DE10227492A1

DE10227492A1 - Verfahren zur Herstellung eines Deep-Trench-Kondensators für dynamische Speicherzellen

Info

Publication number: DE10227492A1
Application number: DE10227492A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dr.-Ing. Temmler; Anke Dipl.-Ing. Krasemann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: US6841443B2; DE10227492B4; US20040023464A1

Abstract

Der Erfindung, die ein Verfahren zur Herstellung eines Deep-Trench-Kondensators für dynamische Speicherzellen betrifft, bei dem in die Tiefe eines Halbleitersubstrates ein Trench geätzt wird, der im Inneren mit einer Dotierung und einem Dielektrikum versehen und mit einem leitfähigen Material als Innenelektrode gefüllt wird, die Innenelektrode und das Dielektrikum im oberseitennahen Bereich innerhalb eines Collarbereiches zurückgeätzt und danach mittels eines Collarprozesses, bestehend aus einer Collar-Oxidabscheidung und Rückätzung des Collar-Oxids auf der Substratoberfläche und in dem Trench bis zur Innenelektrode, mit einem Collar versehen wird, wonach eine Komplettierung der Innenelektrode durch weitere Abscheidungen und Rückätzungen leitfähiger Schichten erfolgt, liegt die Aufgabe zugrunde, die spezifische Kapazität von Trench-Kondensatoren unter Beibehaltung des herkömmlichen Collarprozesses zu erhöhen. Dies wird zum einen dadurch gelöst, dass vor der Dotierung auf den oberen Bereich des Trenches, auf den später der Collar aufgebracht wird, eine maskierende Schicht aufgebracht wird, die vor dem Collarprozess wieder entfernt wird, und zum anderen dadurch vor Aufbringen des Dielektrikums die Oberfläche der später kapazitiv wirksamen Bereiche des Trenches außerhalb des Collarbereiches mit einer Schicht von Körnern aus leitfähigem Material versehen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Deep-Trench-Kondensators für dynamische Speicherzellen, bei dem in ein Halbleitersubstrat ein Trench geätzt wird. Der Trench wird im Inneren, d.h. unterhalb eines oberseitennahen Bereiches entlang seiner Oberfläche mit einer Dotierung und einem Dielektrikum versehen. Danach wird der so vorbereitete Trench mit einem leitfähigen Material als Innenelektrode gefüllt, die Innenelektrode und das Dielektrikum im oberseitennahen Bereich innerhalb eines Collarbereiches zurückgeätzt und danach mittels eines Collarprozesses, bestehend aus einer Collar-Oxidabscheidung und Rückätzung des Collar-Oxids auf der Substratoberfläche und in dem Trench bis zur Innenelektrode, mit einem Collar versehen. Danach erfolgt eine Komplettierung der Innenelektrode durch weitere Abscheidungen und Rückätzungen leitfähiger Schichten.
Komplexe integrierte Schaltungen dynamischer Speicherchips weisen integrierte Kondensatorstrukturen in einer von drei unterschiedlichen Ausführungen auf,

– planare, parallel zur Halbleiteroberfläche angeordnete Metall-Isolator-Silizium-, Doppel-Poly-Silizium- oder Metall-Isolator-Metall-Kapazitäten,
– gestapelte, dreidimensional strukturierte Kapazitäten auf der Halbleiteroberfläche, so genannte STC (stacked capacitor) oder
– dreidimensional strukturierte Graben- oder Trench-Kapazitäten, sogenannte DTC (deep trench capacitor), die im Halbleitersubstrat versenkt sind.

Bei einem bekannten Trench-Kondensator wird in ein Halbleitersubstrat ein Graben, nämlich ein so genannter Trench geätzt. Der Trench wird im Inneren, d.h. unterhalb eines oberseitennahen Bereiches entlang seiner Oberfläche mit einer Dotierung und einem Dielektrikum versehen. Diese Dotierung wird auch als Plate-Dotierung bezeichnet.
Verfahrenstechnisch wird die Dotierung durch Ausdiffusion aus einer vorher auf die Trench-Oberfläche in den bereich der später als Kondensatorfläche wirkenden Fläche aufgebrachten As-Glasschicht realisiert. Zur Erreichung eines benötigten Dotierpegels muss die As-Glasschicht eine Mindestdicke bis in den unteren Bereich des Trenches aufweisen. Bei Strukturbreiten kleiner als 130 nm zeigen sich hier Schwierigkeiten, da die Anforderungen an eine Mindestdicke, bedingt, durch das hohe Aspektverhältnis der Trench-Struktur, das größer 50 ist, und die nichtideale Abscheidekonformität des für die Erzeugung der As-Glasschicht verwendeten As-CVD-Verfahrens, nicht mehr erfüllbar sind.
Nach der Dotierung wird der so vorbereitete Trench mit einem Dielektrikum versehen, danach mit einem leitfähigen Material als Innenelektrode gefüllt, die Innenelektrode und das Dielektrikum im oberseitennahen Bereich innerhalb eines Collarbereiches zurückgeätzt und danach mittels eines Collarprozesses, bestehend aus einer Collar-Oxidabscheidung und Rückätzung des Collar-Oxids auf der Substratoberfläche und in dem Trench bis zur Innenelektrode, mit einem Collar versehen. Danach erfolgt eine Komplettierung der Innenelektrode durch weitere Abscheidungen und Rückätzungen leitfähiger Schichten.
Zur Verbesserung der Speichereigenschaften dynamischer Speicherzellen ist man stets bemüht, möglichst hohe Kapazitäten der Kondensatoren zu erreichen. Bekannt ist hierzu bei STC, d.h. bei den gestapelten Kondensatoren, eine Erhöhung der spezifischen Kapazität, d.h. der Kapazität pro Flächeneinheit, zu erreichen. Die Kapazitätsvergrößerung wird durch eine Oberflächenvergrößerung herbeigeführt, dadurch, dass auf die Grundfläche der Kondensatoren leitfähige Körner aus Polysilizium aufgebracht werden. Diese werden auch als rugged poly oder HSG (hemispherical silicon grains) bezeichnet. Eine über die Anwendung bei STC hinausgehende Anwendung von HSG ist nicht bekannt.
Bei den Trench-Kondensatoren sind eine Vielzahl von Maßnahmen zur Erhöhung der Kapazität bekannt, von denen hier folgende angegeben werden:

– relative Erhöhung des Trench-Querschnittes und damit auch des Trench-Umfanges innerhalb des Speicherzellenterritoriums,
– Erhöhung der Tiefe des Trench, was bisher die wichtigste Maßnahme bei der Kondensator-Skalierung darstellte, was sich jedoch mit Skalierung des Trench-Querschnittes technisch zunehmend schwieriger gestaltet,
– Wahl einer flaschenförmigen Querschnittsgestaltung des Trench, eines sogenannten bottle shaped capacitor, die jedoch bei einem angestrebten geringen Abstand der Trenches zueinander ätztechnisch immer schwieriger wird,
– Reduzierung der Dicke des Dielektrikums, was jedoch durch einsetzendes Tunneln der Ladungsträger begrenzt ist,
– Verwendung von Dielektrika mit höherem Wert der Dielektrizitätskonstanten, was sich durch Schwierigkeiten bei der Abscheidung des Materiales, bei der In tegration oder bei dem Leckstromverhalten bisher nicht durchgesetzt hat,
– Erhöhung der Rauhigkeit der (inneren) Trench-Oberfläche durch eine Porenätzung (Mesoporen), was durch die enge Toleranzanforderung an die Mesoporen bisher nicht gelöst werden konnte.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Kapazität von Trench-Kondensatoren unter Beibehaltung des herkömmlichen Collarprozesses zu erhöhen.
Einerseits wird die Erfindung dadurch gelöst, dass vor der Dotierung im oberen Bereich des Trenches, auf den später der Collar aufgebracht wird, eine maskierende Schicht aufgebracht wird, die vor dem Collarprozess wieder entfernt wird. Diese maskierende Schicht schützt den oberen Bereich des Trenches , so dass nachfolgend mehrere Verfahrensschritte ausführbar sind, die eine Kapazitätserhöhung bewirken.
In einer Ausführungsform des Verfahren ist vorgesehen, dass die maskierende Schicht als Oxidschicht ausgebildet wird, die eine einfach herstellbare, wirkungsvolle Maske darstellt.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass nacheinander

– nach der Erzeugung des Trenches in dem Siliziumsubstrat auf der inneren Oberfläche des Trenches und auf der Substratoberfläche eine dünne, selektiv zur Oberfläche des Trenches entfernbare Maskenschicht abgeschieden wird,
– der beschichtete Trench mit einer Polymerschicht lunkerfrei gefüllt wird,
– die Polymerschicht bis auf die Substratoberfläche planarisiert wird, und etwa bis auf die spätere Collartiefe zu rückgeätzt wird,
– die von der Polymerschicht nicht maskierten Bereiche der Maskenschicht mittels selektiver anisotroper Ätzung selektiv zum Unterlagenmaterial bis zum Freiliegen des Siliziumsubstrats entfernt werden,
– die gesamte Polymerschicht mittels nasschemischer Ätzung wieder entfernt wird,
– eine Oxidation des freiliegenden Siliziumsubstrats mittels thermischer Oxidation erfolgt und damit die maskierende Schicht als Oxidmaske, aus dem Oxid des freiliegenden Siliziumsubstrats bestehend, gebildet wird und
– die selektive Entfernung der im unteren Bereich des Trenches verbliebenen Maskenschicht erfolgt.

In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass nacheinander

– nach der Erzeugung des Trenches in dem Siliziumsubstrat auf der inneren Oberfläche des Trenches und auf der Substratoberfläche eine dünne, selektiv zur Oberfläche des Trenches entfernbare Maskenschicht, bestehend aus einer Schichtfolge aus einer ersten Schicht, einer zweiten Schicht, einer oxidierbaren dritten Schicht, und einer vierten Schicht, abgeschieden wird,
– der beschichtete Trench mit einer Polymerschicht lunkerfrei gefüllt wird,
– die Polymerschicht bis auf die Substratoberfläche planarisiert und die Polymerschicht etwa bis auf die spätere collartiefe zurückgeätzt wird,
– die von der Polymerschicht nicht maskierten Bereiche der vierten Schicht der Maskenschicht mittels selektiver anisotroper Ätzung selektiv zum Unterlagenmaterial entfernt wird,
– die gesamte Polymerschicht mittels nasschemischer Ätzung wieder entfernt wird,
– eine Oxidation der freiliegenden dritten Schicht mittels thermischer Oxidation erfolgt und damit die maskierende Schicht als Oxidmaske, die aus dem Oxid der dritten Schicht besteht, ausgebildet wird und
– die selektive Entfernung der im unteren Bereich des Trench verbliebenen Maskenschicht erfolgt.

Zu dieser Alternative ist es günstig, dass die erste Schicht aus Oxid, die zweite Schicht, aus Si-Nitrid, die dritte Schicht, aus amorphem Silizium, die vierte Schicht aus Si-Nitrid, abgeschieden wird.
Nach der Erzeugung der maskierenden Schicht wird es möglich, dass unter Nutzung der maskierenden Schicht als Ätzmaske eine Bottle-Ätzung unter flaschenförmiger Ausweitung des Trenches durchgeführt wird.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass nach Erzeugung der maskierenden Schicht Körner in Form einer HSG-Schicht abgeschieden werden, wobei die HSG-Schicht danach bis unterhalb des späteren Collarbereiches unter Nutzung der maskierenden Schicht als Schutzmaske für den oberen Bereich des Trenches zurückgeätzt wird.
Weiterhin ist es günstig, dass unter Nutzung der maskierenden Schicht als Diffusions-Schutzschicht das Einbringen der Plate-Dotierung durch eine As-Gasphasendiffusion erfolgt.
Die notwendige Entfernung der maskierenden Schicht kann zweckmäßiger Weise dadurch erfolgen, dass die maskierende Schicht mittels einer selektiven nasschemischen Ätzung selektiv zu den anderen Schichtmaterialen der Trench-Struktur entfernt wird.
Es ist zweckmäßig, vorzusehen, dass die Polymerschicht aus Photoresist besteht.
Andererseits wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass vor Aufbringen des Dielektrikums die Oberfläche der später kapazitiv wirksamen Bereiche des Trenches außerhalb des Collarbereiches mit einer Schicht von Körnern aus leitfähigem Material versehen wird.
Damit wird eine Vergrößerung der Oberfläche des Trenches erreicht. Da auf diese vergrößerte Oberfläche dann auch das Dielektrikum aufgebracht wird, bewirkt die Oberflächenvergrößerung auch eine Vergrößerung der Kondensatorfläche und damit eine Kapazitätserhöhung.
Zweckmäßig ist es, das Verfahren so auszuführen, dass die Körner aus Polysilizium bestehen.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Körner bei einer Strukturgröße der dynamischen Speicherzelle kleiner als 130nm die Körnergröße kleiner 30 nm beträgt. Damit wird sichergestellt, dass die Körner den Trenchquerschnitt nicht ausfüllen und die Einbringung weiterer Schichten ermöglichen.
Eine Möglichkeit besteht darin, dass die Körner selektiv aufgebracht werden. Dies bedeutet eine auf den Bereich der kapazitiv wirksamen Trench-Struktur begrenzte Einbringung der Körner.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens kann im Vergleich zur selektiven Einbringung eine erhebliche Reduzierung der Prozesskomplexität bewirken. Dabei ist vorgesehen, dass vor dem Aufbringen der Körner der Collarbereich mit einer den Collarbereich maskierenden Schicht versehen wird und die Körner vor den nachfolgenden Prozessen im oberseitennahen Bereich entfernt werden und die maskierende Schicht nach der Dotierung wieder entfernt wird. Diese maskierende Schicht erlaubt es, die Beschichtung mit den Körnern zunächst nicht selektiv vorzunehmen, da sie dann wieder entfernt werden kann.
Die Verfahrensgestaltung mit einer maskierten Schicht erlaubt jedoch auch die Anwendung anderer späterer Prozessschritte. So wird in einer Variante vorgesehen, dass die Dotierung mittels einer As-Gasphasendiffusion erzeugt wird. Damit kann die Schwierigkeit überwunden werden, die insbesondere bei Strukturbreiten kleiner als 130 nm in der Einstellung einer Mindestdicke der As-Glasschicht besteht. Bei der As-Gasdiffusion muss jedoch der Collarbereich sicher maskiert werden, was durch die in dieser Verfahrensgestaltung erfindungsgemäß aufgebrachte maskierte Schicht gewährleistet ist.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt den Trench im Querschnitt nach mehreren Prozessschritten.
Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem nicht selektiven Aufbringen der Körner unter Verwendung einer den Collarbereich maskierenden Schicht.
In dem Prozessschritt 1 wird nach konventioneller Art in einem Siliziumsubstrat a eine Grabenstruktur, d.h. der Trench b, erzeugt, auf dessen innerer Oberfläche c und auf der Substratoberfläche d eine dünne Maskenschicht e abgeschieden wird.
Die dünne Maskenschicht ist dadurch gekennzeichnet, dass sie selektiv zur Oberfläche c des Trenches b entfernbar ist und bei einer im weiteren Integrationsprozess notwendigen Oxidation der Oberfläche c nicht oder nur unwesentlich oxidiert.
In einer vorteilhaften Ausführung besteht diese dünne Maskenschicht e aus einer Schichtfolge aus einer ersten Schicht f, vorzugsweise Oxid, einer zweiten Schicht g, vorzugsweise Si-Nitrid, einer dritten Schicht h, vorzugsweise amorphem Silizium und einer vierten Schicht i, vorzugsweise Si-Nitrid.
Diese Schichtfolge ist dadurch gekennzeichnet, dass

– die vierte Schicht i selektiv zur dritten Schicht h entfernbar ist und bei der im späteren Integrationsprozess notwendigen Oxidation der dritten Schicht h nicht oder nur unwesentlich oxidiert und dadurch die darunter liegenden Schichten schützt,
– die dritte Schicht h durch Oxidation in eine dichte Oxidschicht umgewandelt werden kann, die bei Entfernung der vierten Schicht i, der nicht oxidierten Bereiche der dritten Schicht h und der darunter liegenden zweiten Schicht g und ersten Schicht f nicht oder nur unwesentlich abgetragen wird,
– die zweite Schicht g bei der im späteren Integrationsprozess notwendigen Oxidation der dritten Schicht h nicht oder nur unwesentlich oxidiert und dadurch auch die erste Schicht f und die darunter liegenden Bereiche schützt und
– die erste Schicht f eine gute Haftung der Schichtfolge zur darunter liegenden Oberfläche c des Trenches b herstellt.

In einem Prozessschritt 3 wird der beschichtete Trench b mit einer Polymerschicht j aus Photoresist lunkerfrei gefüllt. Anschließend wird im Prozessschritt 4 die Polymerschicht j bis auf die Substratoberfläche d planarisiert und in Prozessschritt 5 etwa bis auf die spätere Collartiefe von ca. 1 μm, gemessen von der Substratoberfläche d, zurückgeätzt.
Nach Entfernen der von der Polymerschicht j nicht maskierten Bereiche der vierten Schicht i der Maskenschicht e mittels selektiver anisotroper Ätzung selektiv zum Unterlagenmaterial im Prozessschritt 6 wird im Prozessschritt 7 die gesamte Polymerschicht j mittels nasschemischer Ätzung wieder entfernt.
Es besteht auch in einer nicht näher dargestellten Verfahrensvariante die Möglichkeit, die Maskenschicht e in den von der Polymerschicht j nicht maskierten Bereiche vollständig zu entfernen, wodurch das Siliziumsubstrat a frei liegt.
Anschließend erfolgt in Prozessschritt 8 eine Oxidation der freiliegenden dritten Schicht h oder des freiliegenden Siliziumsubstrats a mittels thermischer Oxidation und im Prozessschritt 9 die selektive Entfernung der im unteren Bereich des Trench b verbliebenen Maskenschicht e.
Durch die Prozessschritte 8 und 9 wird im oberen Bereich des Trenches b eine maskierende Schicht als Oxidmaske k, die entweder aus dem Oxid der dritten Schicht h oder nach der Verfahrensvariante aus einem Oxid des freiliegenden Siliziumsubstrats a besteht, ausgebildet.
In nicht näher dargestellter Weise kann an dieser Stelle im Verfahrensablauf eine Bottle-Ätzung erfolgen, bei der der Trench b flaschenförmig ausgeweitet werden kann. Dies führt zu einer Oberflächenvergrößerung nach bekannter Art und Weise. Wird eine solche Bottle-Ätzung durchgeführt, dient die Oxidmaske k als Ätzmaske in der Funktion einer Bottle-Ätzmaske.
Anschließend werden in Prozessschritt 10 die Körner in Form einer HSG-Schicht 1 mittels eines CVD-Verfahrens abgeschieden. Die HSG-Schicht wird danach in Prozessschritt 11 bis unterhalb des späteren Collarbereiches zurückgeätzt. Dabei wirkt die Oxidmaske k als Schutzmaske für den oberen Bereich des Trenches b und erfüllt so die Funktion einer HSG-Maske.
In Prozessschritt 12 erfolgt das Einbringen der Plate-Dotierung m durch eine As-Gasphasendiffusion. Dabei wirkt die Oxidschicht k als Diffusions-Schutzschicht für den oberen Bereich des Trenches b, dem späteren Collar-Bereich. Hier nimmt die Oxidschicht k die Funktion einer GPD-Maske wahr.
In Prozessschritt 13 wird der verbliebene Teil der Oxidmaske mittels einer selektiven nasschemischen Ätzung k selektiv zu den anderen Schichtmaterialen der Trench-Struktur entfernt.
Anschließend erfolgt die Ausbildung einer Dielektrikumsschicht n in Prozessschritt 14, die Einbringung einer Innenelektrode o in Prozessschritt 15, die Rückätzung der Innenelektrode o bis auf ein Niveau oberhalb des HSG-Bereiches der verbliebenen HSG-Schicht 1 in Prozessschritt 16. Die Prozessschritte 15 und 16 werden in der nach dem Stand der Technik bekannten Prozessführung realisiert, ebenso wie der nachfolgende Collarprozess in den Prozessschritten 17 und 18 und die weitere nicht näher dargestellte Komplettierung der Trenchstruktur.

1 bis 15: Prozessschritt, d.h. Trenchquerschnitt nach einem Prozessschritt
a: Siliziumsubstrat
b: Trench
c: Oberfläche des Trench
d: Substratoberfläche
e: Maskenschicht
f: erste Schicht
g: zweite Schicht
h: dritte Schicht
i: vierte Schicht
j: Polymerschicht
k: Oxidmaske
l: HSG-Schicht
m: Plate-Dotierung
n: Dielektrikumsschicht
o: Innenelektrode

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Deep-Trench-Kondensators für dynamische Speicherzellen, bei dem in die Tiefe eines Halbleitersubstrates ein Trench geätzt wird, der im Inneren, d.h. unterhalb eines oberseitennahen Bereiches entlang seiner Oberfläche, mit einer Dotierung und einem Dielektrikum versehen wird, danach der so vorbereitete Trench mit einem leitfähigen Material als Innenelektrode gefüllt wird, die Innenelektrode und das Dielektrikum im oberseitennahen Bereich innerhalb eines Collarbereiches zurückgeätzt und danach mittels eines Collarprozesses, bestehend aus einer Collar-Oxidabscheidung und Rückätzung des Collar-Oxids auf der Substratoberfläche und in dem Trench bis zur Innenelektrode, mit einem Collar versehen wird und danach eine Komplettierung der Innenelektrode durch weitere Abscheidungen und Rückätzungen leitfähger Schichten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Dotierung auf den oberen Bereich des Trenches, auf den später der Collar aufgebracht wird, eine maskierende Schicht aufgebracht wird, die vor dem Collarprozess wieder entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maskierende Schicht als Oxidmaske (k) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass nacheinander nach Erzeugung des Trenches (b) in dem Siliziumsubstrat (a) auf der inneren Oberfläche (c) des Trenches (b) und auf der Substratoberfläche (d) eine dünne, selektiv zur Oberfläche (c) des Trenches b entfernbare Maskenschicht (e) abgeschieden wird, der beschichtete Trench (b) mit einer Polymerschicht j lunkerfrei gefüllt wird, die Polymerschicht (j) bis auf die Substratoberfläche (d) planarisiert wird, und etwa bis auf die spätere Collartiefe zurückgeätzt wird, die von der Polymerschicht (j) nicht maskierten Bereiche der Maskenschicht (e) mittels selektiver anisotroper Ätzung selektiv zum Unterlagenmaterial bis zum Freiliegen des Siliziumsubstrats (a) entfernt werden, die gesamte Polymerschicht (j) mittels nasschemischer Ätzung wieder entfernt wird, eine Oxidation des freiliegenden Siliziumsubstrats (a) mittels thermischer Oxidation erfolgt und damit die maskierende Schicht als Oxidmaske, aus dem Oxid des freiliegenden Siliziumsubstrats (a) bestehend, gebildet wird und die selektive Entfernung der im unteren Bereich des Trenches b verbliebenen Maskenschicht e erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander nach der Erzeugung des Trenches (b) in dem Siliziumsub strat (a) auf der inneren Oberfläche (c) des Trenches (b) und auf der Substratoberfläche (d) eine dünne, selektiv zur Oberfläche (c) des Trenches (b) entfernbare Maskenschicht (e), bestehend aus einer Schichtfolge aus einer ersten Schicht (f), einer zweiten Schicht (g), einer oxidierbaren dritten Schicht (h), und einer vierten Schicht (i), abgeschieden wird, der beschichtete Trench (b) mit einer Polymerschicht (j) lunkerfrei gefüllt wird, die Polymerschicht (j) bis auf die Substratoberfläche (d) planarisiert und die Polymerschicht (j) etwa bis auf die spätere Collartiefe zurückgeätzt wird, die von der Polymerschicht (j) nicht maskierten Bereiche der vierten Schicht (i) der Maskenschicht (e) mittels selektiver anisotroper Ätzung selektiv zum Unterlagenmaterial entfernt wird, die gesamte Polymerschicht (j) mittels nasschemischer Ätzung wieder entfernt wird, eine Oxidation der freiliegenden dritten Schicht (h) mittels thermischer Oxidation erfolgt und damit die maskierende Schicht als Oxidmaske (k), die aus dem Oxid der dritten Schicht (h) besteht, ausgebildet wird und die selektive Entfernung der im unteren Bereich des Trench (b) verbliebenen Maskenschicht (e) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (f) aus Oxid, die zweite Schicht (g), aus Si-Nitrid, die dritte Schicht (h), aus amorphem Silizium und/oder die vierte Schicht (i) aus Si-Nitrid, abgeschieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass unter Nutzung der maskierenden Schicht als Ätzmaske eine Bottle-Ätzung unter flaschenförmiger Ausweitung des Trenches (b) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erzeugung der maskierenden Schicht Körner in Form einer HSG-Schicht (1) abgeschieden werden, wobei die HSG-Schicht danach bis unterhalb des späteren Collarbereiches unter Nutzung der maskierenden Schicht als Schutzmaske für den oberen Bereich des Trenches (b) zurückgeätzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass unter Nutzung der maskierenden Schicht als Diffusions-Schutzschicht das Einbringen der Plate-Dotierung (m) durch eine As-Gasphasendiffusion erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die maskierende Schicht mittels einer selektiven nasschemischen Ätzung (k) selektiv zu den anderen Schichtmaterialen der Trench-Struktur entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht (j) aus Photoresist besteht.
Verfahren zur Herstellung eines Deep-Trench-Kondensators für dynamische Speicherzellen, bei dem in die Tiefe eines Halbleitersubstrates ein Trench geätzt wird, der im Inneren, d.h. unterhalb eines oberseitennahen Bereiches entlang seiner Oberfläche, mit einer Dotierung und einem Dielektrikum versehen wird, danach der so vorbereitete Trench mit einem leitfähigen Material als Innenelektrode gefüllt wird, die Innenelektro de und das Dielektrikum im oberseitennahen Bereich innerhalb eines Collarbereiches zurückgeätzt und danach mittels eines Collarprozesses, bestehend aus einer Collar-Oxidabscheidung und Rückätzung des Collar-Oxids auf der Substratoberfläche und in dem Trench bis zur Innenelektrode, mit einem Collar versehen wird und danach eine Komplettierung der Innenelektrode durch weitere Abscheidungen und Rückätzungen leitfähger Schichten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass vor Aufbringen des Dielektrikums die Oberfläche der später kapazitiv wirksamen Bereiche des Trenches (b) außerhalb des Collarbereiches mit einer Schicht von Körnern (1) aus leitfähigem Material versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner aus Polysilizium bestehen.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner bei einer Strukturgröße der dynamischen Speicherzelle kleiner als 130nm die Körnergröße kleiner 30 nm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner selektiv aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der Körner der Collarbereich mit einer den Collarbereich maskierenden Schicht versehen wird und die Körner vor den nachfolgenden Prozessen im oberseitennahen Bereich entfernt werden und die maskierende Schicht nach der Dotierung wieder entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierung mittels einer As-Gasphasendiffusion erzeugt wird.