DE10341576A1

DE10341576A1 - Vertikale Hartmaske

Info

Publication number: DE10341576A1
Application number: DE10341576A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Akatsu; Oleg Gluschenkov; Porshia Shane Danburg Parkinson; Ravikumar Ramachandran; Kenneth T. Settlemyer; Helmut Tews
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2023-09-10
Also published as: US6723611B2; DE10341576B4; US20040048441A1

Abstract

Bei der Herstellung eines Grabenkondensators oder einer ähnlichen Struktur wird auf den Seitenwänden einer Substratöffnung eine eine Diffusionsbarriere umfassende dünne Stapelschicht aufgebracht. Ein oberer Bereich der äußeren Schicht wird entfernt, so dass in den oberen und unteren Bereichen unterschiedliche Materialien freigelegt werden. Der untere Bereich der dünnen Stapelschicht wird entfernt, während der obere Bereich von einer Hartmaskenschicht geschützt wird. Im unteren Bereich wird ein Diffusionsschritt ausgeführt, während der obere Bereich geschützt wird. Ein ausgewähltes Material, wie z. B. Silizium mit halbkugelförmiger Körnung, wird selektiv im unteren Bereich aufgebracht, während die freiliegende Oberfläche des oberen Bereichs aus einem Material besteht, auf dem sich das ausgewählte Material nur mäßig ausbildet, so dass das ausgewählte Material auf einfache Weise aus dem oberen Bereich entfernt werden kann.

Description

Relevantes Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Öffnung, beispielsweise eines Grabens oder eines Kontaktloches, in einem Substrat, wobei eine dünne, gleichmäßige vertikale Hartmaske aus Nitrid (Si₃N₄) mindestens auf einem oberen Bereich der freiliegenden Seitenwände der Öffnung ausgebildet wird, um die Diffusion von Dotierungen in das Substrat zu verhindern. Eine untere Substanz mit selektiven Abscheidungseigenschaften, die sich schlecht auf der Hartmaske aufbringen lässt, wird im unteren Bereich des Grabens aufgebracht.

Hintergrund der Erfindung

Bei der Herstellung von Gräben oder Kontaktlöchern in dreidimensionalen mikroelektronischen Strukturen, z.B. in DRAM-Speicherzellen, wird ein Bereich des Grabens oder des Durchgangsloch durch Diffusion als P-N-Übergang festgelegt. Zudem werden ausgewählte Bereiche ungleichmäßig (verstärkt) dotiert und außerdem in ausgewählten Abschnitten elektrische Isolationsbereiche ausgebildet. Aus diesem Grund ist eine Maskierung erforderlich, um Bereiche eines Grabens oder eines Kontaktloches für das gewünschte Bearbeitungsverfahren auszuwählen. Im Allgemeinen ist bei der Maskierung eine Hartmaske (Planar oder vertikal) erforderlich, um die ausgewählten Bereiche des Substrats vor Dotierungen, Ätzen, Oxidierung, Abscheidung, Implantation und anderen Bearbeitungsverfahren zu schützen. Im Gegensatz zu Photoresist- und anderen Polymermasken sind Hartmasken hoch temperaturbeständig. Darüber hinaus können Hartmasken eine höhere Selektivität als Polymermasken beim Ätzen aufweisen. Die Planare Hartmaske zeichnet sich durch ein einfaches Herstellungsverfahren aus. Zunächst wird ein Hartmaskenmaterial auf der gesamten Substratoberfläche aufgetragen, gefolgt von einer strukturierten Photoresistmaske, die mittels herkömmlicher photolithographischer Verfahren aufgebracht wird. Anschließend wird das Hartmaskenmaterial in einem selektiven Ätzprozess von den ausgewählten Bereichen entfernt. Das verbleibende Material der planaren Hartmaske bedeckt folglich vorher ausgewählte Bereiche des Substrats. Der Herstellungsablauf bei einer vertikalen Hartmaske ist dagegen komplizierter. Tatsächlich ist kein photolithographisches Verfahren bekannt, bei dem der Photoresist im oberen Bereich eines Grabens oder eines Kontaktloches zurückbleibt, während er gleichzeitig vom Bodenbereich des Grabens oder des Kontaktloches entfernt wird. Bei der Herstellung einer vertikalen Hartmaske werden üblicherweise die folgenden fünf Verfahrensschritte eingesetzt: (i) Einbringen eines Opfermaterials in die Öffnung einer dreidimensionalen, mikroelektronischen Struktur; (ii) Planarisieren des Opfermaterials; (iii) Rückätzen des Opfermaterials auf eine vorgegebene Tiefe; (iv) Ausbilden einer Hartmaske auf einem oberen Bereich der Öffnung; und (v) Entfernen des Opfermaterials aus der Öffnung. Es gibt diverse Anforderungen für den Einsatz von vertikalen Hartmasken: (1) eine vertikale Hartmaske sollte in Hochtemperaturverfahren (etwa 300°C bis 1100°C) eingesetzt werden können, ohne unter solchen Bedingungen ihre Maskierungseigenschaften zu verlieren; (2) die vertikale Hartmaske soll (im Vergleich zur Mündung des Grabens oder des Kontaktlochs) im. Wesentlichen dünn sein, so dass die Hartmaske das Einbringen verschiedener Materialien in den Graben oder das Kontaktloch nicht beeinträchtigt; und (3) der Verfahrensablauf zur Herstellung der Hartmaske muss relativ einfach sein. Ein Standardverfahren zum Herstellen einer vertikalen Hartmaske, die mindestens einen Bereich eines Grabens oder eines Kontaktloches beschichtet, ist die Verwendung einer dünnen Oxidschicht (SiO₂), die auf einer freiliegenden Oberfläche des Silizium enthaltenden Substrats aufgewachsen wird, während ausgewählte Flächen durch ein abgeschiedenes Siliziumnitrid geschützt werden. Da Siliziumnitrid sehr langsam oxidiert, kann auf dem Silizium enthaltenden Substrat eine relativ dicke Schicht thermischen Oxids aufgewachsen werden, während nur ein paar Atomschichten des Siliziumnitrids oxidieren. Anschließend wird das Siliziumnitrid selektiv zu der dicken, auf dem Siliziumsubstrat aufgewachsene Oxidschicht entfernt. Dieser Ansatz wirft einige Probleme auf. Eine vertikale Maske mit einer thermisch aufgewachsenen Oxidschicht ist keine gute Diffusionsbarriere; aus diesem Grund muss die Oxidschicht relativ dick aufwachsen, um die Diffusion von Dotierungen zu blockieren. Bei engen Öffnungen, d.h. Gräben oder Kontaktlöchern, kann die Dicke der Oxidmaske mit den Dimensionen der Öffnung vergleichbar sein, wodurch ein gutes Auffüllen des Grabens oder des Kontaktloches verhindert wird. Darüber hinaus sind thermisch aufgewachsene Oxidmasken um eine Öffnung herum in der Regel nicht gleichmäßig ausgebildet (das thermisch aufgewachsene Oxid ist an den Ecken üblicherweise dünner). Diese Ungleichmäßigkeit beruht auf den unterschiedlichen Oxidationsraten der unterschiedlichen kristallographischen Siliziumflächen und dem Auftreten von Spannungen an den Ecken. Eine bekannte Modifikation des oben beschriebenen Oxidmaskenverfahrens betrifft die thermische Nitrierung der Oxidmaske. Wird Stickstoff in eine thermisch aufgewachsenen Oxidmaske eingebracht, so verringert der Stickstoff die Diffusion von Dotierungen durch die thermische Oxidschicht. Aufgrund einer hohen chemischen Stabilität der thermisch aufgewachsenen Oxidschicht wird nur ein kleiner Prozentsatz an Stickstoffatomen (in der Regel weniger als 20 Atomprozent) in die thermische Oxidmaske aufgenommen. Daher muss die Oxynitrid- bzw. die nitrierte Oxidmaske relativ dick sein, um bei hohen Temperaturen die Diffusion von Dotierstoffen zu blockieren. Angesichts der oben aufgezeigten Nachteile vertikaler, thermisch aufgewachsener Oxidmasken ist ein neues und verbessertes Verfahren zum Ausbilden einer dünnen, gleichmäßigen vertikalen Hartmaske erforderlich, die als Diffusionsbarriere dient, um während dem Festlegen des P-N-Übergangs die Diffusion von Dotierstoffen in das Substrat zu verhindern.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von dreidimensionalen mikroelektronischen Strukturen, in dem eine Schicht eines ausgewählten Haftmaterials auf einem unteren Grabenbereich aufgebracht wird, während gleichzeitig eine gegen Abscheidung von Materialien resistente vertikale Hartmaske den oberen Bereich schützt.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen dreidimensionaler mikroelektronischer Strukturen, die in einem Halbleitersubstrat mindestens eine Öffnung enthalten, wobei eine dünne, gleichmäßige vertikale Hartmaske auf einem oberen Bereich der freiliegenden Seitenwände der Öffnung ausgebildet wird, während eine ausgewählte Schicht im Bodenbereich der Öffnung aufgebracht wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht im Ausbilden eines Grabenkondensators. Hierbei wird der Kondensator im Bodenbereich des Grabens ausgebildet, während die vertikale Maske den oberen Bereich des schützt.

Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden durch die Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung gelöst bzw. erreicht, indem eine dünne vertikale Nitridhartmaske in mindestens einem oberen Bereich der freiliegenden inneren Seitenwände einer in einem (halbleitenden oder isolierenden) Substrat ausgebildeten Öffnung aufgebracht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte: (a) Ausbilden eines Satzes von Öffnungen in einer Substratoberfläche, wobei sich die Seitenwände der Öffnungen bis zu einer gemeinsamen Bodenfläche hin erstrecken; (b) Ausbilden einer Nitridschicht auf mindestens einem oberen Bereich jeder Seitenwand der Öffnungen; (c) Entfernen der dünnen Stapelschicht im unteren Bereich; und (d) Ausbilden einer gewünschten Schicht durch selektives Abscheiden.

1 bis 9 bildliche Darstellungen (in der Form von Querschnitten) verschiedener Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung, die ein Verfahren zum Ausbilden einer vertikalen Nitridhartmaske auf mindestens einem oberem Bereich einer in einem Substrat ausgebildeten Öffnung sowie die durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellte dreidimensionale mikroelektronische Struktur bereitstellt, wird nun im Zusammenhang mit den der vorliegenden Erfindung beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es wird darauf hingewiesen, dass die beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, in dem eine dünne, gleichmäßige vertikale Nitridhartmaske zum Schutz eines oberen Bereichs einer in einem Halbleitersubstrat ausgebildeten Öffnung eingesetzt wird. Obwohl diese bestimmte Ausführungsform dargestellt ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden, in. denen eine vertikale Hartmaske auf mindestens einem oberen Bereich einer in einem Substrat ausgebildeten Öffnung ausgebildet werden muss. Der Begriff "Substrat" bezieht sich in diesem Zusammenhang sowohl auf halbleitende als auch auf isolierende Materialien (einschließlich organischer und anorganischer Isolatoren), wobei in den beigefügten Zeichnungen beispielhaft halbleitende Materialien dargestellt sind, zu denen auch SOI und gleichwertige Waferstrukturen für andere Halbleitermaterialien zählen.
1 zeigt eine Ausgangsstruktur, wie sie im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann. Die speziell in 1 dargestellte Ausgangsstruktur umfasst ein Halbleitersubstrat 10 mit einer Öffnung 12, die in dem Substrat mittels herkömmlicher Verfahren hergestellt wurde. Die Öffnung 12 umfasst die Seitenwände 14, die sich zu einer gemeinsamen Bodenfläche 16 erstrecken. Es wird darauf hingewiesen, dass, obwohl die Figur im Interesse einer klareren Darstellung nur eine einzige Öffnung im Substrat zeigt, das erfindungsgemäße Verfahren in der Regel in mehreren integrierten Schaltungen auf einer Halbleiterscheibe und in mehreren Öffnungen in den Schaltungen eingesetzt wird. Die in 1 dargestellte Struktur umfasst auch eine optionale planare Hartmaske, die in 1 mit dem Bezugszeichen 18 gekennzeichnet ist.
Die in 1 dargestellte Ausgangsstruktur besteht aus herkömmlichen Materialien, die dem Fachmann bekannt sind, und zu ihrer Herstellung werden herkömmliche Verarbeitungsverfahren verwendet, die dem Fachmann ebenfalls bekannt sind. Beispielsweise kann das Halbleitersubstrat 10 aus Silizium, Germanium, SiGe, GaAs, InAs, InP oder anderen Halbleiterverbindungen der III/V-Gruppe bestehen. Halbleiter-Schichtsubstrate, wie z.B. Si/SiGe, Si/Si und Silizium-Isolator-Schichten (SOI) kommen hier ebenfalls in Frage. Die für das Substrat verwendeten Materialien können entweder kristallin, polykristallin oder amorph sein. Abhängig von dem herzustellenden Bauteil kann das Halbleitersubstrat entweder n- oder p-leitend sein. Das Halbleitersubstrat kann aktive Bauteilgebiete, Verdrahtungsgebiete, Isolationsgebiete (z.B. Grabenisolation oder LOCOS) oder andere ähnliche Gebiete umfassen. Im Interesse der Klarheit sind diese anderen Bereiche in den Figuren nicht dargestellt, gehören jedoch dennoch zu dem mit 10 gekennzeichneten Bereich. Unter Verwendung eines dem Fachmann wohlbekannten Abscheideverfahrens, wie z.B. CVD-Verfahren, Plasma-unterstütztes CVD-Verfahren, Sputtern oder Beschichtung aus chemischer Lösung, können optionale planare Hartmasken 18 auf der Oberfläche des Substrats 10 ausgebildet werden. Die optionale planare Hartmaske kann aus einem Oxid, Nitrid, Glas oder einer Kombination aus diesen Materialen, einschließlich einem Stapel wie z.B. Nitrid/Oxid/BPSG (mit Bor dotiertes Silikatglas) bestehen.
Vor dem in 1 gezeigten Schritt wurde mithilfe eines herkömmlichen Abscheidungsverfahrens eine Photoresistmaske (nicht gezeigt) auf der Oberfläche der optionalen planaren Hartmaske (oder, wenn keine planare Hartmaske eingesetzt wird, auf dem Substrat 10) ausgebildet. Anschließend wurde die Photoresistmaske mithilfe herkömmlicher Lithographieverfahren strukturiert, wobei der Photoresist einem Strahlungsmuster ausgesetzt und das Muster in dem belichteten Photoresist mit einem herkömmlichen Resistentwickler ausgeprägt wurde. Nach dem Strukturieren des Photoresists wurde die Struktur in einem herkömmlichen Trockenätzverfahren, wie z.B. Reaktives Ionenätzen, Plasmaätzen, Ionenstrahlätzen, Laserabtragung oder einer Kombination aus diesen, auf die optionale planare Maske und das Substrat übertragen, um so die Öffnung 12 in dem Substrat auszubilden. Es wird darauf hingewiesen, dass der Begriff „Öffnung" in diesem Zusammenhang einen Graben, ein Kontaktloch oder jede andere Art von Durchgangsöffnung bezeichnet, die in einem Substrat ausgebildet werden kann. Die Tiefe der Öffnung wird von der obersten Fläche des Substrats 10 aus gemessen und ist für die vorliegende Erfindung kein kritischer Faktor. Üblicherweise weist die Öffnung von der Substratoberfläche aus gemessen jedoch eine Tiefe von etwa 0,1 bis etwa 10 μm auf, wobei die Tiefe bevorzugt etwa 5 bis 10 μm beträgt.
Nach dem Ausbilden der Öffnung wird der Photoresist auf herkömmliche Weise durch ein dem Fachmann bekanntes Verfahren entfernt, um die in 1 dargestellte Struktur zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die optionale planare Hartmaske wahlweise durch ein herkömmliches selektives Nassätzen entfernt werden, im Falle einer Siliziumnitrid-Hartmaske beispielsweise durch heiße Phosphorsäure. Es ist für die vorliegende Erfindung nicht wichtig, ob die optionale Hartmaske vorhanden ist oder nicht. Für ein besseres Verständnis ist die optionale Hartmaske daher, wenn sie auch nach diesem Schritt noch vorhanden ist, im Substrat 10 enthalten. Wie 2A zeigt, wird als nächstes eine dünne Stapelschicht 200 auf allen freiliegenden Substratoberflächen 10, einschließlich der vertikalen Seitenwände und der horizontalen Bodenfläche der Öffnung, ausgebildet. 2B zeigt, dass eine optionale Oxid-Kontaktschicht 210 mittels eines herkömmlichen Abscheidungsverfahren, beispielsweise CVD-Verfahren, aufgebracht wird. Alternativ wird eine Oxidschicht 20 durch herkömmliche thermische Oxidationsverfahren ausgebildet. Die zu diesem Zeitpunkt der vorliegenden Erfindung ausgebildete Oxidschicht ist eine gleichmäßige, dünne Oxidschicht mit einer Dicke von etwa 2 bis 5 nm, wobei eine Dicke von 2,8 nm bevorzugt wird. Eine 3-15 nm dicke Nitridschicht 220 (vorzugsweise 5-10 nm dick) wird auf der optionalen Oxid-Kontaktschicht 210 oder auf dem Substrat 10 ausgebildet. Die Nitridschicht wird in einem herkömmlichen Abscheidungsprozess, beispielsweise dem CVD-Verfahren, unter Verwendung der folgenden Gasgemische hergestellt: Silan (SiH₄) und Ammoniak (NH₃), Dichlorsilan (DCS) und Ammoniak (NH₃), und Trichlorsilin (TCS) und Ammoniak (NH₃). Alternativ kann die Nitridschicht 220 durch eine Kombination aus einem herkömmlichen CVD-Verfahren und einem herkömmlichen thermischen Nitrierungsverfahren, beispielsweise die Nitrierung durch Ammoniak (NH₃), Hydrazin (N₃H), atomaren Stickstoff oder ein anderes stickstoffhaltiges, reaktives Gas, ausgebildet werden. Ruf dem Nitrid 220 wird eine dünne optionale Oxidschicht 230 aufgebracht. Die Oxidschicht 230 ist eine gleichmäßige, dünne Oxidschicht mit einer Dicke von ca. 1 bis 5 nm und vorzugsweise 2–5 nm. Die Oxidschicht 230 wird durch ein herkömmliches Abscheidungsverfahren, beispielsweise CVD, unter Verwendung des Gasgemisches Tetraethyloxysilan (TEOS) und Sauerstoff ausgebildet. Alternativ wird die Oxidschicht 230 durch ein herkömmliches thermisches Oxidierungsverfahren hergestellt, welches Siliziumnitrid z.B. mittels Oxidation durch atomare sauerstoffhaltige Gemische wie z.B. Ozon, Sauerstoffplasma oder eine in-situ erzeugte Dampfmischung oxidiert. Eine amorphe Siliziumschicht (a-Si) 240 wird oberhalb der optionalen Oxidschicht 230 oder der Nitridschicht 220 ausgebildet. Die a-Si-Schicht 240 ist eine gleichmäßige, dünne, amorphe Siliziumschicht mit einer Dicke von etwa 10 bis etwa 20 nm und vorzugsweise 10–15 nm. Die a-Si-Schicht 240 wird unter Verwendung herkömmlicher Abscheidungsverfahren, z.B. CVD, hergestellt. Die amorphe Phase wird durch Auswählen einer Abscheidungstemperatur erreicht, die unterhalb der Phasenübergangstemperatur von amorphem zu kristallinem Silizium liegt. Eine Siliziumoxidschicht 250 wird auf der a-Si-Schicht 240 ausgebildet. Die Oxidschicht 250 ist eine gleichmäßige, dünne Oxidschicht mit einer Dicke von etwa 5 bis 15 nm und vorzugsweise 6 bis 10 nm. Die Oxidschicht 250 wird mithilfe von herkömmlichen Abscheidungsverfahren, beispielsweise dem CVD-Verfahren, unter Verwendung eines Gasgemisches aus Tetraethyloxysilan (TEOS) und Sauerstoff ausgebildet. Alternativ wird die Oxidschicht 250 durch ein herkömmliches thermisches Oxidationsverfahren, z.B. Oxidierung durch molekularen Sauerstoff, Distickstoffoxid, oder durch Gemische mit atomarem Sauerstoff wie z.B. Ozon, Sauerstoffplasma oder eine in-situ erzeugte Dampfmischung mit niedrigem Druck (ISSG-Gemisch), ausgebildet. Wird das Verfahren zum Ausbilden der Oxidschicht 250 bei einer Temperatur durchgeführt, die oberhalb der Temperatur liegt, bei der amorphes Silizium in kristallines Silizium übergeht (520–600°C), dann findet an der a-Si-Schicht 240 ein Phasenübergang in die polykristalline Phase statt. Es wurde herausgefunden, dass ein solcher Phasenübergang hohe Schwankungen bei der Dicke der Schicht 240 zur Folge haben kann und sie in einigen Fällen ungleichmäßig macht. Um die Intaktheit der Filmschicht 200 zu gewährleisten, ist es sehr wünschenswert, mindestens den ersten Teil des Verfahrens bei einer Temperatur unterhalb der Phasenübergangstemperatur durchzuführen. Anschließend ist eine schnelle Niedertemperatur-Oxidation durch ein atomares sauerstoffhaltiges Gemisch ein bevorzugtes Verfahren zum Ausbilden der dünnen Schicht 250. In diesem Fall kann das gesamte Verfahren ausgeführt werden, ohne dass eine Kristallisierung eintritt. Sobald sich eine relativ dicke (>2 nm) Oxidschicht 250 ausgebildet hat, kann die dünne Stapelschicht wahlweise bei hoher Temperatur ausgeheilt werden, ohne im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit oder der Intaktheit der Stapelschicht große Nachteile hinnehmen zu müssen. Dies liegt daran, dass die a-Si-Schicht von zwei dünnen Oxidschichten 230 und 250 begrenzt wird und so während dem Phasenübergang nicht ohne weiteres ihre Dicke verändern kann. Darüber hinaus wurde herausgefunden, dass bei einer fehlenden optionalen Oxidschicht 230 die dünne Stapelschicht 200 nach einem Hochtemperatur-Verfahren anfälliger für einen Verlust der Unversehrtheit ist. Dies ist auf die unterschiedlichen freien Energien in Schnittstellen zwischen Oxid-Silizium und Nitrid-Silizium zurückzuführen. Die optionale Oxidschicht 230 trägt folglich bei hohen Temperaturen zur Unversehrtheit der Stapelschicht bei.
In den anhängenden Patentansprüchen wird die Schicht 250 als äußere Schicht, die Schicht 240 als zweite Schicht und die Schicht 230 als dritte Schicht bezeichnet; die Schicht 220 wird als vierte Schicht oder als Nitrid-Kontaktschicht und die Schicht 210 als fünfte Schicht oder Oxid-Kontaktschicht. bezeichnet.
Sodann wird auf der Oxidschicht 250 und in der Öffnung ein herkömmliches Photoresist-Füllmaterial 22 ausgebildet, um die beispielsweise in 3 gezeigte Struktur zu erhalten. Bei dem Resistfüllmaterial 22 handelt es sich um ein herkömmliches Polymer-Resistmaterial, das in der Lage ist, eine Öffnung auszufüllen. In der vorliegenden Erfindung wird das Füllmaterial unter Verwendung eines herkömmlichen Abscheidungsverfahrens, beispielsweise einem Schleuderverfahren (Spin-On), ausgebildet. Nach dem Auftragen des Resist-Füllmaterials auf die Struktur wird das in 3 gezeigte Resistfüllmaterial auf eine vorbestimmte Tiefe (üblicherweise etwa 1 μm oder weniger) unterhalb der Oberfläche des Substrats 10 zurückgeätzt, um so die z.B. in 4 gezeigte zurückgesetzte Struktur zu erhalten. In der vorliegenden Erfindung wird das Rückätzen durch ein herkömmliches zeitlich gesteuertes Reaktives Ionenätzen ausgeführt, das hochselektiv Bereiche des Resist-Füllmaterials aus der Öffnung entfernt, jedoch nicht die unter dem Resistfüllmaterial liegende Oxid schicht 250. Es wird darauf hingewiesen, dass Teile der Oxidschicht im oberen Bereich der Öffnung nach diesem Rückätzschritt freiliegen. Nach dem Rückätzen wird der freiliegende Teil der Oxidschicht 250 selektiv von der Struktur entfernt. Dazu wird ein herkömmliches chemisches Nassätzverfahren auf Fluorwasserstoffsäure-(HF)-Basis verwendet. Anschließend wird durch das oben genannte, beim Rückätzen eingesetzte Ätzverfahren das zurückgesetzte Resistfüllmaterial aus dem unteren Bereichs der Öffnung entfernt. Alternativ kann der Resist durch herkömmliches Plasma-Veraschungsverfahren entfernt werden. Das Plasma-Veraschungsverfahren kann weiter optimiert werden, um die Oxidation des freiliegenden Siliziums auf ein Minimum zu beschränken. Die Optimierung kann durch die Zugabe eines formenden Gases zum Veraschungs-Gasgemisch erreicht werden. Diese Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung, d.h. Nassätzen und das Entfernen des vorher zurückgesetzten Füllmaterials aus der Öffnung, führen zu der in 5 gezeigten Struktur. Es wird darauf hingewiesen, dass in dieser Zeichnung die Polysilizium- bzw. die amorphe Siliziumschicht 240 im oberen Bereich des Grabens freiliegt, während mindestens der untere Bereich der Öffnung immer noch die Oxidschicht 250 enthält.
In dieser Phase der vorliegenden Erfindung kann ein zeitlich gesteuerter Reinigungsschritt auf HF-Basis eingesetzt werden, um eine eventuell auf dem freiliegenden oberen Bereich der Öffnungen vorhandene Oxidschicht zu entfernen. Diese Oxidschicht kann während dem Entfernen des Resists ausgebildet werden. Es kann sich dabei jedoch auch ganz einfach um ein natürliches Oxid handeln, das aufwächst, wenn man die Halbleiterscheibe bei Raumtemperatur der Feuchtigkeit der Umgebungsluft aussetzt. Die Dauer der Reinigung wird so gewählt, dass die im unteren Bereich der Öffnung vorhandene Oxidschicht 250 höchstens um 2,5 nm verringert wird.
In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann in dieser Phase der vorliegenden Erfindung ein In-Situ-H₂- Verfahrensschritt (Prebake) durchgeführt werden, um jede auf dem freiliegenden oberen Bereich der Öffnungen vorhandene natürliche Oxidschicht zu entfernen. Insbesondere wird das H₂-Verfahrensschritt bei einer Temperatur von etwa 850°C bis 1000°C (vorzugsweise 950°C) und bei einem reduzierten Druck von weniger als 300 Torr ausgeführt.
Wie in 6 gezeigt ist, wird anschließend eine thermische vertikale Nitridhartmaske 245 auf mindestens dem oberen Bereich der in 5 freiliegenden Seitenwände ausgebildet. Die thermische Nitridhartmaske ist eine gleichmäßige Schicht und etwa 10 bis 30 Angström dick. Die thermische Nitridschicht wird durch Erhitzen der in 5 dargestellten Struktur bei hohen Temperaturen, die im Bereich von etwa 600°C bis 1200°C liegen, unter Verwendung von stickstoffhaltigen Quellgasen erzeugt. Beispiele für solche stickstoffhaltigen Quellgase sind unter anderem N₂, N₂O, NH₃ und Gemischen aus diesen. Das stickstoffhaltige Quellgas kann auch verschiedene stickstoffhaltige Radikale wie z.B. atomaren Stickstoff, NH₂ und NH-Radikale enthalten. Die Radikale können durch Stimulation, beispielsweise einer Plasmastimulation, einer Photostimulation, einer Elektronenstrahlstimulation oder intensiver Hitze generiert werden. Hauptsächlich können sie entweder in der unmittelbaren Umgebung der Halbleiterscheibe oder weit vom Bearbeitungsgebiet entfernt hergestellt werden. Im letzten Fall sollte ein leistungsfähiges Zuführsystem zur Verfügung stehen, um die Radikale mit minimalen Verlusten zur Bearbeitungszone zu transportieren. Besteht das stickstoffhaltige Gas aus einer nennenswerten Menge atomaren Stickstoffs oder anderer stickstoffhaltiger Radikale, so kann das thermische Nitrid bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur hergestellt werden. Der bevorzugte Temperaturbereich liegt in diesem Fall zwischen in etwa Raumtemperatur bis hin zu 1200°C. Wenn die Siliziumschicht 240 durch den Oxidierungsprozess zum Ausbilden der Schicht 250 oder durch den nach dem Ausbilden der Schicht 250 ausgeführten optionalen Ausheilschritt nicht in die Polysiliziumphase übergegangen ist, so verursacht der Hochtemperatur-Nitrierschritt den Phasenübergang. Wie oben bereits angedeutet, kann der Phasenübergang zu Mängeln an der dünnen Stapelschicht führen. Daher ist es wünschenswert, die Schicht 240 noch vor dem Hochtemperatur-Nitrierschritt in eine polykristalline Phase zu überführen. Wie oben erwähnt kann dieser Übergang durch den optionalen Ausheilschritt erreicht werden, während die Schicht 240 eingegrenzt ist. Darüber hinaus kann die optionale Oxidschicht 230 dazu beitragen, die Intaktheit der dünnen Stapelschicht während der Hochtemperatur-Nitrierung zu bewahren. Schließlich ist eine durch Radikale unterstützte Niedertemperatur-Nitrierung vorteilhaft, da das gesamte Verfahren bei einer Temperatur durchgeführt werden kann, die unter der Phasenübergangstemperatur von der amorphen in die polykristalline Phase liegt. Es wird darauf hingewiesen, dass bei der Ausbildung der thermischen Nitridschicht die im unteren Bereich der Öffnung verbleibende Oxidschicht 250 in eine nitrierte Oxidschicht umgewandelt werden kann. Die nitrierte Oxidschicht ist in 6 mit dem Bezugszeichen 255 gekennzeichnet. Vorteilhafterweise ist die Bildung des nitrierten Oxids im Vergleich zur Nitrierung reinen Siliziums langsam und die Gesamtzahl der Silizium-Stickstoff-Bindungen wird in der Schicht 255 viel geringer sein als in der Schicht 245. Dieser Unterschied kann zum selektiven Entfernen der Schicht 255 mit dem Verlust nur eines geringen Teils der Schicht 245 genutzt werden.
In manchen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren kann eine durch Lochabscheidung ausgebildete Nitridopferschicht auf den freiliegenden Seitenwände der Öffnung aufgetragen werden. Die Verwendung von thermischem Nitrid anstelle von abgeschiedenem Nitrid ist ein vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Erfindung, da thermische Nitride vorzugsweise nur auf dem freiliegenden Bereich der Öffnung ausgebildet werden und im Vergleich zu abgeschiedenem Nitrid eine kleinere Ätzrate aufweisen. Die kleinere Ätzrate erlaubt ein selektives Entfernen von Material vom Bodenbereich der Öffnung, ohne da bei das im oberen Bereich der Öffnung befindliche Material komplett zu entfernen, wie es beim Einsatz abgeschiedener Nitridschichten als vertikale Hartmasken in der Regel geschieht. Es wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Phase ausgebildete thermische Nitridmaske eine beschränkte Dicke aufweist. Dies ist auf den selbst-begrenzenden Charakter thermischer Nitrierungsverfahren zurückzuführen. Beispielsweise ergibt die Behandlung einer Siliziumoberfläche in einer Ammoniakumgebung für 60 Sekunden bei 1050°C etwa 2 nm thermisches Nitrid. Da die Wachstumsrate für thermisches Nitrid stark von der Nitrierungstemperatur abhängig ist, kann eine extrem hohe Verfahrenstemperatur erforderlich sein, um eine thermische Nitridschicht zu erzeugen, die dicker als 2,5 nm ist. Radikal-unterstützte Nitrierungsverfahren sind aufgrund ihrer Möglichkeiten bei niedrigen Temperaturen sehr vielversprechend, erfordern jedoch eine spezielle Anlage. Verfahren zum Verdicken des Nitrids, wie z.B. die selektive Abscheidung von Siliziumnitrid auf Nitridoberflächen, jedoch nicht auf Oxidoberflächen, ist relativ mühsam und schwer zu steuern. Daher ist die tatsächliche Dicke der vertikalen thermischen Nitridhartmaske auf etwa 2,5 nm begrenzt. In manchen Fällen kann eine solch dünne Maske trotz der überragenden Eigenschaften thermischen Nitrids nicht verwendet werden. Es ist sehr wünschenswert, die Dicke der vertikalen Nitridhartmaske unabhängig von der selbstbegrenzenden Kinetik von Nitrierungsprozessen zu steuern. Im folgenden wird gezeigt, dass die erfindungsgemäße dünne Stapelschicht 200 zu einer solchen vertikalen Hartmaske führt.
Sobald die thermische vertikale Nitridmaske ausgebildet wurde, wird die dünne Stapelschicht im unteren Bereich bis auf das Siliziumsubstrat entfernt. Die gestrichelte Linie 60 stellt in 2B die Trennlinie zwischen dem oberen und dem unteren Grabenbereich dar. Die Schicht 255 im Bodenbereich wurde selektiv zu Nitrid unter Verwendung einer HF-basierten Lösung entfernt, die Siliziumoxid mit einer Selektivität von mehr als 20:1 (vorzugsweise 40.1) im Vergleich zur Ätzrate von Siliziumnitrid ätzt. Beim Entfernen der Schicht 255 wird die Hartmaskenschicht 245 leicht mit einem akzeptablen SiN-Verlust von weniger als 0,4 nm geätzt. Mithilfe eines herkömmlichen nasschemischen Verfahrens, das sowohl zu Siliziumoxid als auch zu Siliziumnitrid hoch selektiv ist, entfernt ein Poly-Ablöseverfahren die Schicht 240. Anschließend wird mit demselben Verfahren, das auch für die Schicht 250 eingesetzt wurde, die Schicht 230 entfernt. Es wird darauf hingewiesen, dass die dünne Hartmaske 245 nur als Nassätzmaske verwendet wurde, um die Siliziumätzung der Schicht 240 im oberen Bereich der Öffnung zu blockieren. Aufgrund der sehr hohen Ätzselektivität zwischen Silizium und thermischem Siliziumnitrid kann die Dicke der Schicht 245 weniger als 2,5 nm betragen. Die Schichten 220 und 245 werden in einem herkömmlichen Ablöseverfahren mit heißer Phosphorsäure entfernt. Das Nitrid-Ablöseverfahren entfernt sowohl die oben liegende Schicht 245, als auch die im Bodenbereich befindliche Schicht 220, wodurch oben ein Polysiliziumrest 240, und im Bodenbereich ein Oxid 210 verbleibt.
Der oberste Bereich der Schicht 240 wird mit demselben Verfahren entfernt, das auch für den unteren Bereich verwendet wurde. Alternativ kann die Schicht 240 durch ein zeitlich gesteuertes thermisches Oxidationsverfahren vollständig oxidiert werden. Das im obersten Bereich der Öffnung generierte Oxid kommt zur bereits existierenden optionalen Oxidschicht 230 hinzu. Die Oxid-Kontaktschicht 210 im unteren Bereich der Öffnung wird durch den Oxidationsprozess dicker. Die Dauer des Prozesses wird so gewählt, dass das Polysilizium vollständig oxidiert. Es wird darauf hingewiesen, dass die Dicke der Oxidschicht im oberen Bereich der Öffnung wesentlich größer ausgebildet werden kann als die der Oxidschicht im unteren Bereich der Öffnung.
In manchen Ausführungsformen wird das die Schichten 245 und 220 entfernende Nitridätzen in zwei Verfahrensschritten durchgeführt. Zuerst wird eine kurze Nitridätzung vorgenomm men, um die Schicht 245 und einen Teil der Schicht 220 zu entfernen. Anschließend wird die freiliegende Siliziumschicht 240 in einem herkömmlichen thermischen Oxidationsprozess vollständig oxidiert. Es wird darauf hingewiesen, dass die im Bodenbereich der Öffnung aufgebrachte Nitridschicht 220 die Oxidation des Substrats verhindert. Der Rest der Nitridschicht 220 wird nach der Oxidation zunächst durch Befreien der Nitridoberfläche von allen restlichen Oxiden/Oxynitriden in einer kurzen Behandlung mit einem HF-basierten nasschemischen Verfahren, gefolgt von einem herkömmlichen SiN-Nassätzen, entfernt. Eine derartige Bearbeitung erlaubt größere Unterschiede in der Dicke der Oxidschicht 210 im unteren Bereich der Öffnung und der Schicht im oberen Bereich der Öffnung.
Die Schicht 210 wird in einer zeitlich gesteuerten, HF-basierten Oxidätzung von der Bodenfläche der Öffnung entfernt, so dass 1 bis 3 nm der Schicht 210 auf der Oberfläche verbleiben. Die auf der SiN-Schicht 220 liegende Oxidoberfläche steigert den Ätzwiderstand dieser Schicht im Vergleich zur Oxidschicht 210 auf der Bodenfläche, um so Schwankungen in der Dicke und der Ätzrate zuzulassen.
In dieser Phase liegt auf der Oberfläche die folgende Stapelanordnung vor: eine Oxidschicht 210 mit einer Dicke von 2,8 nm, eine Siliziumnitridschicht 220 mit einer Dicke von 5 bis 10 nm, und eine dünne Oxidschicht mit einer Dicke von 2 nm. Im Bodenbereich liegt das Siliziumsubstrat frei. Folglich wurde eine vertikale Oxid/Nitrid/Oxid-Hartmaske ausgebildet, in der die Dicke der Siliziumnitridschicht durch Abscheidung (und nicht durch selbstbegrenzende Nitrierungskinetik) gesteuert wird und in Abhängigkeit von den Erfordernissen einer bestimmten Anwendung gewählt werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass die Oxidschichten optional sind und ohne weiteres weggelassen werden können. Allerdings kann das Vorhandensein beider Oxidschichten bei bestimmten Anwendungen vorteilhaft sein. Die vertikale Nitridhartmaske kann zum Aus bilden von Teilen eines fortschrittlichen, vergrabenen dreidimensionalen Kondensators verwendet werden.
In einem herkömmlichen Verfahren wird beispielsweise eine Schicht Silizium mit halbkugelförmiger Körnung (hemispherical grained silicon (HSG)) aufgebracht, indem zuerst eine dünne (0,5 bis 0,7 nm dicke) Oxynitridschicht im Bodenbereich des Substrats entweder durch Backen der Hartmaskenstruktur in einem stickstoffhaltigen Gas (z.B. in NH₃ bei 750°C für 60 Sekunden) oder durch ein herkömmliches Abscheidungsverfahren wie z.B. CVD oder Atomschichtenabscheidung (atomic layer deposition – ALD) hergestellt wird. Sodann wird das Silizium mit halbkugelförmiger Körnung in einem herkömmlichen HSG-CVD-Verfahren auf der Nitridoberfläche aufgebracht. Es ist ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung, dass HSG sich nur schlecht auf Oxid ausbildet. Daher ist das im oberen Bereich aufgebrachte Silizium eine amorphe Siliziumschicht mit einer Dicke von weniger als 10 nm. Diese Schicht kann später ohne weiteres entfernt werden. Das HSG wird daher nur selektiv im unteren Bereich der Öffnung ausgebildet und wird dort zur Erhöhung der Kondensatoroberfläche genutzt. Ein flächendeckendes Reaktives Ionenätzen mittels einer herkömmlichen Siliziumätzchemie entfernt im oberen Bereich die Überreste des amorphen Siliziums.
Mithilfe der fertigen vertikalen Hartmaske 210-220-230 wird die Struktur einem Dotierungsprozess unterzogen, in dem sich im freiliegenden unteren Bereich der Öffnung die vergrabene Kondensatorplatte 70 bildet. Die aus diesem Verfahrensschritt resultierende Struktur der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise in 7 dargestellt. Das Bezugszeichen 270 kennzeichnet die HSG-Haftschicht. Die Dotierung wird mithilfe einer herkömmlichen, dem Fachmann bekannten Gasphasendotierung durchgeführt. 7 zeigt außerdem eine optionale Struktur, die nach einem wahlweise durchgeführten Ätzverfahren zum Ausbilden einer Flaschenform ausgebildet wird. Die Flaschenform-Ätzung kann vor dem Ausbilden der HSG-Haft schicht durchgeführt werden und umfasst die Verwendung eines bekannten selbstbegrenzenden oder zeitlich abgestimmten Nassätzens, wobei ein chemischer Ätzstoff eingesetzt wird, der im Vergleich zu Nitrid selektiv Substratmaterial entfernt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Flaschenform-Ätzung eine Struktur zur Folge hat, in der der an die Bodenfläche angrenzende untere Bereich der Öffnung im Vergleich zum oberen Bereich der Öffnung erweitert wird.
8 zeigt eine Struktur, die sich bildet, nachdem die vertikale Maske wahlweise vom oberen Bereich der Öffnung entfernt wurde. Das Oxid 210 bleibt dabei zurück. Die Schicht 275 stellt das Knotendielektrikum (hier als herkömmliche Oxid/Nitrid-Schicht) gemeinsam mit der HSG-Schicht 270 dar. 9 zeigt die Struktur nach dem Aufbringen einer neuen Haftschicht, hier einer Oxid-Kontaktschicht/Nitrid-Kontaktschicht, die in herkömmlichen Verfahrensschritten zum Ausbilden der leitenden Verbindung zum Schalttransistor einer DRAM-Speicherzelle verwendet wird. Das leitende Material 34 (hier Polysilizium) wurde aufgebracht, jedoch noch nicht planarisiert.
Der mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Kondensator kann in jeder Art von Schaltung verwendet werden, beispielsweise in einem DRAM-Speicher. Zum Aufbau des Schalttransistors der DRAM-Speicherzelle oder zum Ausbilden von Verbindungen vom Kondensator zur übrigen integrierten Schaltung werden herkömmliche Verfahrensschritte durchgeführt.
Das leitende Material 34, welches Polysilizium, ein leitendes Metall oder eine Kombination aus diesen umfasst, wird durch ein herkömmliches Abscheidungsverfahren wie z.B. CVD, Galvanisieren oder Sputtern aufgebracht. Den oben beschriebenen Verfahrensschritten kann eine Weiterbearbeitung folgen, beispielsweise ein Zurücksetzen des leitenden Materials 34, das Ausbilden eines "buried strap", das Ausbilden eines Kragens und eines Transistor über der oben beschriebenen Kondensator region. Es wird darauf hingewiesen, dass in der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform die vertikale Hartmaske ein Einfüllen des leitenden Materials 34 in die schmalen Öffnungen zulässt und dass im Vergleich zu einem herkömmlichen Oxid-Opferkragen sehr einfache Verfahrensschritte eingesetzt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, ist dem Fachmann klar, dass die vorstehend beschriebene Erfindung in ihrer Form und in einzelnen Aspekten verändert werden kann, ohne dabei über ihren Sinn und Umfang hinauszugehen. Aus diesem Grund beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf die genauen, hierin beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen und Einzelheiten, sondern ist im Sinne der anhängenden Patentansprüche zu verstehen.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer mikroelektronischen Struktur, umfassend: (a) Ausbilden eines Satzes von Öffnungen in einer Substratoberfläche, wobei sich die Seitenwände der Öffnungen bis zu einer gemeinsamen Bodenfläche erstrecken; (b) Ausbilden einer aus einer Vielzahl von Schichten bestehenden Stapelschicht auf jeder Seitenwand der Öffnungen, wobei die Vielzahl von Schichten mindestens eine Nitriddiffusions-Barriereschicht mit einer bestimmten Barrieredicke und eine nach der Barriereschicht aufgebrachte Siliziumschicht umfasst; (c) Freilegen einer Oxidschicht auf einem unteren Bereich der Struktur, sowie der Siliziumschicht auf einem oberen Bereich der Struktur; und (d) thermisches Nitrieren der Siliziumschicht auf dem oberen Bereich der Struktur, wobei eine nitrierte Siliziumschicht ausgebildet wird, deren erste Dicke durch Reaktionskinetik begrenzt wird und dünner als die Barriereschicht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: Einbringen einer zurückgesetzten Photoresistfüllung in den Satz von Öffnungen nach Schritt (a), wobei ein oberer Bereich einer äußeren Oxidschicht der Stapelschicht freigelegt wird; Entfernen des oberen Bereichs der äußeren Oxidschicht, wobei die Siliziumschicht freigelegt wird, und anschließendes Nitrieren der Siliziumschicht, wobei in dem oberen Bereich eine nitrierte Siliziumschicht entsteht, während die äußere Oxidschicht im unteren Bereich verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 2, weiter umfassend: Entfernen der Schichten der Stapelschicht im unteren Bereich, ohne dabei die nitrierte Schicht im oberen Bereich zu entfernen, bis das Substrat im unteren Bereich freiliegt; und Ausführen eines Diffusionsschritts im unteren Bereich, während der obere Bereich durch die Diffusionsbarriere geschützt ist.
Verfahren nach Anspruch 3, weiter umfassend: Entfernen der Schichten der Stapelschicht im unteren Bereich nach dem Nitrieren der Siliziumschicht, ohne dabei die nitrierte Schicht im oberen Bereich zu entfernen, bis die Nitrid-Diffusionsbarriere im unteren Bereich freiliegt; und gleichzeitiges Entfernen von Nitrid sowohl im oberen, als auch im unteren Bereich der Stapelschicht, wobei die Diffusionsbarriereschicht im unteren Bereich und die Nitridschicht im oberen Bereich entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, umfassend: Dotieren des Substrats durch den unteren Bereich der Seitenwände, wobei um den unteren Bereich der Struktur ein leitendes Segment ausgebildet wird; Ausbilden einer dielektrischen Schicht im unteren Bereich; und Auffüllen der Struktur mit einem leitfähigen Material, wobei der untere Bereich einen Kondensator bildet.
Verfahren nach Anspruch 4, umfassend: Freilegen des Substrats im unteren Bereich der Struktur, sowie einer Oxidschicht in einem oberen Bereich der Struktur; Aufbringen eines ausgewählten Materials auf der Struktur, so dass sich das ausgewählte Material selektiv auf dem Substrat bildet, wobei sich eine Schicht des ausgewählten Materials vorzugsweise auf dem Substrat und nicht auf dem Oxid im oberen Bereich der Seitenwand ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das ausgewählte Material Silizium mit halbkugelförmiger Körnung und das Substrat Silizium ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Siliziumschicht als amorphes Silizium bei einer Temperatur aufgebracht wird, die unterhalb der Phasenübergangstemperatur liegt, bei der amorphes Silizium in Polysilizium übergeht, und wobei das amorphe Silizium in Polysilizium umgewandelt wird, bevor das Polysilizium nitriert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, umfassend: Entfernen der Schichten der Stapelschicht im unteren Bereich, ohne dabei die nitrierte Schicht im oberem Bereich zu entfernen, bis das Substrat im unteren Bereich freiliegt; und Ausführen eines Diffusionsschritts im unteren Bereich, während der obere Bereich durch die Diffusions-Barriere geschützt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, umfassend: Entfernen der Schichten der Stapelschicht im unteren Bereich nach dem Nitrieren der Siliziumschicht, ohne dabei die nitrierte Schicht im oberen Bereich zu entfernen, bis die Nitrid-Diffusionsbarriere im unteren Bereich freiliegt; und gleichzeitiges Entfernen von Nitrid sowohl im oberen, als auch im unteren Bereich der Stapelschicht, wobei die Diffusionsbarriereschicht im unteren Bereich und die Nitridschicht im oberen Bereich entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend: Dotieren des Substrats durch den unteren Bereich der Seitenwände, wobei um den unteren Bereich der Struktur ein leitendes Segment ausgebildet wird; Ausbilden einer dielektrischen Schicht im unteren Bereich; und Auffüllen der Struktur mit einem leitfähigen Material, wobei der untere Bereich einen Kondensator bildet.
Verfahren nach Anspruch 11, umfassend: Freilegen des Substrats im unteren Bereich der Struktur, sowie einer Oxidschicht in einem oberen Bereich der Struktur; Aufbringen eines ausgewählten Materials auf der Struktur, so dass sich das ausgewählte Material selektiv auf dem Substrat ausbildet, wobei sich eine Schicht des ausgewählten Materials vorzugsweise auf dem Substrat und nicht auf dem Oxid im oberen Bereich der Seitenwand ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das ausgewählte Material Silizium mit halbkugelförmiger Körnung und das Substrat Silizium ist.
Verfahren zum Herstellen einer mikroelektronischen Struktur mit einer Schicht eines ausgewählten Materials im Bodenbereich der Struktur, umfassend: (a) Ausbilden eines Satzes von Öffnungen in einer Substratoberfläche, wobei sich die Seitenwände der Öffnungen bis zu einer gemeinsamen Bodenfläche erstrecken; (b) Ausbilden einer aus einer Vielzahl von Schichten bestehenden Stapelschicht auf jeder Seitenwand der Öffnungen; (c) Freilegen eines ersten Materials auf einem unteren Bereich der Struktur, sowie eines zweiten Materials auf einem oberen Bereich der Struktur; (d) Aufbringen eines ausgewählten Materials auf der Struktur, so dass sich das ausgewählte Material selektiv auf dem ersten Material bildet, wobei sich eine Schicht des ausgewählten Materials auf dem unteren Bereich der Seitenwand und nicht auf dem zweiten Material im oberen Bereich der Seitenwand. ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 14, weiter umfassend: Einbringen einer zurückgesetzten Photoresistfüllung in den Satz von Öffnungen nach Schritt (a), wobei ein oberer Bereich einer äußeren Oxidschicht der dünnen Stapelschicht freigelegt wird; Entfernen des oberen Bereichs der äußeren Oxidschicht, wodurch eine zweite Polysiliziumschicht freigelegt wird; und Nitrieren der Polysiliziumschicht, wobei im oberen Bereich eine nitrierte Siliziumschicht entsteht, während die äußere Oxidschicht im unteren Bereich erhalten bleibt.
Verfahren nach Anspruch 15, weiter umfassend: Entfernen der Schichten der dünnen Stapelschicht im unteren Bereich, ohne dabei die nitrierte Schicht im oberen Bereich zu entfernen, bis das Substrat im unteren Bereich freiliegt; und Entfernen der Schichten der dünnen Stapelschicht im oberen Bereich, bis eine Oxidschicht im oberen Bereich freiliegt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das ausgewählte Material Silizium mit halbkugelförmiger Körnung, das erste Material Siliziumnitrid und das zweite Material Siliziumoxid ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das ausgewählte Material Silizium mit halbkugelförmiger Körnung, das erste Material Siliziumnitrid und das zweite Material Siliziumoxid ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das ausgewählte Material Silizium mit halbkugelförmiger Körnung, das erste Material Siliziumnitrid und das zweite Material Siliziumoxid ist.
Verfahren nach Anspruch 16, umfassend: Dotieren des Substrats durch den unteren Bereich der Seitenwände, wobei um den unteren Bereich der Struktur ein leitendes Segment ausgebildet wird; Ausbilden einer dielektrischen Schicht im unteren Bereich; und Auffüllen der Struktur mit einem leitfähigen Material, wobei der untere Bereich einen Kondensator bildet.