelmäßigen Anordnung, wobei nur in Zwischenbereichen zwischen den Zylindern die erste Hilfsschicht bestehen bleibt; Rückätzen der ersten Hilfsschicht in einem oberen Bereich der Zwischenbereiche; Abscheiden eines Isolators in dem oberen Bereich der Zwischenbereiche; Rückätzen des Isolators, sodass jeweils zwei in der ersten Richtung angrenzende Stapelkondensatoren mittels des Isolators verbunden bleiben und sodass jeweils ein Loch durch den Isolator zwischen zwei in der zweiten Richtung angrenzenden Stapelkondensatoren ausgebildet wird; Entfernen der ersten Hilfsschicht mittels der ausgebildeten Löcher in den Zwischenbereichen und Fertigstellen des Stapelkondensatorfeldes.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass durch den Einsatz des Isolators die einzelnen Stapelkondensatoren voneinander beabstandet sind, sodass sich einzelne Stapelkondensatoren nicht berühren können und somit Kurzschlüsse zwischen den Stapelkondensatoren vermieden werden. Außerdem wird bei einem Verbinden der einzelnen Stapelkondensatoren die mechanische Stabilität der einzelnen Stapelkondensatoren auch mit hohem Aspektverhältnis verbessert.
  • In den folgenden Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in Anspruch 7 angegebenen Herstellungsverfahrens.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der Zylinder für jeden Stapelkondensator als ein Vollzylinder ausgebildet, welcher aus einem Elektrodenmaterial besteht. Der Vollzylinder wird dann als Elektrode des Kondensators genutzt. Ein Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildung ist, dass das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren auch für Vollzylinder geeignet ist, welche eine Höchstintegration der Speicherschaltungen erlauben.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der Zylinder für jeden Stapelkondensator als ein Hohlzylinder ausgebildet, welcher durch die erste Hilfsschicht gemäß der regelmäßigen Anordnung hindurch geätzt wird.
  • Ein Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildungen ist, dass das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren variabel sowohl für Hohl- als auch für Vollzylinder oder für eine Kombination der beiden eingesetzt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird das Ätzen der Hohlzylinder mittels eines Trockenätzprozesses und/oder eines nasschemischen Ätzprozesses durchgeführt. Vorteilhafterweise wird das Ätzen der Hohlzylinder mittels einer kombinierten Abfolge beider Prozesse durchgeführt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird vor dem Rückätzen der ersten Hilfsschicht eine erste Elektrodenschicht in die Hohlzylinder zur Ausbildung kronenförmiger erster Elektroden für die Stapelkondensatoren abgeschieden und die Hohlzylinder werden anschließend mit einer ersten Füllung gefüllt. Die in dem Hohlzylinder abgeschiedene Elektrodenschicht bildet für den jeweiligen Stapelkondensator eine erste Elektrode aus, wobei diese Elektrode die Form einer Krone aufweist. Ein Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildung ist, dass durch die Abscheidung der Elektrodenschicht und durch das Füllen mit der ersten Füllung die Hohlzylinder derart stabilisiert werden, dass ihre mechanische Stabilität beim Rückätzen der ersten Hilfsschicht sowie bei folgenden Verfahrensschritten gewährleistet wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die erste Hilfsschicht durch Silizium oder durch Siliziumoxid ausgebildet. Ein Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildung ist, dass sowohl Silizium als auch Siliziumoxid leicht ätzbar sind und somit die Herstellung der Zylinder für die Stapelkondensatoren einfach durchgeführt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die erste Hilfsschicht durch eine Überlagerung einer undotierten Silikatglasschicht und einer Borsilikatglasschicht ausgebildet. Bekanntermaßen entsteht nachteiligerweise beim Trockenätzen durch eine bestimmte Schicht kein Zylinder, sondern in der Regel ein Kegel. Dadurch aber, dass bei der nachfolgenden nasschemischen Ätzung bzw. Aufweitung die Borsilikatglasschicht eine höhere Ätzrate gegenüber der undotierten Silikatglasschicht aufweist, wird die Kegelform vermieden und es bildet sich nach der Ätzung eine im Wesentlichen zylindrische Form aus.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird das Rückätzen des Isolators mittels eines anisotropen und/oder isotropen Ätzprozesses durchgeführt. Ein Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildung ist, dass durch den variablen Einsatz isotroper und anisotroper Ätzprozesse die Dicke des Isolators wie gewünscht eingestellt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der Isolator durch Siliziumnitrit ausgebildet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der Isolator durch Aluminiumoxid ausgebildet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die erste Füllung durch Silikatglas ausgebildet. Vorteilhafterweise erfüllt die erste Füllung die Funktion der Stabilitätserhöhung bei nachfolgenden Planarisierungsprozessen (Rückätzprozesse, Chemisch-Mechanisches Polieren).
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die regelmäßige Anordnung schachbrettartig, wobei sowohl die ersten Richtungen als auch die zweiten Richtungen jeweils lotrecht zueinander ausgerichtet sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung haben die Zylinder einen elliptischen oder einen rechteckigen Querschnitt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der Isolator nur außen um den Zylinder herum abgeschieden. Vorteilhafterweise wird dadurch, dass kein Isolator innerhalb des Zylinders für den Stapelkondensator abgeschieden wird, die Fläche des Kondensators und damit die Kapazität des Kondensators erhöht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der Isolator außen um den Zylinder herum und innen abgeschieden. Ein Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildung ist, dass somit die Prozessierung des Stapelkondensatorfeldes vereinfacht wird. Eine Vereinfachung der Prozessierung spart Kosten ein.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umgibt der Isolator den entsprechenden Stapelkondensator nur isolierend und verbindet zwei angrenzende Stapelkondensator nicht miteinander.
    •
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Stapelkondensatorfeld;
  • 2a–c schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien eines Herstellungsverfahrens als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die in erste Richtungen angrenzenden Stapelkondensatoren dargestellt sind;
  • 3a–e schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien des Herstellungsverfahrens nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die in zweite Richtungen angrenzenden Stapelkondensatoren dargestellt sind; und
  • 4a–f schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien eines Herstellungsverfahrens als zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Schichten – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Stapelkondensatorfeld. Bezugszeichen 1 bezeichnet das erfindungsgemäße Stapelkondensatorfeld, welches in dem gezeigten Ausschnitt des Stapelkondensatorfeldes 1 sechs Stapelkondensatoren 2 aufweist. Ein Stapelkondensator 2 weist vorzugsweise in bestimmten ersten Richtungen 3 einen geringeren Abstand zu den jeweiligen angrenzenden Stapelkondensatoren 2 als in bestimmte zweite Richtungen 4 auf. Die regelmäßige Anordnung der Stapelkondensatoren 2 in dem Stapelkondensatorfeld 1 ist vorzugsweise schachbrettartig, wobei sowohl die ersten Richtungen 3 als auch die zweiten Richtungen 4 jeweils lotrecht zueinander sind. Jede andere regelmäßige Anordnung ist ebenfalls denkbar.
  • Die Draufsicht nach 1 auf das Stapelkondensatorfeld 1 zeigt die Stapelkondensatoren 2 jeweils von einem Isolator 10 umgeben, sodass jeweils zwei in der ersten Richtung 3 angrenzende Stapelkondensatoren 2 mittels des Isolators 10 verbunden sind und sodass jeweils ein Loch 11 durch den Isolator 10 zwischen zwei in der zweiten Richtung 4 angrenzenden Stapelkondensatoren 2 ausgebildet wird. Im Folgenden wird gezeigt, dass mittels der Löcher 11 jegliche Hilfsschichten, welche sich unterhalb des Isolators 10 befinden, etwa durch den Einsatz isotroper Ätzverfahren entfernt werden können.
  • Die 2a–c zeigen schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien eines Herstellungsverfahrens als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die in erste Richtungen 3 angrenzenden Stapelkondensatoren 2 dargestellt sind.
  • Analog dazu zeigen die 3a–c schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien eines Herstellungsverfahrens der ersten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung, wobei die in zweite Richtungen 4 angrenzenden Stapelkondensatoren 2 dargestellt sind. Die 3d und 3e zeigen jeweils eine alternative Prozessabfolge zu der Prozessabfolge, welche in 3c dargestellt ist.
  • Alle 2, 3 und 4 zeigen im oberen Bereich eine Draufsicht und im unteren Bereich eine Querschnittsansicht des jeweiligen Verfahrensstadiums zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Stapelkondensatorfeldes 1.
  • 2a zeigt dabei den jeweiligen Stapelkondensator 2 und seine jeweiligen Nachbarn bzw. die jeweiligen angrenzenden Stapelkondensatoren 2 in den ersten Richtungen 3 in einem bestimmten Verfahrensstadium. Dagegen zeigt 3a den jeweiligen Stapelkondensator 2 und seine jeweiligen Nachbarn in den zweiten Richtungen 4 in demselben Verfahrensstadium. Analoges hinsichtlich des Verfahrensstadiums gilt für die 2b und 3b sowie für die 2c und 3c.
  • In bestimmten ersten Richtungen 3 besitzt ein Stapelkondensator 2 zu den jeweiligen angrenzenden Stapelkondensatoren 2 einen geringeren Abstand als zu den in bestimmten zweiten Richtungen 4 angrenzenden Stapelkondensatoren 2.
  • In 2a sind die Stapelkondensatoren 2 in der geringer beabstandeten ersten Richtung 3 dargestellt. Die Querschnittsansicht von 2a zeigt, dass in der ersten Hilfsschicht 5 gemäß der regelmäßigen Anordnung (vgl. 1 und 2a) ein Zylinder 7 für jeden Stapelkondensator 2 bereitgestellt wird. Die erste Hilfsschicht 5 wird in einem oberen Bereich 9 der Zwischenbereiche 8 zwischen den Zylindern 7 rückgeätzt. In dem oberen Bereich 9 der Zwischenbereiche 8 wird ein Isolator 10 abgeschieden. In 2a ist dargestellt, dass der obere Bereich 9 der Zwischenbereiche 8 in den ersten Richtungen 3 vollständig durch den Isolator 10 gefüllt ist. Dagegen zeigt 3a, dass der obere Bereich 9 der Zwischenbereiche 8 in der zweiten Richtung 4 aufgrund des größeren Abstandes nicht vollständig durch den Isolator 10 gefüllt ist. Der Zylinder 7 kann optional als ein Vollzylinder oder als ein Hohlzylinder ausgebildet werden. Der Zylinder 7 dient später als erste Elektrode des Kondensators.
  • Die 2b und 3b zeigen, dass der Isolator 10 mittels eines isotropen Ätzprozesses teilweise rückgeätzt wird. Gemäß der 2c und 3c wird der Isolator 10 mittels eines anisotropen Ätzprozesses rückgeätzt, sodass in dem oberen Bereich 9 der Zwischenbereiche 8 in den ersten Richtungen 3 der Isolator 10 bestehen bleibt (vgl. 2c) und sodass jeweils ein Loch 11 durch den Isolator 10 zwischen zwei in der zweiten Richtung 4 angrenzenden Stapelkondensatoren 2 ausgebildet wird (vgl. 3c).
  • Im Folgenden wird die erste Hilfsschicht 5 mittels der ausgebildeten Löcher 11 unterhalb des oberen Bereiches 9 der Zwischenbereiche 8 entfernt (nicht gezeigt). Abschließend wird das Stapelkondensatorfeld 1 fertiggestellt: Abscheidung von Dielektrikum und Gegenelektrode.
  • Die 3d und 3e zeigen jeweils eine alternative Prozessabfolge zu der Prozessabfolge, welche in 3c dargestellt ist. Nach 3d wird die Ätzung des Isolators 10 ausschließlich mittels eines anisotropen Ätzprozesses durchgeführt, wodurch der Isolator 10 an den vertikalen Bereichen des oberen Bereiches 9 der Zwischenbereiche 8 dicker bleibt. Dagegen wird gemäß 3e nach der anisotropen Ätzung ein isotroper Ätzprozess durchgeführt, wobei der Isolator 10 an den vertikalen Bereichen des oberen Bereiches 9 der Zwischenbereiche 8 deutlich dünner ausgestaltet ist. Zusammenfassend ist zu bemerken, dass mittels des variablen Einsatzes von isotropen und anisotropen Ätzprozessen die Dicke des Isolators 10 zur Kontaktvermeidung der einzelnen Stapelkondensatoren 2 beliebig einstellbar ist. Der Isolator 10 kann mittels der Löcher 11 in den zweiten Richtungen 4 vollständig entfernt werden, wobei hingegen in den ersten Richtungen 3 der Isolator 10 zur Beabstandung der in der ersten Richtung 3 angrenzenden Stapelkondensatoren 2 bestehen bleibt.
  • Die 4a–f zeigen schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensstadien eines Herstellungsverfahrens als zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den 4 sind die jeweiligen Stapelkondensatoren 2 und die angrenzenden Stapelkondensatoren 2 ausschließlich in den ersten Richtungen 3 dargestellt.
  • 4a zeigt, dass eine erste Hilfsschicht 5 auf einem Substrat 6 vorgesehen wird. In 4b ist dargestellt, dass jeweils ein Hohlzylinder 7a für jeden Stapelkondensator 2 in der ersten Hilfsschicht 5 gemäß der regelmäßigen Anordnung (vgl. insbesondere 1) bereitgestellt wird, wobei nur in Zwischenbereichen 8 zwischen den Hohlzylindern 7a die erste Hilfsschicht 5 bestehen bleibt.
  • In die Hohlzylinder 7a wird gemäß 4c zur Ausbildung der Stapelkondensatoren 2 eine erste Elektrodenschicht 12 abgeschieden. Mit Bezug auf 4d wird nach dem Abscheiden der Elektrodenschicht 12 darüber eine erste Füllung 13 in die Hohlzylinder 7a gefüllt. Die erste Füllung 13 ist vorzugsweise ein Dielektrikum, welches beispielsweise durch ein Silikatglas ausgebildet wird. Es folgt eine Planarisierung der Oberfläche.
  • 4e zeigt, dass in einem oberen Bereich 9 sowohl die erste Hilfsschicht 5 in den Zwischenbereichen 8 als auch die erste Füllung 13 in den Hohlzylindern 7a zurückgeätzt wird. Mit Bezug auf 4f wird im oberen Bereich 9 sowohl in den Zwischenbereichen 8 als auch an der Elektrodenschicht 12 innerhalb der Hohlzylinder 7a ein Isolator 10 abgeschieden. Nachfolgend wird der Isolator 10 mittels eines anisotropen und/oder isotropen Ätzprozesses rückgeätzt, sodass zum einen jeweils die erste Füllung 13 nach oben hin freigelegt ist und zum anderen jeweils ein Loch 11 (nicht gezeigt) durch den Isolator 10 zwischen zwei in der zweiten Richtung 4 angrenzenden Stapelkondensatoren 2 ausgebildet wird (vgl. 3c). Der Isolator 10 hat die Funktion, die einzelnen angrenzenden Stapelkondensatoren 2 voneinander zu beabstanden, sodass sich diese nicht berühren und somit kein elektrischer Kontakt zwischen zwei Stapelkondensatoren 2 entstehen kann und sodass die mechanische Stabilität erhöht wird.
  • Über die Löcher 11 (nicht gezeigt), welche ausschließlich in der zweiten Richtung 4 zu sehen sind (vgl. 3d und 1) wird die Hilfsschicht 5 entfernt (vgl. 4g). Weiter mit Bezug auf 4g wird auch die erste Füllung 13 entfernt. Abschließend wird das Stapelkondensatorfeld 1 fertiggestellt: Abscheidung des Dielektrikums und der Gegenelektrode.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
  • Beispielsweise ist es nicht immer notwendig, dass der Isolator zwei in einer geringer beabstandeten Richtung angrenzenden Stapelkondensatoren miteinander verbindet. Es ist auch möglich, dass jeder Stapelkondensator nur mit einem Ring aus dem Isolator umgeben ist, sodass sich bei sich nähernden Stapelkondensatoren ausschließlich die Ringe aus dem Isolator berühren und damit kein elektrischer Kontakt zwischen zwei Stapelkondensatoren entstehen kann. Ferner ist die Auswahl der Materialien für die verwendeten Schichten nur beispiel haft, viele andere Materialien sind denkbar und können eingesetzt werden.
    • 1
    Stapelkondensatorfeld
    2
    Stapelkondensator
    3
    erste Richtungen
    4
    zweite Richtungen
    5
    erste Hilfsschicht
    6
    Substrat
    7
    Zylinder
    7a
    Hohlzylinder
    8
    Zwischenbereiche
    9
    oberer Bereich
    10
    Isolator
    11
    Loch
    12
    Elektrodenschicht
    13
    erste Füllung

Claims (22)

  1. Stapelkondensatorfeld (1), welches eine Vielzahl von Stapelkondensatoren (2) aufweist, wobei ein Isolator (10) wenigstens zwei angrenzende Stapelkondensatoren (2) gegenseitig auf Abstand hält, sodass zwischen diesen kein elektrischer Kontakt entstehen kann.
  2. Stapelkondensatorfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (10) viele oder alle angrenzenden Stapelkondensatoren (2) auf Abstand hält.
  3. Stapelkondensatorfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (10) wenigstens zwei angrenzende Stapelkondensatoren (2) miteinander verbindet und somit gegenseitig mechanisch stabilisiert.
  4. Stapelkondensatorfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (10) viele oder alle angrenzenden Stapelkondensatoren (2) miteinander verbindet und somit mechanisch stabilisiert.
  5. Stapelkondensatorfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (10) am oberen Ende der angrenzenden Stapelkondensatoren (2) vorgesehen ist.
  6. Stapelkondensatorfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der Stapelkondensatoren (2) regelmäßig angeordnet ist, wobei ein Stapelkondensator (2) in bestimmten ersten Richtungen (3) einen geringeren Abstand zu den jeweiligen angrenzenden Stapelkondensatoren (2) aufweist als in bestimmten zweiten Richtungen (4), wobei der Isolator (10) wenigsten zwei in der ersten Richtung (3) angrenzende Stapelkondensatoren (2) auf Abstand hält.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Stapelkondensatorfeldes (1), welches eine regelmäßige Anordnung einer Vielzahl von Stapelkondensatoren (2) aufweist, wobei ein Stapelkondensator (2) in bestimmten ersten Richtungen (3) einen geringeren Abstand zu den jeweiligen angrenzenden Stapelkondensatoren (2) aufweist als in bestimmten zweiten Richtungen (4), mit den Verfahrenschritten: (a) Bereitstellen einer ersten Hilfsschicht (5) auf einem Substrat (6); (b) Bereitstellen jeweils eines Zylinders (7) für jeden Stapelkondensator (2) in der ersten Hilfsschicht (5) gemäß der regelmäßigen Anordnung, wobei nur in Zwischenbereichen (8) zwischen den Zylindern (7) die erste Hilfsschicht (5) bestehen bleibt; (c) Rückätzen der ersten Hilfsschicht (5) in einem oberen Bereich (9) der Zwischenbereiche (8); (d) Abscheiden eines Isolators (10) in dem oberen Bereich (9) der Zwischenbereiche (8); (e) Rückätzen des Isolators (10), sodass jeweils zwei in der ersten Richtung (3) angrenzende Stapelkondensatoren (2) mittels des Isolators (10) verbunden bleiben und sodass jeweils ein Loch (11) durch den Isolator (10) zwischen zwei in der zweiten Richtung (4) angrenzenden Stapelkondensatoren (2) ausgebildet wird; (f) Entfernen der ersten Hilfsschicht (5) mittels der ausgebildeten Löcher (11) in den Zwischenbereichen (8); und (g) Fertigstellen der Stapelkondensatoren (2).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (7) für jeden Stapelkondensator (2) als ein Vollzylinder ausgebildet wird, welcher aus einem Elektrodenmaterial besteht.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (7) für jeden Stapelkondensator als ein Hohlzylinder (7a) ausgebildet wird, welcher durch die erste Hilfsschicht (6) gemäß der regelmäßigen Anordnung hindurch geätzt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ätzen der Hohlzylinder (7a) mittels eines Trockenätzprozesses und/oder eines nasschemischen Ätzprozesses durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Rückätzen der ersten Hilfsschicht (5) eine erste Elektrodenschicht (12) in die Hohlzylinder (7a) zur Ausbildung kronenförmiger erster Elektroden für die Stapelkondensatoren (2) abgeschieden wird und die Hohlzylinder (7a) anschließend mit einer ersten Füllung (13) gefüllt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hilfsschicht (5) durch Silizium oder durch Siliziumoxid ausgebildet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hilfsschicht (5) durch eine Überlagerung einer undotierten Silikatglasschicht und einer Borsilikatglassschicht ausgebildet ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückätzen des Isolators (10) mittels eines isotropen Ätzprozesses und/oder eines anisotropen Ätzprozesses durchgeführt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (10) durch Siliziumnitrid ausgebildet wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (10) durch Aluminiumoxid ausgebildet wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Füllung (13) durch Silikatglas ausgebildet wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die regelmäßige Anordnung schachbrettartig ausgebildet wird, wobei sowohl die ersten Richtungen (3) als auch die zweiten Richtungen (9) jeweils lotrecht zueinander sind.
  19. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder (7) einen elliptischen oder einen rechteckigen Querschnitt haben.
  20. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass der Isolator (10) nur außen um den Zylinder (7) herum abgeschieden wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (10) außen um den Zylinder (7) herum und innerhalb des Zylinders (7) abgeschieden wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (10) den entsprechenden Stapelkondensator (2) nur isolierend umgibt und zwei angrenzende Stapelkondensator (2) nicht miteinander verbindet.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005060723A1 (de) * 2005-12-19 2007-06-28 Infineon Technologies Ag Nano-Anordnung und Verfahren zum Herstellen einer Nano-Anordnung
DE102007024041A1 (de) 2007-03-09 2008-09-25 Qimonda Ag Speicher, Anordnung von Kondensatorelementen und Verfahren zum Herstellen einer Anordnung

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070037349A1 (en) * 2004-04-30 2007-02-15 Martin Gutsche Method of forming electrodes
DE102004021401B4 (de) 2004-04-30 2011-02-03 Qimonda Ag Herstellungsverfahren für ein Stapelkondensatorfeld
DE102005042524A1 (de) * 2005-09-07 2007-03-08 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung von Stapelkondensatoren für dynamische Speicherzellen
US7727837B2 (en) * 2007-01-31 2010-06-01 Qimonda Ag Method of producing an integrated circuit having a capacitor with a supporting layer
DE102007022748B4 (de) * 2007-05-15 2009-03-05 Qimonda Ag Verfahren zur Strukturierung eines Materials und strukturiertes Material
KR101800419B1 (ko) * 2011-03-14 2017-11-23 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 그 제조방법
KR101883380B1 (ko) * 2011-12-26 2018-07-31 삼성전자주식회사 커패시터를 포함하는 반도체 소자

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020094617A1 (en) * 2001-01-18 2002-07-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Capacitance elements and method of manufacturing the same
DE10212868A1 (de) * 2001-06-29 2003-01-16 Mitsubishi Electric Corp Halbleitervorrichtung und Verfahrfen für ihre Herstellung

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW243541B (de) 1991-08-31 1995-03-21 Samsung Electronics Co Ltd
KR0155856B1 (ko) 1995-07-20 1998-10-15 김광호 원통형 캐패시터의 제조방법
JP2776331B2 (ja) 1995-09-29 1998-07-16 日本電気株式会社 半導体装置およびその製造方法
JPH10212868A (ja) 1997-01-30 1998-08-11 Sankyo Alum Ind Co Ltd 形 材
TW463288B (en) 1997-05-20 2001-11-11 Nanya Technology Corp Manufacturing method for cup-like capacitor
US5946571A (en) 1997-08-29 1999-08-31 United Microelectronics Corp. Method of forming a capacitor
US5824592A (en) 1997-12-03 1998-10-20 Vanguard International Semiconductor Corporation Method for forming a stacked capacitor of a DRAM cell
US6005269A (en) 1998-02-19 1999-12-21 Texas Instruments - Acer Incorporated DRAM cell with a double-crown shaped capacitor
TW428317B (en) 1998-08-20 2001-04-01 United Microelectronics Corp Method of manufacturing cylindrical shaped capacitor
US6303956B1 (en) 1999-02-26 2001-10-16 Micron Technology, Inc. Conductive container structures having a dielectric cap
US6667502B1 (en) 1999-08-31 2003-12-23 Micron Technology, Inc. Structurally-stabilized capacitors and method of making of same
US6395600B1 (en) * 1999-09-02 2002-05-28 Micron Technology, Inc. Method of forming a contact structure and a container capacitor structure
US6403442B1 (en) 1999-09-02 2002-06-11 Micron Technology, Inc. Methods of forming capacitors and resultant capacitor structures
KR100331554B1 (ko) 1999-09-27 2002-04-06 윤종용 인접된 커패시터 사이의 크로스토크가 억제된 반도체 소자의 커패시터 어레이 및 그 제조방법
DE19950364A1 (de) 1999-10-19 2001-04-26 Infineon Technologies Ag Integrierte Schaltungsanordnung mit mindestens einem Kondensator und Verfahren zu deren Herstellung
KR100308187B1 (ko) 1999-11-05 2001-11-02 윤종용 디램 셀 제조방법 및 그에 의해 제조된 디램 셀
KR20010083563A (ko) 2000-02-16 2001-09-01 윤종용 폴리머 부착에 의한 선택적 반구형 그레인 성장을 이용한커패시터의 형성방법 및 이에 의해 형성된 커패시터
US6617222B1 (en) 2002-02-27 2003-09-09 Micron Technology, Inc. Selective hemispherical silicon grain (HSG) conversion inhibitor for use during the manufacture of a semiconductor device
US6784479B2 (en) * 2002-06-05 2004-08-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Multi-layer integrated circuit capacitor electrodes
US7125781B2 (en) 2003-09-04 2006-10-24 Micron Technology, Inc. Methods of forming capacitor devices
JP4908748B2 (ja) 2003-09-22 2012-04-04 三星電子株式会社 半導体素子を製造するためのエッチング方法
KR100546395B1 (ko) 2003-11-17 2006-01-26 삼성전자주식회사 반도체소자의 커패시터 및 그 제조방법
DE102004021401B4 (de) 2004-04-30 2011-02-03 Qimonda Ag Herstellungsverfahren für ein Stapelkondensatorfeld
DE102004021399B3 (de) 2004-04-30 2005-10-20 Infineon Technologies Ag Herstellungsverfahren für ein Stapelkondensatorfeld mit einer regelmäßigen Anordnung einer Mehrzahl von Stapelkondensatoren

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020094617A1 (en) * 2001-01-18 2002-07-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Capacitance elements and method of manufacturing the same
DE10212868A1 (de) * 2001-06-29 2003-01-16 Mitsubishi Electric Corp Halbleitervorrichtung und Verfahrfen für ihre Herstellung

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1997 Symposium on VLSI Technology Digest of Tech- nical Papers, S. 151/152 *
IEEE J. Solid-State Circ., Vol. 32, No. 11, 1997, S. 1728-1732 *
IEEE Trans. Electron Devices, Vol. 38, No. 2, 1991, S. 255-260 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005060723A1 (de) * 2005-12-19 2007-06-28 Infineon Technologies Ag Nano-Anordnung und Verfahren zum Herstellen einer Nano-Anordnung
DE102007024041A1 (de) 2007-03-09 2008-09-25 Qimonda Ag Speicher, Anordnung von Kondensatorelementen und Verfahren zum Herstellen einer Anordnung

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