DE102006013245A1

DE102006013245A1 - Verfahren zur Ausbildung von Öffnungen in einer Matrizenschicht und zur Herstellung von Kondensatoren

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Publication number: DE102006013245A1
Application number: DE102006013245A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Lahnor; Odo Wunnicke; Johannes Dr. Heitmann; Peter Moll; Andreas Dr. Orth
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-10-04
Also published as: US7776759B2; US20070286945A1

Abstract

Nanoröhrchen (76) bzw. Nanodrähte (36) werden vertikal auf einer horizontalen Substratoberfläche (10) aufgewachsen. Die Nanoröhrchen (76) bzw. Nanodrähte (36) dienen als Templat zur Ausbildung von Öffnungen (39) in einer Matrizenschicht (38). Dazu wird das Substrat (1) nach Ausbilden der Nanodrähte (36) bzw. Nanoröhrchen (76) mit einem Matrizenmaterial abgedeckt. Die Nanodrähte (36) bzw. Nanoröhrchen (76) fungieren als Platzhalter oder verlorene Form (38) für die Öffnungen in der Matrizenschicht (38). Gegenüber herkömmlichen Ätzverfahren zur Erzeugung von Öffnungen (39) in einer Matrizenschicht (38) können Matrizenschichten (38) mit Öffnungen (39) mit weitaus höherem Aspektverhältnis vorgesehen werden. Matrizenschichten (38) mit derartigen Öffnungen (39) können als Matrizen für Kontaktstrukturen (51), Stapelkondensatoren (4, 5) sowie als strukturierte Hartmasken Verwendung finden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausbildung einer Öffnung in einer Matrizenschicht sowie auf Verfahren zur Herstellung von Speicherkondensatoren für dynamische Halbleiterspeicherzellen.
Dynamische Halbleiterspeicherzellen für DRAMs (Dynamic Random Access Memories) umfassen jeweils einen Speicherkondensator zur Speicherung der Daten und einen Auswahltransistor zur Adressierung des Speicherkondensators.
Das Speichern von Daten erfolgt durch Laden bzw. Entladen des Speicherkondensators über den Auswahltransistor. Die Auswahltransistoren der DRAM-Speicherzellen sind in einem einkristallinen Siliziumsubstrat ausgebildet. Bei DRAM-Speicherzellen mit Stapelkondensator (stacked capacitor) sind die Speicherkondensatoren in einer Matrizenschicht (mold layer) ausgebildet, die eine Substratoberfläche des Siliziumsubstrats bedeckt. Bei DRAM-Speicherzellen mit Trenchkondensator sind die Kondensatoren entlang von Gräben (trenches) ausgebildet, die von der Substratoberfläche aus in das Halbleitersubstrat eingebracht sind.
Um hohe Packungsdichten in einem DRAM-Halbleiterschaltkreis zu erzielen, wird die Projektionsfläche des Speicherkondensators auf die planare Substratoberfläche minimiert.
Die auf dem Kondensator gespeicherte Ladung ändert sich infolge unterschiedlicher Leckstrommechanismen auch dann, wenn die Speicherzelle nicht adressiert ist. Um eine vollständige Entladung des Kondensators zu verhindern, wird die Ladung periodisch in so genannten Refresh-Zyklen aufgefrischt. Die Anzahl der Refresh-Zyklen kann in vorteilhafter Weise reduziert werden, wenn die Kapazität des Speicherkondensators möglichst groß ist. Aus der Erfordernis einer möglichst großen Elektrodenoberfläche in Verbindung mit der ebenfalls angestrebten minimalen Projektionsfläche auf der horizontalen Substratoberfläche ergibt sich die Erfordernis nach einer möglichst großen vertikalen Ausdehnung der Kondensatorelektroden.
Stapelkondensatoren werden üblicherweise in einer Matrizenschicht, die auf der Substratoberfläche aufgebracht wird ausgebildet. In die Matrizenschicht werden Öffnungen geätzt. In den Öffnungen bzw. entlang der Innenwände der Öffnungen werden nacheinander eine erste Elektrode, ein Kondensatordielektrikum und eine zweite Elektrode aufgebracht. Für DRAMs, die mit einer minimalen lithografischen Strukturbreite von weniger als 50 nm gefertigt werden, sind dazu Öffnungen mit einem Aspektverhältnis der Tiefe zur Weite von größer 40:1 erforderlich.
Gegenwärtige Ätzverfahren ermöglichen für Matrizenschichten aus Siliziumoxiden bei ausreichender Profiltreue und Maßhaltigkeit des Querschnitts der Ätzung am Grabenboden lediglich Aspektverhältnisse von bis zu 25:1.
Zur Vergrößerung der Elektrodenflächen werden die Stapelkondensatoren auch in mehreren aufeinander folgenden Teilschritten aus übereinander angeordneten Teilkondensatoren mit geringerer vertikaler Ausdehnung aufgebaut. Nachteilig an derartigen Verfahren ist deren erhöhte Prozesskomplexität.
Zur Herstellung von Trenchkondensatoren wird auf einer Substratoberfläche des Halbleitersubstrats eine Ätzmaske (hard mask), in der Regel ein Siliziumoxid oder -nitrid aufgebracht. Die Ätzmaske wird durch einen fotolithografischen Schritt strukturiert und dabei in der Ätzmaske eine Öffnung erzeugt. Die Öffnung wird in einem weiteren Ätzschritt möglichst maßhaltig und profiltreu in das unterliegende Halbleitersubstrat übertragen. Da die Ätzmaske beim Ätzen des Tren ches für den Kondensator im Halbleitersubstrat aufgebraucht wird, ist die Ätzmaske mit einer um so höheren Dicke vorzusehen, je tiefer die Trenchätzung in das Halbleitersubstrat auszuführen ist.
Für die Öffnung in der Ätzmaske ergeben sich ähnliche Beschränkungen wie für die Öffnung für einen Stapelkondensator in einer Matrizenschicht. Damit wird die Tiefe eines Trenches für einen Trenchkondensator durch das maximale Aspektverhältnis begrenzt, das für die Öffnung in der Ätzmaske realisierbar ist.
Der Einsatz alternativer Ätzmaskenmaterialien erfordert umfangreiche Voruntersuchungen und erhöht die Prozesskomplexität.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem Öffnungen in einer Matrizenschicht vorgesehen werden können, die auch bei hohem Aspektverhältnis von mehr als 25:1 in hohem Maße profiltreu realisierbar sind. Darauf basierend umfasst die Aufgabe ferner Verfahren zur Herstellung von Kondensator- und Kontaktstrukturen mit hohem Aspektverhältnis.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zur Ausbildung einer Matrizenschicht mit einer Öffnung mit einem Durchmesser kleiner 500 nm wird ein Substrat mit einer Substratoberfläche mit einem ersten Flächenabschnitt und einem zweiten Flächenabschnitt bereitgestellt. Im ersten Flächenabschnitt wird eine vertikale Templatsäule aus einem selbst organisierenden Schablonenmaterial aufgewachsen. Danach wird eine Matrizenschicht auf den zweiten Flächenabschnitt aufgebracht. Die Templatsäule wird nach dem Aufbrin gen der Matrizenschicht entfernt. Dabei wird über dem ersten Flächenabschnitt des Substrats die Öffnung in der Matrizenschicht gebildet.
Die Templatsäule fungiert als Templat oder verlorene Form zur Strukturierung der Matrizenschicht.
An die Stelle eines anisotropen Ätzschritts in ein homogenes Material tritt in vorteilhafter Weise die prozesstechnisch vergleichsweise unkritische Entfernung des Schablonenmaterials selektiv zum Material der Matrizenschicht. Als Schablonenmaterial kann dem Grunde nach jedes Material Verwendung finden, das während des Entfernens der Templatsäule im Wesentlichen nicht entfernt wird. Hierfür sind etwa Materialien, die sp²- oder sp³-Hybride bilden oder Halbleitermaterialien vorteilhaft verwendbar.
Das Aspektverhältnis einer solchen Öffnung ist unabhängig von Prozessbeschränkungen, wie sie mit dem Einsatz hoch anisotroper Ätzprozesse verbunden sind. Aufgrund der selbst organisierenden Struktur des Templats sind die resultierenden Öffnungen auch bei extrem hohen Aspektverhältnis sowohl in hohem Maße profiltreu als auch maßhaltig.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wächst die Templatsäule ihrerseits in einem Vorläufertemplat auf, dessen Pore einen größeren Durchmesser aufweist als die Templatsäule. Dazu wird vor dem Aufwachsen der Templatsäule eine Leitschicht auf die Substratoberfläche aufgebracht. In die Leitschicht wird eine Führungsöffnung eingebracht, durch die der erste Flächenabschnitt und angrenzende Abschnitte des zweiten Flächenabschnitts freigelegt werden. Der Querschnitt der Führungsöffnung ist größer als der Querschnitt des ersten Flächenabschnitts, so dass bei einem eventuellen Abweichen von der Vertikalen die schlanke Templatsäule durch die Seitenwände der weiten Führungsöffnung geführt aufwächst und deren Funktion als Templat zur Ausbildung einer Öffnung in der eigentlichen Matrizenschicht gewährleistet bleibt. Ein nachteiliges Neigen der Templatsäule mit einem Anlehnen an benachbarte Templatsäulen in einem dichten Feld von Templatsäulen wird vermieden. Ebenso wird verhindert, dass eine beim Wachstum kollabierende Templatsäule innerhalb einer Gruppe von in gleicher Weise und in hoher Dichte aufwachsenden Templatsäulen das Kippen benachbarter Templatsäulen auslöst. Der größere Durchmesser der Führungsöffnung ermöglicht deren Formierung mittels eines photolithographischen Abbildungsverfahrens. Die Anforderungen an die Auflösung des Abbildungsverfahrens zur Ausbildung der Führungsöffnungen sind gegenüber denen eines gedachten Abbildungsverfahrens zur Ausbildung der Templatsäulen entspannt.
In weiter bevorzugter Weise wird nach dem Aufwachsen der Templatsäule auf Basis der Leitschicht die Matrizenschicht ausgebildet. Nach einer ersten Ausführungsform wird dazu das Material der Leitschicht nach dem Aufwachsen der Templatsäule im Zuge eines Temperschrittes bzw. einer Wärmebehandlung unterzogen und dabei bis über eine Temperatur erhitzt, bei der ein Verfließen der Matrizenschicht einsetzt. Nach diesem Temperschritt umschließt die Leitschicht die Templatsäule bündig und bildet so die Matrizenschicht aus. Da das Material der Matrizenschicht sich beim Ausbilden der Templatsäule bereits auf der Substratoberfläche befindet und beim Verfließen des Materials der Leitschicht dieses sich gleichmäßig auf allen Seiten der Templatsäule anlegt, ergibt sich eine vergleichsweise geringe mechanische Beanspruchung der Templatsäule bei der Ausbildung der Matrizenschicht.
In alternativ bevorzugter Weise werden verbleibende Leerräume in der Führungsöffnung zwischen der Leitschicht und der Templatsäule mit einem Füllmaterial gefüllt. Das Füllmaterial schließt bündig an die Templatsäule an und bildet zusammen mit der Leitschicht die Matrizenschicht aus. Ein Anlehnen ei ner Templatsäule an benachbarte Templatsäulen während der Ausbildung der Matrizenschicht wird vermieden, so dass jeweils einer angelehnten Templatsäule zuzuordnende Folgeschäden reduziert werden.
Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist das Templat ein Nanodraht. Dazu wird ein Katalysatorcluster aus einem Katalysatormaterial auf dem ersten Flächenabschnitt vorgesehen. Das Katalysatormaterial wird so gewählt, dass es mit dem Schablonenmaterial eine flüssige Legierung zu bilden vermag, bei deren Abkühlung das Schablonenmaterial in Reinform auskristallisiert.
Der Katalysatorcluster wird erhitzt und das Katalysatormaterial dabei geschmolzen. Das Schablonenmaterial wird in Reinform oder in Form eines Präkursormaterials zugeführt. Das Schablonenmaterial bzw. Präkursormaterial wird bevorzugt am Katalysatorcluster absorbiert. Es entsteht eine flüssige Legierung aus dem Schablonenmaterial und dem Katalysatormaterial. Durch ständige Zufuhr des Schablonenmaterials wird die flüssige Legierung mit dem Schablonenmaterial übersättigt. Das Schablonenmaterial kristallisiert aus, wobei es bevorzugt auf dem ersten Flächenabschnitt als Nanodraht aufwächst.
Das Katalysatormaterial wird vor oder im Zuge des Entfernens der Templatsäule entfernt.
Die Dicke und der Querschnitt des Nanodrahts werden im Wesentlichen durch die Grundfläche eines aus dem Katalysatorcluster hervorgegangenen Tröpfchens bestimmt. Der Durchmesser des Katalysatortröpfchens (catalysator droplet) kann in vorteilhafter Weise durch die Menge des abgeschiedenen Katalysatormaterials (bzw. dessen Schichtdicke), durch einen fotolithografischen Strukturierungsschritt oder durch ein Katalysatortemplat festgelegt werden. Nanodrähte wachsen mit hoher Profiltreue auf und sind mechanisch stabil.
Der Querschnitt des Nanodrahts kann dem des Katalysatortröpfchens entsprechen oder davon unabhängig rund, oval, elliptisch, quadratisch oder sechseckig sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens werden jeweils abwechselnd nacheinander Abschnitte der Templatsäule aufgewachsen und Abschnitte der Matrizenschicht bis maximal zur jeweiligen Oberkante der Templatsäule aufgebracht. Das Katalysatormaterial bleibt während des Aufbringens und nach dem Aufbringen des jeweiligen Abschnitts der Matrizenschicht bevorzugt erhalten.
Damit kann in vorteilhafter Weise die Länge des Nanodrahts erhöht und damit das Aspektverhältnis der Öffnung vergrößert werden, wobei durch die zwischenzeitlich abgeschiedenen Abschnitte der Matrizenschicht der bereits aufgewachsene Anteil des Nanodrahts mechanisch stabilisiert wird.
Demnach wird für den Fall eines zweistufigen Aufwachsens der Templatsäule zunächst der erste Abschnitt der Templatsäule aufgewachsen. Ein erster Abschnitt der Matrizenschicht wird aufgebracht, wobei die Oberkante der Templatsäule nicht abgedeckt wird oder nach Abdeckung wieder freigelegt wird. Der erste Abschnitt der Matrizenschicht stabilisiert den ersten Abschnitt der Templatsäule. Danach wird ein zweiter Abschnitt der Templatsäule aufwachsen. Ein zweiter Abschnitt der Matrizenschicht wird auf dem ersten Abschnitt der Matrizenschicht aufgewachsen. Weitere Stufen können in entsprechender Weise anschließen. Die Höhe des Nanodrahts über der Substratoberfläche kann auf diese Weise in vorteilhafter Weise weiter erhöht werden.
Indem das Katalysatormaterial erhalten bleibt, ist die Prozesskomplexität gegenüber einem einstufigen Verfahren nur vergleichsweise geringfügig erhöht.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Abschnitte der Templatsäule und die Abschnitte der Matrizenschicht jeweils abwechselnd nacheinander aufgewachsen bzw. aufgebracht, wobei im Unterschied zum oben genannten Verfahren das Katalysatormaterial jeweils vor dem Aufwachsen eines weiteren Abschnitts der Templatsäule neu formiert wird.
In besonders bevorzugter Weise wird als Schablonenmaterial monokristallines Silizium vorgesehen. Silizium ist mit den gegenwärtigen Herstellungsprozessen zur Herstellung eines DRAMs kompatibel. Vorläuferstufen (Präkursormaterialien) für Silizium sowie Mittel zur Zuführung solcher Präkursormaterialien stehen in vorhandenen Fertigungsumfeldern zur Verfügung. Das Silizium wird bevorzugt in Form von SiH₄ oder SiCl₄ zugeführt. Diese Präkursoren und Hilfsmittel zur Zuführung der Präkursoren sind in hohem Maße verfügbar, so dass die Implementierung dieses Verfahrens in eine Prozessumgebung zur Herstellung von DRAMs diesbezüglich kaum Mehraufwand erfordert. Ein Siliziumdraht nimmt auf einer ebenen Siliziumfläche deren Kristallorientierung auf und wächst gerichtet und vertikal zur Siliziumfläche auf.
Bevorzugt wird als Katalysatormaterial Gold, Eisen oder Aluminium vorgesehen. Gemische von Gold, Eisen und Aluminium bilden mit Silizium eutektische Schmelzen mit vergleichsweise niedrigem und damit für einen Produktionsprozess für DRAMs geeigneten Schmelzpunkt. Beim Abkühlen einer mit Silizium übersättigten Schmelze mit den genannten Materialien kristallisiert das Silizium in reiner Form aus.
Aluminium bildet mit Silizium bereits bei Temperaturen von etwa 580°C eine eutektische Schmelze. Diese Temperatur entspricht im Wesentlichen der Abscheidungstemperatur einer amorphen Siliziumätzmaske, so dass das Temperaturbudget des Wafers durch die Formierung von Siliziumdraht-Templaten nicht wesentlich erhöht wird.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäflen Verfahrens wird als Templatsäule ein Nanoröhrchen aufgewachsen. Dazu wird zunächst ein Katalysatorcluster aus einem Katalysatormaterial auf dem ersten Flächenabschnitt vorgesehen. Das Katalysatormaterial wird so gewählt, dass es die Ausbildung eines Nanoröhrchens aus dem Schablonenmaterial unterstützt. Der Katalysatorcluster wird auf eine Formierungstemperatur erhitzt, bei der das Schablonenmaterial sich selbst organisierend zu einem den Katalysatorcluster umschließenden Nanoröhrchen formiert. Das Schablonenmaterial oder eine Vorläuferstufe des Schablonenmaterials wird zugeführt. Das Schablonenmaterial wächst ringförmig um den Katalysatorcluster auf dem Substrat auf.
Das Schablonenmaterial ist beispielsweise Kohlenstoff. Als Katalysatormaterial wird etwa Nickel eingesetzt.
Unabhängig davon, ob die Templatsäule als Nanodraht oder als Nanoröhrchen aufgewachsen wird, wird zum Aufbringen des Katalysatormaterials zunächst eine Hilfsschicht auf das Substrat aufgebracht. Die Hilfsschicht wird vorzugsweise durch fotolithografische Verfahren strukturiert, wobei über dem ersten Flächenabschnitt eine Hilfsöffnung in der Hilfsschicht gebildet wird. Die Hilfsöffnung wird gegebenenfalls durch Abstandsstrukturen (sidewall spacers) an den Innenwänden der Hilfsöffnung im Querschnitt weiter verkleinert. Anschließend wird die Hilfsöffnung mit dem Katalysatormaterial gefüllt.
Das Füllen der Hilfsöffnung erfolgt bevorzugt durch Abscheiden des Katalysatormaterials auf die Hilfsschicht und in die Hilfsöffnungen. Das außerhalb der Hilfsöffnungen auf der Hilfsschicht aufliegende Katalysatormaterial wird etwa durch chemisch-mechanisches Polieren entfernt.
Die Hilfsschicht kann entfernt werden oder als Katalysatortemplat während des Aufwachsens der Templatsäule auf dem Sub strat verbleiben. Auf diese Weise lässt sich in vorteilhafter Weise der Umriss bzw. die Position des Katalysatortröpfchens präzise definieren.
Wird in der Matrizenschicht eine Vielzahl von Öffnungen vorgesehen, so weisen diese in vorteilhafter Weise lediglich geringfügig voneinander abweichende Querschnitte auf.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Katalysatormaterial aufgebracht, indem zunächst eine Schicht aus dem Katalysatormaterial aufgebracht wird und die aufgebrachte Schicht mittels eines fotolithografischen Verfahrens strukturiert wird. Dabei bleibt das Katalysatormaterial über dem ersten Flächenabschnitt und angrenzenden Abschnitten des zweiten Flächenabschnitts erhalten, während es von weiteren Abschnitten des zweiten Flächenabschnitts entfernt wird. Gegebenenfalls kann das Katalysatormaterial in einem anschließenden isotropen Ätzschritt weiter zurückgebildet werden, so dass auch sub-lithografische Querschnitte der Templatsäulen ermöglicht werden. Es entfällt in vorteilhafter Weise ein chemisch-mechanisches Polieren.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Templatsäule ohne zusätzlichen Katalysator aufgewachsen. Diese als Vapor-Solid-Prozess bezeichnete Variante ähnelt dem oben bereits beschriebenen Vapor-Liquid-Solid-Prozess, mit dem Unterschied, dass einer von mehreren gasförmigen Ausgangsstoffen des Schablonenmaterials als Katalysator wirkt.
Das Aufwachsen der Templatsäule umfasst dann das Ausbilden eines strukturellen Defekts im ersten Flächenabschnitt des Substrats. Das Substrat wird auf eine Formierungstemperatur erhitzt, bei der das Schablonenmaterial selektiv nahezu ausschließlich im Bereich des strukturellen Defekts und danach auf dem bereits aufgewachsenen Schablonenmaterial als Nanodraht aufwächst.
Die gasförmigen Ausgangsstoffe des Schablonenmaterials werden zugeführt. Das Schablonenmaterial sublimiert selektiv zunächst im Bereich des strukturellen Defekts und im weiteren Verlauf entlang der Oberkante des aufwachsenden Nanodrahts.
Bevorzugt werden als gasförmige Ausgangsstoffe Zink und Sauerstoff zugeführt. Neben dem Aufwachsen von Zinkoxid-Nanodrähten ist auf diese Weise auch das Aufwachsen von GaN-Nanodrähten als Templatsäulen möglich.
Die Matrizenschicht wird in vorteilhafter Weise durch ein Spin-on-Verfahren aufgebracht. Dabei wird in vorteilhafter Weise die mechanische Beanspruchung der Templatsäulen reduziert.
Das Entfernen der Templatsäule aus der Öffnung in der Matrizenschicht erfolgt in bevorzugter Weise durch einen Nassätzprozess mit hoher Selektivität gegen das Material der Matrizenschicht. Das Material der Matrizenschicht wird so gewählt, dass es in einer Weise aufgebracht werden kann, die die Templatsäulen nicht kollabieren lässt und dass andererseits das Schablonenmaterial mit hoher Selektivität gegen das Material der Matrizenschicht ätzbar ist.
In weiter vorteilhafter Weise wird zunächst ein erstes Matrizenmaterial aufgebracht, etwa ein Polymer. Anschließend wird das Säulenmaterial entfernt und durch ein weiteres Säulenmaterial ersetzt, das stabilere Templatsäulen ausbildet. Dann wird das erste Matrizenmaterial in einem Nassätzprozess entfernt und das gewünschte Endmaterial der Matrizenschicht als zweite Matrizenschicht aufgebracht.
Auf diese Weise lassen sich die Anforderungen an das jeweilige Matrizenmaterial bezüglich des Einbettens der ersten Templatsäulen und bezüglich der finalen Funktion voneinander entkoppeln.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird in der Matrizenschicht eine Mehrzahl von Öffnungen mit einem Durchmesser von jeweils weniger als 500 Nanometern mittels eines Templats mit gleichartigen Templatsäulen ausgebildet, wobei die Öffnungen einen Abstand von weniger als 150 Nanometer voneinander aufweisen. In diesem Falle kann die gleichzeitige Strukturierung aller Führungsöffnungen der Leitschicht schwierig sein.
Ein hierfür besonders bevorzugtes Verfahren sieht daher zunächst nur die Strukturierung einer ersten Teilmenge von Führungsöffnungen innerhalb einer ersten Leitschicht vor, so dass der minimale Abstand zwischen zwei Führungsöffnungen gegenüber dem Fall der gleichzeitigen Strukturierung aller Führungsöffnungen erhöht werden kann. Sodann werden gemäß einer der bereits beschriebenen Verfahrensweisen erste Templatsäulen in den Führungsöffnungen ausgebildet der ersten Teilmenge ausgebildet. Aus der ersten Leitschicht wird eine weitere Leitschicht ausgebildet. Danach werden die Strukturierung für jeweils eine weitere Teilmenge von Führungsöffnungen sowie das Aufwachsen jeweils weiterer Templatsäulen ein oder mehrmals wiederholt. Vorzugsweise wird hierbei das Katalysatormaterial auf den bereits aufgewachsenen Templatsäulen nach Ausbilden der jeweils nächsten Leitschicht entfernt, um ein Weiterwachsen der Templatsäulen zu einem späteren Zeitpunkt zu verhindern. Die jeweils letzte Leitschicht bildet die Matrizenschicht aus.
Die Formierung der ersten und der weiteren Führungsöffnungen erfolgt jeweils mittels eines photolithographischen Strukturierungsverfahrens. Es ergibt sich für die photolithographischen Strukturierungsverfahren jeweils eine photolithographischen Strukturierungsverfahren jeweils eine Vergrößerung des Abstands der Strukturen (pitch), sowie die Möglichkeit, Führungsöffnungen mit größerem Durchmesser zu realisieren, ohne dass sich benachbarte Führungsöffnungen berühren.
Die zulässige Toleranz für das Justieren der Masken der jeweiligen Strukturierungsverfahren gegeneinander ist vergleichsweise hoch. Abweichungen im Durchmesser der Führungsöffnungen sind ebenfalls unkritisch, so dass die Anforderungen an die beiden Strukturierungsverfahren insgesamt vergleichsweise entspannt sind. Als Templatsäulen können in diesem Zusammenhang sowohl Nanodrähte, etwa aus Si oder ZnO, oder Nanoröhrchen, etwa aus C, nach einem der oben beschriebenen Verfahren aufgewachsen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Vorsehen einer Matrizenschicht mit einer Öffnung lässt sich in vorteilhafter Weise in neue vorteilhafte Verfahren zur Herstellung von Kontaktstrukturen und Kondensatoren einbinden.
Zur Herstellung einer Kontaktstruktur wird ein Substrat mit einer planaren Substratoberfläche und einer in einem ersten Flächenabschnitt an die Substratoberfläche anschließenden leitfähige Struktur bereitgestellt. Auf dem Substrat wird gemäß den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren eine Matrizenschicht mit einer Öffnung vorgesehen. Die Öffnung wird mit einem leitfähigen Material gefüllt. Das leitfähige Material innerhalb der Öffnung bildet die Kontaktstruktur. Die Kontaktstruktur schließt an die leitfähige Struktur an.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise die Herstellung von Kontaktstrukturen mit extrem hohen Aspektverhältnis und gleichmäßigem Querschnitt über die gesamte Höhe. Das aufwändige Ätzen einer Öffnung in die Matrizenschicht entfällt in vorteilhafter Weise.
Zur Herstellung eines Stapelkondensators mit massiver Innenelektrode (pad-shaped stacked capacitor) wird ein Substrat bereitgestellt. Auf dem Substrat wird gemäß dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren eine Matrizenschicht mit einer Öffnung vorgesehen. Die Öffnung wird mit einem leitfähigen Material gefüllt, das eine erste Elektrode des Kondensators ausbildet. Die Matrizenschicht wird entfernt. Auf der ersten Elektrode wird eine dielektrische Schicht aufgebracht. Die dielektrische Schicht bildet das Kondensatordielektrikum. Auf die dielektrische Schicht wird eine Schicht aus einem leitfähigen Material aufgebracht. Das zweite leitfähige Material bildet eine zweite Elektrode des Kondensators.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht demnach in vorteilhafter Weise die Herstellung von Kondensatoren mit extrem hohen Elektroden über dem Substrat. Durch die profilgetreue Ausbildung über die gesamte Höhe sind die Abweichungen in einem Feld von in gleicher Weise auf demselben Substrat ausgebildeten Kondensatoren sehr gering. Aufgrund der hohen Profiltreue des Querschnitts der Öffnung über die gesamte Höhe sind Stufenbildungen an den Seitenwänden der Öffnungen selten und die Qualität eines abgeschiedenen Kondensatordielektrikums hoch.
Zur Herstellung eines Stapelkondensators mit einseitig beschichteter, tassenförmiger Innenelektrode (single-sided cup-shaped stacked capacitor) wird ein Substrat bereitgestellt und gemäß dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren eine Matrizenschicht mit einer Öffnung auf dem Substrat vorgesehen. Auf die Innenwand der Öffnung wird eine erste Elektrodenschicht aufgebracht, die die Innenelektrode ausbildet. Auf die erste Elektrodenschicht wird eine dielektrische Schicht als Kondensatordielektrikum aufgebracht. Auf der dielektrischen Schicht wird eine zweite Elektrodenschicht aufgebracht.
Zur Herstellung eines Stapelkondensators mit zweiseitig beschichteter, becherförmiger Innenelektrode wird die Matrizenschicht vor dem Aufbringen der dielektrischen Schicht entfernt, so dass das Kondensatordielektrikum die Innenelektrode beidseitig beschichtet.
Das Erfordernis, eine Öffnung mit einem hohen Aspektverhältnis mittels eines Ätzprozess (high aspect ratio etch) auszuformen, entfällt. Durch die profiltreue Ausbildung der Öffnung ergibt sich eine hohe Qualität der abgeschiedenen Elektroden- bzw. dielektrischen Schichten. Durch die hohe Maßhaltigkeit der Öffnungen ergeben sich zwischen einer Mehrzahl von in gleicher Weise auf demselben Substrat hergestellten Stapelkondensatoren lediglich geringfügige Abweichungen im Kapazitätswert.
Zur Herstellung eines Trenchkondensators in einem Substrat wird zunächst ein Siliziumsubstrat bereitgestellt. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Vorsehen einer Matrizenschicht mit einer Öffnung wird eine Maskenschicht mit einer Öffnung auf das Substrat aufgebracht. Die Öffnung wird in das Siliziumsubstrat abgebildet, wobei im Siliziumsubstrat ein Trenchgraben mit einer Innenwand ausgebildet wird. In einem Abschnitt des Substrats, der den Trenchgraben umschließt und an den Trenchgraben anschließt, wird eine äußere Elektrode des Trenchkondensators ausgebildet. Auf der Innenwand des Trenchgrabens wird ein Kondensatordielektrikum aufgebracht. Auf dem Kondensatordielektrikum wird eine Schicht aus einem leitfähigen Material aufgebracht, das eine Innenelektrode des Trenchkondensators ausbildet.
Die Maskenschicht wird beim Abbilden der Öffnung in das Siliziumsubstrat zurückgebildet. Indem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren die Maskenschicht mit einer wesentlich erhöhten Schichtdicke vorgesehen werden kann und die Schichtdicke der Maskenschicht die maximale Tie fe des Ätzprozesses in das Substrat bestimmt, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise die Ausbildung von Trenchkondensatoren mit gegenüber herkömmlichen Verfahren deutlich erhöhtem Aspektverhältnis.
Nachfolgend werden die Erfindung und deren Vorteile anhand der Figuren näher erläutert. Einander entsprechende Strukturen sind jeweils mit demselben Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:
1A–1I: Die Ausbildung einer Matrizenschicht mit einer Öffnung anhand von schematisierten Querschnitten durch die zu prozessierende Struktur in aufeinander folgenden Prozessphasen gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2: einen Querschnitt durch zwei Stapelkondensatoren mit einseitig beschichteter, tassenförmiger Innenelektrode, die gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt sind;
3A–3B: die Herstellung von Stapelkondensatoren mit massiver Innenelektrode gemäß einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von schematischen Querschnitten durch die zu prozessierende Struktur in aufeinander folgenden Prozessphasen;
4A–4E: die Herstellung von Trenchkondensatoren gemäß einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von Querschnitten durch die zu prozessierende Struktur in verschiedenen Prozessphasen;
5A–5C: die mehrstufige Ausbildung einer Matrizenschicht mit Öffnungen gemäß einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von Querschnitten durch die zu prozessierende Struktur in verschiedenen Prozessphasen;
6A–6B: einen Abschnitt der Ausbildung einer Matrizenschicht mit Öffnungen mittels Nanoröhrchen anhand von Querschnitten durch die zu prozessierende Struktur in verschiedenen Prozessphasen gemäß einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
7A–7G: die Ausbildung einer Matrizenschicht mit Öffnungen mittels einer Leitschicht und Führungsöffnungen gemäß einer siebenten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von Querschnitten durch die zu prozessierende Struktur in verschiedenen Prozessphasen; und
8A–8F: die mehrstufige Ausbildung einer Matrizenschicht mittels Strukturierung jeweils einer Teilmenge von Führungsöffnungen und Aufwachsen jeweils zugeordneter Templatsäulen, gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von Drauf sichten auf die zu prozessierende Struktur in verschiedenen Prozessphasen.
Die 1A bis 1I beziehen sich auf die Herstellung einer Matrizenschicht mit Öffnungen.
In einem Substrat 1 mit einer Substratoberfläche 10 sind an die Substratoberfläche 10 angrenzende leitfähige Strukturen ausgebildet. Die leitfähigen Strukturen sind beispielsweise Kontakte 21, die etwa an Source/Drain-Bereiche von Transistoren, die außerhalb des dargestellten Bereichs in einem Halbleiterabschnitt des Substrats 1 ausgebildet sind, anschließen. Die Kontakte 21 schließen im Bereich erster Flächenabschnitte 11 des Substrats 1 an die Substratoberfläche 10 an. Die Kontakte 21 sind in einem Zwischenlagendielektrikum (ILD) 22 eingebettet, das in zweiten Flächenabschnitten 12 des Substrats 1 an die Substratoberfläche 10 anschließt. Die Kontakte 21 bestehen aus einem Metall, einer leitfähigen Metallverbindung oder aus dotiertem polykristallinem Silizium (Polysilizium). Das Zwischenlagendielektrikum 22 besteht aus einem Isolatormaterial, etwa einem dotierten Siliziumoxid oder einem Siliziumnitrid.
Die Kontakte 21 werden, etwa durch einen Nassätzprozess, ausgehend von der Substratoberfläche 10 selektiv gegen das Zwischenlagendielektrikum 22 zurückgebildet. Ein Katalysatormaterial wird abgeschieden. Das Katalysatormaterial füllt die durch die Rückätzung der Kontakte 21 entstandenen Vertiefungen oberhalb der Kontakte 21 und bedeckt die Substratoberfläche 10. Die außerhalb der Vertiefungen über den Kontakten 21 abgeschiedenen Abschnitte des Katalysatormaterials auf der Substratoberfläche 10 werden etwa durch chemisch-mechanisches Polieren entfernt.
Es ergibt sich die in 1A dargestellte Struktur. Im Bereich der ersten Flächenabschnitte 11 decken aus dem Katalysatormaterial gebildete Katalysatorcluster 31 die Kontakte 21 ab. Die Katalysatorcluster 31 sind vom Zwischenlagendielektrikum 22 umschlossen.
Das Katalysatormaterial wird so gewählt, dass es mit Silizium eine Legierungsschmelze (liquid alloy) bildet, bei der bei Übersättigung mit Silizium oberhalb der eutektischen Temperatur das Silizium in Reinform kristallisiert. Die Auswahl des Katalysatormaterials erfolgt demnach anhand der Phasendiagramme der jeweiligen Materialien mit Silizium. Gold Au bildet mit Silizium Si bei Temperaturen über der eutektischen Temperatur und bei Übersättigung mit Silizium eine Schmelze mit festen Siliziumanteilen und flüssigem AuSi. Eisen Fe bildet bei Temperaturen oberhalb etwa 1200 Grad Celsius und bei Übersättigung mit Silizium eine Schmelze mit kristallisiertem Silizium und flüssigem FeSi.
Im Folgenden wird als Katalysatormaterial Aluminium Al betrachtet und vorausgesetzt, dass der Kontakt 21 mindestens in einem an den Katalysatorcluster 31 anschließenden Abschnitt aus einkristallinem Silizium gebildet wird.
Der Katalysatorcluster 31 wird auf eine Temperatur über der eutektischen Temperatur des binären Aluminium-Silizium-Systems erhitzt. Der Katalysatorcluster 31 schmilzt. Entlang einer Grenzfläche 35 zwischen dem Katalysatorcluster 31 und dem Kontakt 21 wird das Silizium des Kontakts 21 angeschmolzen. Das angeschmolzene Silizium und das Katalysatormaterial bilden eine Legierungsschmelze 32 (liquid alloy, alloy droplet).
Gemäß 1B bedecken Tröpfchen der Legierungsschmelze 32 die Kontakte 21, die in horizontaler Richtung durch das Zwischenlagendielektrikum 22 eingefasst werden.
Silizium wird zugeführt. Die Zufuhr von Silizium erfolgt beispielsweise durch Laserablation eines Siliziumtargets. Bevorzugt erfolgt die Zufuhr von Silizium durch Zufuhr 33 eines siliziumhaltigen Präkursormaterials. Das Präkursormaterial ist etwa SiH₄ oder SiCl₄. Das Präkursormaterial 34 wird in der Legierungsschmelze 32 absorbiert. Die Legierungsschmelze 32 wird dabei mit Silizium übersättigt. Das überschüssige Si lizium kristallisiert in Reinform aus und lagert sich bevorzugt an der Grenzfläche 35 an. Bei fortdauernder Zufuhr des Präkursormaterials 33 beginnt ein Siliziumnanodraht mit etwa dem Querschnitt des Kontakts 21 vertikal zur Substratoberfläche 10 aufzuwachsen, wobei auf jedem aufwachsenden Siliziumnanodraht ein Tröpfchen der Legierungsschmelze 32 verbleibt.
1C zeigt schematisch die Zufuhr 33 des Präkursormaterials 34 sowie die Absorption des Präkursormaterials 34 in die Legierungsschmelze 32.
Bei einem Aufwachsen der Templatsäule 36 nach einem Vapor-Solid-Prozess tritt an die Stelle des Katalysatorclusters 31 ein struktureller Defekt im Bereich des ersten Flächenabschnitts 11, bzw. der Katalysatorcluster 31 wirkt als solcher. Der strukturelle Defekt ist etwa eine gezielte Störung des Kristallgitters an der Oberfläche des Kontakts 21 oder des Substrats 1 gemäß 7A.
Gemäß 1D wächst das überschüssige Silizium der Legierungsschmelze 32 entlang der Grenzfläche 35 zum Kontakt 21 auf und bildet für jeden Kontakt 21 einen Siliziumnanodraht als Templatsäule 36. Der Querschnitt der Templatsäule 36 wird durch den Querschnitt der Kontaktstruktur 21 (sowie durch die Dimensionierung der Legierungsschmelze 32) bestimmt. Der Querschnitt kann kreisförmig, oval, elliptisch, rechteckig oder sechseckig sein. Der Durchmesser der Templatsäule 36 beträgt zwischen 5 und 50 nm. Das Aspektverhältnis zwischen der Höhe und dem Durchmesser der Templatsäule 36 beträgt zwischen 2:1 und 100000:1 und schließt extrem hohe Aspektverhältnisse ein.
Der Prozess wird abgebrochen, sobald die Templatsäule 36 die gewünschte Länge bzw. Höhe über dem Substrat 1 erreicht hat. Dazu wird die Zufuhr von Silizium beendet und/oder die Temperatur unter die eutektische Temperatur abgesenkt.
Die 1E zeigt die aufgewachsenen Silizium-Nanodrähte als Templatsäulen 36 nach Absenken der Temperatur unter die eutektische Temperatur. Die Templatsäulen 36 wachsen profiltreu und maßhaltig in vertikaler Richtung zur Substratoberfläche 10 auf. Jeder Silizium-Nanodraht ist ein Silizium-Einkristall. Die Oberkanten der Silizium-Nanodrähte sind jeweils durch eine Katalysatorhaube 37 abgedeckt.
1F zeigt ein Feld mit einer Mehrzahl von regelmäßig angeordneten Templatsäulen 36 auf einem Substrat 1. Die Templatsäulen 36 sind zu im Substrat 1 an die Substratoberfläche 10 anschließenden Kontaktstrukturen 21 justiert. Jede Templatsäule 36 ist durch eine Katalysatorhaube 37 abgeschlossen.
Das Säulenfeld der 1F wird aufgefüllt, indem über den zweiten Flächenabschnitten 12 des Substrats 1 eine Matrizenschicht (mold layer) 38 aufgebracht wird. Das Material der Matrizenschicht 38 ist bevorzugt ein dotiertes Siliziumoxid. Das Aufbringen der Matrizenschicht 38 erfolgt bevorzugt in fester Form, wobei das Material in einem anschließenden Reflowschritt verdichtet werden kann.
1G zeigt zwei vom Material 38' der Matrizenschicht abgedeckte Templatsäulen 36. Die Katalysatorhauben 37 werden etwa im Zuge eines chemisch-mechanischen Polierschritts sowie zum Planarisieren des Materials 38' der Matrizenschicht und Angleichen der Höhen der Silizium-Nanodrähte 36 entfernt.
1H zeigt die nunmehr in die planarisierte Matrizenschicht 38 eingebetteten Templatsäulen 36. Die Templatsäulen 36 werden mittels eines Trocken- oder eines Nassätzprozesses selektiv gegen die Matrizenschicht 38 entfernt. Dabei entstehen am Ort der Templatsäulen 36 in der Matrizenschicht 38 Öffnungen 39.
Gemäß 1I legen die Öffnungen 39 die Kontakte 21 im Substrat 1 frei. Die Öffnungen 39 weisen ein Aspektverhältnis bevorzugt zwischen 50:1 und 1000:1 bei Grundflächen kleiner 250 nm² auf. Bedingt durch das selbstorganisierende, gerichtete und regelmäßige Aufwachsen der Silizium-Nanodrähte sind die Querschnitte der Öffnungen 39 profiltreu und maßhaltig.
Die 2 schließt an die 1H an. Auf die Matrizenschicht 38 und in die Öffnungen 39, sowie auf die frei gelegten Abschnitte der Kontakte 21 wird eine erste konforme Schicht aus einem ersten leitfähigen Material aufgebracht. Die außerhalb der Öffnung 39 auf der Matrizenschicht 38 aufliegenden Abschnitte des ersten elektrisch leitfähigen Materials werden entfernt. Die zurück gebildeten Abschnitte der ersten konformen elektrisch leitfähigen Schicht bilden jeweils eine mit dem jeweiligen Kontakt 21 verbundene Speicherelektrode 41 eines Stapelkondensators 4 mit einseitig beschichteter, tassenförmiger Speicherelektrode. Eine dielektrische Schicht wird konform abgeschieden. Die dielektrische Schicht bedeckt abschnittsweise die Speicherelektrode 41 und horizontale Abschnitte der Matrizenschicht 38. Die dielektrische Schicht bildet abschnittsweise ein Kondensatordielektrikum 42 des jeweiligen Speicherkondensators 4.
Auf der dielektrischen Schicht wird eine zweite konforme Schicht aus elektrisch leitfähigem Material abgeschieden. Die zweite konforme elektrisch leitfähige Schicht bildet abschnittsweise die jeweilige Gegenelektrode 43 der Speicherkondensatoren 4 aus.
In 2 sind zwei auf diese Weise hergestellte Speicherkondensatoren 4 dargestellt. Speicherelektrode 41, Kondensatordielektrikum 42 und Gegenelektrode 43 sind jeweils innerhalb der Öffnungen 39 in der Matrizenschicht 38 gemäß der 1I vorgesehen. Die Speicherelektrode 41 schließt elektrisch leitend verbunden an den jeweils unterliegenden Kontakt 21 an.
Die Speicherelektrode 41 besteht etwa aus dotiertem Polysilizium, einem Metall oder einer leitfähigen Metallverbindung. Die Dicke der Speicherelektrode beträgt zwischen 2 und 35 nm.
Das Kondensatordielektrikum besteht aus einem Hafnium- oder Aluminium- oder sonstigem dielektrischen Metalloxid oder Mischoxid. Die Dicke des Kondensatordielektrikums beträgt etwa 1 bis 15 nm. Die Gegenelektrode 43 ist entsprechend der Speicherelektrode 41 ausgebildet.
Die beiden Speicherkondensatoren weisen jeweils eine Grundfläche kleiner 250 nm² auf. Die Höhe der Kondensatoren 4 über der Substratoberfläche 10 beträgt bis zu mehreren Mikrometern. Durch die gleichmäßige Ausbildung des Querschnitts der Öffnungen 39 über die gesamte Höhe weisen die dünnen Schichten von Speicherelektrode 41, Kondensatordielektrikum 42 und Gegenelektrode 43 jeweils eine hohe Qualität auf.
Die 3A schließt an die 1I an und bezieht sich auf die Herstellung einer Kontaktstruktur bzw. einer Innenelektrode eines Stapelkondensators mit massiver Innenelektrode.
Ausgehend von der 1H werden die Öffnungen 39 mit einem leitfähigen Material gefüllt. Das leitfähige Material bildet jeweils eine Struktur 51 in der jeweiligen Öffnung 39 aus. Die Strukturen 51 sind beispielsweise Kontaktstrukturen, die die Kontakte 21 im Substrat 1 mit oberhalb der Matrizenschicht 38 vorzusehenden weiteren leitfähigen Strukturen, etwa Verbindungsleitungen, verbindet.
Die Strukturen 51 können auch als Speicherelektroden von Speicherkondensatoren mit massiver Speicherelektrode (pad-shaped stack capacitor) aufgefasst werden. Dann wird nach dem Einbringen der Speicherelektroden 51 in die Öffnungen 39 die Matrizenschicht 38 entfernt. Eine dielektrische Schicht wird abgeschieden, die abschnittsweise in den an die Speicherelektroden 51 anschließenden Abschnitten jeweils ein Kondensatordielektrikum 52 des jeweiligen Kondensators 5 ausbildet. Auf die dielektrische Schicht wird eine konforme Schicht aus elektrisch leitfähigem Material abgeschieden, das abschnittsweise die Gegenelektroden 53 der Speicherkondensatoren 5 ausbildet.
3B schließt insoweit an 3A an und stellt zwei Stapelkondensatoren 5 mit massiver Speicherelektrode 51 dar. Die Speicherelektroden 51 sind jeweils zu einem Kontakt 21 im Substrat 1 justiert.
Die 4A bis 4E beziehen sich auf die Herstellung von Trenchkondensatoren. Ein monokristallines Siliziumsubstrat 1 wird bereitgestellt. Das Siliziumsubstrat 1 weist in einem an eine Substratoberfläche 10 anschließenden Abschnitt eine p-Dotierung auf. In einem in der 4A nicht dargestellten unteren Abschnitt des Halbleitersubstrats 1 ist das Halbleitersubstrat 1 n⁺-dotiert. Auf der Substratoberfläche 10 wird eine Hilfsschicht aufgebracht. Die Hilfsschicht besteht etwa aus Siliziumnitrid. Über ersten Flächenabschnitten 11 des Halbleitersubstrats 1 werden auf fotolithografischem Weg Öffnungen in die Siliziumnitridschicht eingebracht, die das Halbleitersubstrat 1 abschnittsweise freilegen. Die Öffnungen werden mit einem Katalysatormaterial gefüllt. In den Öffnungen bildet das Katalysatormaterial Katalysatorcluster 31. Das Katalysatormaterial wird wie oben beschrieben gewählt. Im Folgenden wird als Katalysatormaterial Gold vorausgesetzt.
4A zeigt die über den ersten Flächenabschnitten 11 des Siliziumsubstrats 1 vorgesehenen Katalysatorcluster 31. Die Katalysatorcluster 31 sind von einem Katalysatortemplat 23 umgeben, das von remanenten Abschnitten der Hilfsschicht gebildet wird.
Die Katalysatorcluster 31 werden über die eutektische Temperatur erhitzt. Ausgehend von der Grenzfläche 35 zwischen dem Katalysatorcluster 31 und dem Siliziumsubstrat 1 beginnt der Katalysatorcluster 31 zu schmelzen.
4B zeigt die aus den Katalysatorclustern 31 hervorgegangenen Legierungsschmelzen 32. Im Folgenden werden analog der 1C, 1D, 1E, 1G, 1H und 1I Templatsäulen 36 aufgewachsen, eine Matrizenschicht 38 vorgesehen, die die Zwischenräume zwischen den Templatsäulen 36 füllt und schließlich die Templatsäulen 36 entfernt. Analog zur 1I ergibt sich für den vorliegenden Fall die Struktur gemäß 4C. Die Öffnungen 39 in der Matrizenschicht 38 reichen mindestens bis an die Oberkante des Siliziumsubstrats 1 oder, wie in 4B dargestellt, in dieses hinein. Der Matrizenschicht 38 unterliegt das Katalysatortemplat 23.
Die Matrizenschicht 38 fungiert im Folgenden als Ätzmaske (hard mask). Ein anisotroper Ätzschritt wird ausgeführt, durch den die Öffnungen 39 profilgetreu und maßhaltig in das unterliegende Halbleitersubstrat 1 abgebildet werden. Dabei wird die Ätzmaske 38 aufgezehrt. Da die Ätzmaske 38 in nahezu beliebiger Dicke vorgesehen werden kann, wird die Tiefe der Ätzung in das Siliziumsubstrat 1 nicht mehr durch die maximale Dicke für die Ausbildungen von Öffnungen 39 in der Hartmaske per Ätzung begrenzt.
4D zeigt die durch Abbildung der Öffnungen 39 in das Halbleitersubstrat 1 im Halbleitersubstrat 1 entstandenen Kondensatorgräben (Trenches) 60. Auf der Substratoberfläche 10 des Halbleitersiliziumsubstrats 1 liegt das Kondensatortemplat 23 und ein Rest der Ätzmaske 38 auf. Die Kondensatorgräben 60 reichen in die unteren, n⁺-dotierten Abschnitte des Halbleitersubstrats.
An den Innenwänden der Kondensatorgräben 60 wird eine dielektrische Schicht vorgesehen, die abschnittsweise ein Kondensatordielektrikum 62 des Trenchkondensators 6 ausbildet. Die Kondensatorgräben 60 werden mit einem leitfähigen Material gefüllt, das abschnittsweise eine Innenelektrode 61 des Trenchkondensators 6 ausbildet. Eine Gegenelektrode 63 wird durch den n⁺-dotierten Abschnitt des Siliziumsubstrats 1 gebildet.
4E zeigt schematisch den aus dem erfindungsgemäßen Verfahren hervorgegangenen Trenchkondensator 6.
Die 5A bis 5C beziehen sich auf ein mehrstufiges Verfahren zur Ausbildung einer Matrizenschicht mit Öffnungen.
Anschließend an die 1D wird das Wachstum der Silizium-Nanodrähte 36 abgebrochen, nachdem beispielsweise die Silizium-Nanodrähte 36 die Hälfte der angestrebten Höhe erreicht haben. Die Zufuhr des Präkursormaterials wird unterbrochen und/oder die Temperatur unter die eutektische Temperatur der jeweiligen Legierungsschmelze abgesenkt. Dabei wird ein erster Abschnitt 361 der auf zuwachsenden Templatsäule 36 gebildet. Der erste Abschnitt 361 der Templatsäule 36 ist durch eine Katalysatorhaube 37 aus erstarrtem Katalysatormaterial abgedeckt. Ein erster Abschnitt 381 einer Matrizenschicht liegt auf der Substratoberfläche 10 auf. Die Temperatur wird wieder über die eutektische Temperatur erhöht und das Vorläufermaterial wieder zugeführt. Die Silizium-Nanodrähte 36 beginnen weiter zu wachsen.
5B zeigt einen auf dem ersten Abschnitt 361 aufgewachsenen zweiten Abschnitt 362 der Templatsäule 36. Der erste Abschnitt 381 der Matrizenschicht stabilisiert die Silizium-Nanodrähte 36 während der Abscheidung bzw. des Aufbringens des zweiten Abschnitts 382 der Matrizenschicht. Der zweite Abschnitt der Matrizenschicht 382 wird aufgebracht.
5C zeigt die aus dem zweistufigen Verfahren hervorgegangenen und in eine Matrizenschicht 38 eingebetteten Templatsäulen 36. Der Wechsel zwischen Aufwachsen des Silizium-Nanodrahtes und Abscheiden der Matrizenschicht 38 kann beliebig oft wiederholt werden. Die Länge der Silizium-Nanodrähte 36 beim Abscheiden der Matrizenschicht 38 kann dadurch reduziert und die mechanische Stabilität beim Aufbringen der Matrizenschicht 38 auf diese Weise erhöht werden.
Die 6A und 6B beziehen sich auf die Ausformung von Templatsäulen durch Aufwachsen von Nanoröhrchen 76.
Durch ein Damaszener-Verfahren oder mittels eines fotolithografischen Verfahrens werden auf einer Substratoberfläche 10 eines Substrats 1 Katalysatorcluster 71 strukturiert.
6A zeigt die in den ersten Flächenabschnitten 11 auf der Substratoberfläche 1 aufliegenden Katalysatorcluster 71. Die Katalysatorcluster 71 werden auf eine Formierungstemperatur von Kohlenstoff-Nanoröhrchen erhöht und Kohlenstoff zugeführt. Der Kohlenstoff formiert sich entlang der Außenkanten des Katalysatorclusters 71 zu Nanoröhrchen 76, die Templatsäulen 36 bilden. Die weitere Formierung einer Matrizenschicht mit Öffnung erfolgt analog den mit den 1G bis 1I skizzierten Verfahrensschritten.
Die 7A bis 7G beziehen sich auf ein Verfahren zur Ausbildung einer Matrizenschicht mit Öffnungen mittels einer Leitschicht (81) mit Führungsöffnungen (91).
Gemäß 7A werden auf ersten Flächenabschnitten 11 einer Substratoberfläche 10 eines Substrats 1, etwa eines einkristallinen Siliziumwafers, Katalysatorcluster 31 vorgesehen. Die Katalysatorcluster 31 sind etwa kreisförmige oder elliptische Nickelscheiben mit einem Durchmesser von 10 bis 100 Nanometer und einer Dicke von wenigen Nanometern.
Eine bis zu mehrere Mikrometer dicke Schicht, etwa aus einem dotiertem Silikatglas wird, beispielsweise mittels eines CVD-Prozesses, auf die Katalysatorcluster 31 und dem zweiten Flächenabschnitt 12 abgeschieden. Die abgeschiedene Schicht bildet eine Leitschicht 81, die entsprechend 7B die Katalysatorcluster 31 und den zweiten Flächenabschnitt 12 bedeckt.
Mittels eines photolithographischen Strukturierungsverfahrens werden in die Leitschicht 81 Führungsöffnungen 91 mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt eingebracht. Entsprechend 7C ist der Durchmesser der Führungsöffnungen 91 größer als der der Katalysatorcluster 31. Die Führungsöffnungen 91 legen die Katalysatorcluster 31 und jeweils an diese angrenzende Bereiche des zweiten Flächenabschnitts 12 frei. Zwischen jeweils benachbarten Katalysatorclustern 31 verbleibende Abschnitte der Leitschicht 81 bilden ein Vorläufertemplat mit den Führungsöffnungen 91 als Poren.
Entsprechend der 7D werden im Folgenden Siliziumnanoröhrchen als Templatsäulen 36 aufgewachsen. Die aufwachsenden Templatsäulen 36 werden durch die Führungsöffnungen 91 geführt und bleiben voneinander getrennt. Ein Anlehnen einer schief aufwachsenden Templatsäule 36 an eine benachbarte Templatsäule 36 wird verhindert. Ein Kollabieren einer Templatsäule 36 bleibt in der Wirkung lokal beschränkt.
Die Ausbildung der Matrizenschicht 38 erfolgt gemäß 7E durch Verfließen der Leitschicht 81. Bei dotiertem Silikatglas erfolgt dabei das Verfließen durch eine Wärmebehandlung (Reflow) oberhalb von etwa 600 Grad Celsius. Nach der Wärmebehandlung umschließt das Silikatglas die Templatsäulen 36 bündig und bildet die Matrizenschicht 38 aus. Die auf die Ausbildung der Matrizenschicht 38 zurückzuführende mechanische Belastung der Templatsäulen 36 ist vergleichsweise gering.
Gemäß 7F erfolgt die Ausbildung der Matrizenschicht 38 alternativ durch Füllen der Leerräume zwischen den Templatsäulen 36 und der Leitschicht 81 innerhalb der Führungsöffnungen 91 durch ein Füllmaterial 80. Das die Leerräume füllende Füllmaterial 80 bildet zusammen mit der ersten Leitschicht 81 die Matrizenschicht 38 aus. Das Füllen erfolgt beispielsweise durch Aufbringen eines Spin-On-Dielektrikums mittels Spin-On-Coating. Eventuell die Templatsäulen 36 überdeckendes Füllmaterial 80 wird vor dem Entfernen der Templatsäulen 36 entfernt.
Die Verfahren der 7E und 7F sind auch kombinierbar. So ist beispielsweise zunächst die Abscheidung eines Spin-On-Materials denkbar, das die Zwischenräume lediglich teilweise oder mit geringer Dichte füllt. Durch eine folgende Wärmebehandlung verfließt die Leitschicht 81. Die Matrizenschicht 38 wird aus der Leitschicht 81 und eingebetteten Anteilen des Füllmaterials 80 gebildet.
Die 7G schließt an die 7F an und zeigt die nach dem Entfernen der Templatsäulen 36 verbleibende Matrizenschicht 38 mit Öffnungen 39.
Die 8A bis 8F beziehen sich auf ein zweistufiges Verfahren zur Ausbildung einer Matrizenschicht 38 mit zwei Teilmengen von Führungsöffnungen (92, 93) als Beispiel für ein mehrstufiges Verfahren zur Ausbildung der Matrizenschicht 38.
Entsprechend 8A wird in eine Leitschicht 82 eine erste Teilmenge von kreisförmigen Führungsöffnungen 92 eingebracht. Der minimale Abstand (pitch) zweier Führungsöffnungen 92 entspricht beispielsweise der für periodische Strukturen dieser Art minimalen photolithografischen Auflösung F.
Die Führungsöffnungen 92 der ersten Teilmenge unterstützen gemäß 8B das gerichtete Aufwachsen von ersten Templatsäulen 136.
Nach einer Wärmebehandlung, die zu einem Verfließen der ersten Leitschicht 82 führt, ist aus der ersten Leitschicht 82 eine zweite Leitschicht 83 hervorgegangen. Die ersten Templatsäulen 136 bilden gemäß 8C ein in die zweite Leitschicht 83 eingebettetes Halbtemplat.
Mittels eines zweiten photolithographischen Strukturierungsverfahrens wird entsprechend 8D in die zweite Leitschicht 83 eine zweite Teilmenge von Führungsöffnungen 93 eingebracht, die jeweils zwischen den ersten Templatsäulen 136 vorgesehen werden.
Die Führungsöffnungen 93 der zweiten Teilmenge führen entsprechend 8E die aufwachsenden zweiten Templatsäulen 236. Nach Verfließen der zweiten Leitschicht 83 zur Ausbildung der Matrizenschicht 38 ergibt sich das in der 8F dargestellte vollständige Templat aus den ersten 136 und zweiten 236 Templatsäulen.

1: Substrat
10: Substratoberfläche
11: Erster Flächenabschnitt
12: Zweiter Flächenabschnitt
21: Kontakt
22: Zwischenlagendielektrikum (ILD)
23: Katalysatortemplat
24: Initialschicht
31: Katalysatorcluster (catalysator cluster)
32: Legierungsschmelze (alloy droplet)
33: Zufuhr
34: Präkursormaterial (template material)
35: Grenzfläche (Interface)
36: Templatsäule (columnar template)
361: erster Abschnitt
362: zweiter Abschnitt
37: Katalysatorhaube (catalysator tip)
38: Matrizenschicht (mold layer)
381: erster Abschnitt
382: zweiter Abschnitt
39: Öffnung (opening)
4: Kondensator
41: Speicherelektrode
42: Kondensatordielektrikum
43: Gegenelektrode
5: Kondensator
51: Speicherelektrode (node electrode)
52: Kondensatordielektrikum
53: Gegenelektrode (cell plate electrode)
6: Trenchkondensator
60: Kondensatorgraben (Trench)
61: Innenelektrode
62: Kondensatordielektrikum
63: Gegenelektrode
64: Initialschicht
71: Katalysatorcluster
76: Templatsäule
81: Leitschicht
82: erste Leitschicht
83: zweite Leitschicht
91: Führungsöffnung
92: erste Führungsöffnung
93: zweite Führungsöffnung
136: erste Templatsäule
236: zweite Templatsäule

Claims

Verfahren zur Ausbildung einer Matrizenschicht (38) mit einer Öffnung (39) mit einem Durchmesser kleiner 500 Nanometer mit den Schritten: – Bereitstellen eines Substrats (1) mit einer Substratoberfläche (10) mit einem ersten Flächenabschnitt (11) und einem zweiten Flächenabschnitt (12); – Aufwachsen einer vertikalen Templatsäule (36) aus einem selbstorganisierenden Schablonenmaterial im ersten Flächenabschnitt (11); – Ausbilden der Matrizenschicht (38) auf den zweiten Flächenabschnitt (32) nach dem Aufwachsen der Templatsäule (36); und – Entfernen der Templatsäule (36) nach dem Aufbringen der Matrizenschicht (38), wobei über dem ersten Flächenabschnitt (11) des Substrats (1) die Öffnung (39) in der Matrizenschicht (38) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufwachsen der Templatsäule (36) – ine Leitschicht (81) auf die Substratoberfläche (10) aufgebracht wird und – in die Leitschicht (81) eine Führungsöffnung (91) eingebracht wird, wobei der erste Flächenabschnitt (11) freigelegt wird und wobei der Querschnitt der Führungsöffnung (91) größer ist als der Querschnitt des ersten Flächenabschnitts (11), so dass beim Aufwachsen der vertikalen Templatsäule (36) das Wachstum durch die Seitenwände der Führungsöffnung (91) geführt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizenschicht (38) ausgebildet wird, indem das Material der Leitschicht (81) nach dem Aufwachsen der Templatsäule (36) zeitweise zum Verfließen gebracht wird, so dass es nach dem Verfließen die Templatsäule (36) als Matrizenschicht (38) bündig einschließt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizenschicht (38) ausgebildet wird, indem verbleibende Leerräume in der Führungsöffnung (91) mit einem Füllmaterial gefüllt werden, das bündig an die Templatsäule (36) anschließt und zusammen mit der Leitschicht (81) die Matrizenschicht (38) bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufwachsen der Templatsäule (36) die Schritte umfasst: – Vorsehen eines Katalysatorclusters (32) aus einem Katalysatormaterial auf dem ersten Flächenabschnitt (11), wobei das Katalysatormaterial mit dem Schablonenmaterial eine flüssige Legierung zu bilden vermag, bei deren Abkühlung das Schablonenmaterial in Reinform auskristallisiert; – Schmelzen des Katalysatormaterials, wobei die flüssige Legierung aus dem Schablonenmaterial und dem Katalysatormaterial gebildet wird; sowie – Zufuhr des Schablonenmaterials, wobei die flüssige Legierung mit dem Schablonenmaterial übersättigt wird und das Schablonenmaterial auf dem ersten Flächenabschnitt (11) als Nanodraht aufwächst; und wobei das Katalysatormaterial vor dem Entfernen der Templatsäule (36) entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils abwechselnd nacheinander Abschnitte (361, 362) der Templatsäule (36) aufgewachsen und Abschnitte (381, 382) der Matrizenschicht (38) bis maximal zur jeweiligen Oberkante der Templatsäule (36) aufgebracht werden, wobei das Katalysatormaterial während des Aufbringens und nach dem Aufbringen des jeweiligen Abschnitts der Matrizenschicht (38) erhalten bleibt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Schablonenmaterial monokristallines Silizium vorgesehen und das Silizium in Form siliziumhaltiger Präkursormaterialien (34) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysatormaterial ein Material aus einer Gruppe mit den Elementen Au, Fe und Al vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufwachsen der Templatsäule (36) die Schritte umfasst: – Vorsehen eines Katalysatorclusters (71) aus einem Katalysatormaterial auf dem ersten Flächenabschnitt (11), wobei das Schablonenmaterial in der Nähe des Katalysatormaterials Nanoröhrchen zu bilden vermag; – Erhitzen des Katalysatorclusters (71) auf eine Formierungstemperatur, bei der das Schablonenmaterial in Anwesenheit des Katalysatormaterials Nanoröhrchen ausbildet; sowie – Zufuhr (33) des Schablonenmaterials, wobei das Schablonenmaterial im Bereich des ersten Flächenabschnitts als Nanoröhrchen aufwächst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Katalysatormaterials die Schritte umfasst: – Aufbringen einer Hilfsschicht auf das Substrat (1); – Strukturieren der Hilfsschicht, wobei über dem ersten Flächenabschnitt (11) in der Hilfsschicht eine Hilfsöffnung gebildet wird; und – Füllen der Hilfsöffnung mit dem Katalysatormaterial, wobei das Katalysatormaterial in der Hilfsöffnung einen Katalysatorcluster (31, 71) ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Hilfsöffnung die Schritte umfasst: – Abscheiden des Katalysatormaterials auf die Hilfsschicht und in die Hilfsöffnung; und – Zurückbilden von außerhalb der Hilfsöffnung abgeschiedenen Anteilen des Katalysatormaterials mittels chemisch-mechanischen Polierens oder Trockenätzung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Katalysatormaterials die Schritte umfasst: – Aufbringen einer Schicht aus dem Katalysatormaterial auf das Substrat (1); und – Strukturieren der Schicht aus dem Katalysatormaterial mittels eines fotolithografischen Verfahrens, wobei über den ersten Flächenabschnitt (11) und angrenzenden Abschnitten des zweiten Flächenabschnitts das Katalysatormaterial erhalten bleibt und ansonsten entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufwachsen der Templatsäule (36) die Schritte umfasst: – Ausbilden eines strukturellen Defekts im Bereich des ersten Flächenabschnitts (11); – Erhitzen des Substrats (1) auf eine Formierungstemperatur; – Zufuhr gasförmiger Ausgangsstoffe des Schablonenmaterials, wobei das Schablonenmaterial bei der Formierungstemperatur selektiv im Bereich des strukturellen Defekts sublimiert und als Nanodraht aufwächst.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Zink und Sauerstoff als die gasförmigen Ausgangsstoffe zugeführt werden, wobei als Schablonenmaterial Zinkoxid aufwächst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizenschicht (38) in einem Spin-On-Verfahren aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Templatsäule (36) mittels eines Nassätzprozesses entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Matrizenschicht (38) eine Mehrzahl von in Zeilen und Spalten jeweils äquidistant angeordneten Öffnungen (39) mit einem Durchmesser von jeweils kleiner als 500 Nanometern unter Ausbildung einer Mehrzahl von Templatsäulen (36) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufwachsen der Templatsäulen (36) (a) eine erste Leitschicht (82) auf die Substratoberfläche (10) aufgebracht wird; (b) in die erste Leitschicht (82) eine erste Teilmenge von ersten Führungsöffnungen (92) eingebracht wird, wobei jeweils eine erste Teilmenge von ersten Flächenabschnitten (11) freigelegt wird und wobei der Querschnitt der Führungsöffnungen (92) größer ist als der Querschnitt der ersten Flächenabschnitte (11), (c) in den ersten Führungsöffnungen (92) erste Templatsäulen (136) aufgewachsen werden, (d) aus der ersten Leitschicht (82) eine weitere Leitschicht (83) ausgebildet wird, (e) die Schritte (b) bis (d) mindestens einmal wiederholt werden, wobei jeweils jeder weiteren Leitschicht (83) eine weitere Teilmenge von Führungsöffnungen (93), eine weitere Teilmenge von ersten Flächenabschnitten (11) und weitere Templatsäulen (236) zugeordnet werden, und wobei die letzte weitere Leitschicht (83) die Matrizenschicht (38) ausbildet.
Verfahren zur Herstellung einer Kontaktstruktur (51) mit den Schritten: – Bereitstellen eines Substrats (1) mit einer planaren Substratoberfläche (10) und einer in einem ersten Flächenabschnitt (11) an die Substratoberfläche (10) anschließenden leitfähigen Struktur (21); – vVorsehen einer Matrizenschicht mit einer Öffnung (39) auf dem Substrat (1), wobei die leitfähige Struktur (21) im Bereich der Öffnung (39) freigelegt ist; und – Füllen der Öffnung mit einem leitfähigen Material, wobei das leitfähige Material in der Öffnung (39) die Kontaktstruktur (51) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (39) in der Matrizenschicht (38) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 vorgesehen wird.
Verfahren zur Herstellung eines Kondensators (4) mit den Schritten: – Bereitstellen eines Substrats (1); – Vorsehen einer Matrizenschicht (38) mit einer Öffnung (39) auf dem Substrat (1); – Füllen der Öffnung (39) mit einem ersten Elektrodenmaterial, wobei aus dem ersten Elektrodenmaterial eine Speicherelektrode (41) des Kondensators (4) ausgebildet wird; – Entfernen der Matrizenschicht (38); – Aufbringen einer dielektrischen Schicht auf das erste Elektrodenmaterial, wobei die dielektrische Schicht abschnittsweise ein Kondensatordielektrikum (42) des Kondensators (4) ausbildet; und – Aufbringen eines zweiten Elektrodenmaterials auf die dielektrische Schicht, wobei das zweite Elektrodenmaterial abschnittsweise eine Gegenelektrode (43) des Kondensators (4) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (39) in der Matrizenschicht (38) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 vorgesehen wird,
Verfahren zur Herstellung eines Kondensators (5), mit den Schritten: – Bereitstellen eines Substrats (1); – Vorsehen einer Matrizenschicht (38) mit einer Öffnung (39) mit einer Innenwand auf dem Substrat (1); – Aufbringen einer ersten Elektrodenschicht auf die Innenwand der Öffnung (39), wobei die erste Elektrodenschicht abschnittsweise eine Speicherelektrode (51) des Kondensators (5) ausbildet; – Aufbringen einer dielektrischen Schicht auf die erste Elektrodenschicht, wobei die dielektrische Schicht abschnittsweise ein Kondensatordielektrikum (52) des Kondensators (5) ausbildet; und – Aufbringen einer zweiten Elektrodenschicht auf die dielektrische Schicht, wobei die zweite Elektrodenschicht abschnittsweise eine Gegenelektrode (53) des Kondensators (5) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (39) in der Matrizenschicht (38) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der dielektrischen Schicht die Matrizenschicht (38) entfernt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Trenchkondensators (6) in einem Substrat (1) mit den Schritten: – Bereitstellen eines Substrats (1); – Aufbringen einer Maskenschicht (38) mit einer Öffnung (39) auf das Substrat (1); – Abbilden der Öffnung (39) in das Substrat (1), wobei im Substrat (1) ein Kondensatorgraben (60) mit einer Innenwand ausgebildet wird; – Ausbilden einer äußeren Elektrode (63) in einem den Kondensatorgraben (60) umschließenden Abschnitt des Substrats (1); – Vorsehen eines Kondensatordielektrikums (62) auf der Innenwand des Kondensatorgrabens (60); und – Einbringen einer inneren Elektrode in den Kondensatorgraben (60), dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (39) in der Maskenschicht (38) entsprechend dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 vorgesehen wird, wobei die Maskenschicht der Matrizenschicht entspricht.