DE19639899B4

DE19639899B4 - Verfahren zur Herstellung einer Speicheranordnung

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Publication number: DE19639899B4
Application number: DE19639899A
Authority: DE
Inventors: Carlos Espejo-Mazure; Günther SCHINDLER; Walter Hartner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2016-09-28
Also published as: WO1998013877A1; TW373321B; EP0946984A1; CN1231766A; DE19639899A1; JP2001511306A; KR20000048659A

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Speicheranordnung aus einen Auswahltransistor und einen Speicherkondensator aufweisende Speicherzellen, die folgende Merkmale aufweist:
– die Speicherkondensatoren der einzelnen Speicherzellen sind auf einer ersten Hauptfläche (2) eines Isolationsmaterials (6) der Speicheranordnung (1) über Auswahltransistoren angeordnet;
– eine erste Elektrode (14) jedes Speicherkondensators ist streifenförmig ausgebildet und mit jeweils einem in der ersten Hauptfläche (2) liegenden Kontakt (4) verbunden;
– die ersten Elektroden (14) sind durch ein Dielektrikum (16) von zweiten Elektroden getrennt;
– die Seitenflächen (17) der ersten Elektroden (14) jedes Speicherkondensators sind mindestens annähernd orthogonal zu der ersten Hauptfläche (2) angeordnet.
wobei folgende Verfahrensschritte vorgesehen sind:
a) Abscheidung einer Nitridschicht (8') auf die erste Hauptfläche (2) des Isolationsmaterials (6) der Speicheranordnung (1), in der sich die Kontakte (4) zu den darunter liegenden Auswahltransistoren befinden,
b) Strukturierung der Nitridschicht (8') in Nitridstreifen (8) derart, daß über jedem Kontakt (4) eine...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfaren zur Herstellung einer Seicheranordnung aus gleichartigen Speicherzellen, die folgende Merkmale aufweist:

– Speicherkondensatoren der einzelnen Speicherzellen sind auf einer ersten Hauptfläche der Speicheranordnung über Auswahltransistoren angeordnet, wobei die Hauptfläche eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Zellenflächen aufweist,
– die Speicherkondensatoren der einzelnen Speicherzellen sind mit Kontakten in der ersten Hauptfläche verbunden, wobei jede Zellenfläche einen Kontakt aufweist,
– eine mit dem Kontakt verbundene erste Elektrode jedes Speicherkondensators ist streifenförmig ausgebildet,
– eine zweite Elektrode,
– die ersten Elektroden und zweiten Elektroden jedes Speicherkondensators sind durch ein Dielektrikum getrennt.

Derartige Speicher sind beispielsweise aus Müller, "Bauelemente der Halbleiterelektronik", Springer, 4. Auflage, 1991, S. 256 ff. bekannt. Beschrieben ist hier eine Speicherzelle mit einem Speicherkondensator, dessen eine Elektrode nahezu als ebene Platte ausgebildet und parallel zu einer Hauptfläche der Speicheranordnung angeordnet ist. Um die Kapazität des Speicherkondensators, die bekanntlich von der Kondensatorfläche abhängt, mit zunehmender Integrationsdichte, und damit verbundener Verkleinerung der Speicheranord- nung, möglichst nicht kleiner werden zu lassen, wird in o. g. Literatur eine Ausbildung des Speicherkondensators als Trench-Kondensator vorgeschlagen, der topfartig in einer Hauptfläche der Speicheranordnung angeordnet ist. Letztere Realisierungsmöglichkeit des Speicherkondensators weist gegenüber der erstgenannten einen erheblich größeren Realisierungsaufwand auf.

Eine weitere Möglichkeit zur Beibehaltung einer bestimmten Kondensatorfläche bei zunehmender Integrationsdichte ist in US 5,290,726 gezeigt. Beschrieben ist hier eine Realisierung des Speicherkondensators als Fin-Stacked-Kondensator, der über dem Auswahltransistor der Speicherzelle angeordnet ist. Eine erste Elektrode des Speicherkondensators besitzt bei dieser Realisierungsform einen Querschnitt, der mehrere nebeneinander und übereinander liegende Finger aufweist, um die Elektrodenoberfläche und damit die Kondensatorfläche gegenüber einer plattenartigen Ausbildung der ersten Elektrode zu erhöhen. Eine derartige Realisierung des Speicherkondensators setzt eine gewisse Mindestfläche über dem Auswahltransistor voraus, innerhalb der der Kondensator realisiert werden kann. Mit zunehmender Integrationsdichte ist es schwierig, diese zur Realisierung des Kondensators notwendige Mindestfläche zur Verfügung zu stellen. Ferner ist die beschriebene Kondensatorstruktur sehr aufwendig im Herstellungsverfahren.

Die DE 39 10 033 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Speicheranordnung, bei dem die mit dem Auswahltransistor verbundenen Elektroden der Speicherkondensatoren aus einer ganzflächig abgeschiedenen Polysiliziumschicht und anschließender Strukturierung mittels Photomaske und reaktivem Ionenätzverfahren hergestellt werden. Auch aus der EP 508 760 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Speicheranordnung bekannt, bei dem die mit den Auswahltransistoren verbundenen Elektroden der Speicherkondensatoren ebenfalls aus einer ganzflächig abgeschiedenen Schicht mittels Standard-Lithographie-Verfahren hergestellt werden.

Bei dem Verfahren der US 5,523,965 wird eine Siliziumoxidschicht bereits vor der Strukturierung der dortigen Polysiliziumschichten entfernt, so daß diese freistehen und damit mechanisch insbesondere dann instabil sind, wenn die Polysiliziumschichten besonders dünn ausgebildet werden müssen. Da die aus den Polysiliziumschichten gebildeten ersten Elektroden im Querschnitt U-förmig ausgebildet sind, müssen die Polysiliziumschichten besonders dünn sein, damit zwischen ihnen noch Platz für das Kondensatordielektrikum und die zweite Elektrode verbleibt. Die Elektroden sind aufgrund ihrer geringen Dicke besonders empfindlich.

Aus der US 5,241,201 läßt sich ein Verfahren zur Herstellung einer Speicheranordnung mit ineinander verschachtelten Elektroden der Speicherkondensatoren entnehmen. Dazu wird eine Oxidschicht in Form eines Hochtemperaturoxids auf eine Hauptfläche einer Polysiliziumschicht aufgebracht und unter Bildung von Gräben strukturiert. Die Seitenwände der Gräben sind seitlich beabstandet zu den Kontakten angeordnet.

Bei dem Verfahren der JP 05-343 615 werden die aus einer Schicht leitfähigen Materials hervorgehenden Elektroden des Speicherkondensators gleichzeitig nach Bildung des Kondensatordielektrikums gebildet. Dabei wird ein anisotropes Ätzverfahren verwendet, welches das leitfähige Material von horizontalen Flächen entfernt. Da das zuvor gebildete Kondensatordielektrikum eine in sich geschlossene Fläche bildet, entstehen die Elektroden bereits vollständig bei der Ätzung, ohne das es einer weiteren Strukturierung bedarf.

Die Erfindung hat das Ziel, ein Herstellungsverfahren für die eingangs genannte Speicheranordnung so weiterzubilden, daß trotz zunehmender Integrationsdichte eine ausreichend große Kondensatorfläche bzw. eine ausreichend große Kapazität in einfacher Weise zur Verfügung gestellt werden kann.

Dieses Ziel wird für die eingangs genannte Speicheranordnung durch folgendes Verfahren erreicht:

"Verfahren zur Herstellung einer Speicheranordnung aus einen Auswahltransistor und einen Speicherkondensator aufweisende Speicherzellen, die folgende Merkmale aufweist

– die Speicherkondensatoren der einzelnen Speicherzellen sind auf einer ersten Hauptfläche eines Isolationsmaterials der Speicheranordnung über Auswahltransistoren angeordnet;
– eine erste Elektrode jedes Speicherkondensators ist streifenförmig ausgebildet und mit jeweils einem in der ersten Hauptfläche liegenden Kontakt verbunden;
– die ersten Elektroden sind durch ein Dielektrikum von zweiten Elektroden getrennt;
– die Seitenflächen der ersten Elektroden jedes Speicherkondensators sind mindestens annähernd orthogonal zu der ersten Hauptfläche angeordnet.

wobei folgende Verfahrensschritte vorgesehen sind:

a) Abscheidung einer Nitridschicht auf die erste Hauptfläche des Isolationsmaterials der Speicheranordnung, in der sich die Kontakte zu den darunter liegenden Auswahltransistoren befinden,
b) Strukturierung der Nitridschicht in Nitridstreifen derart, daß über jedem Kontakt eine Seitenfläche eines Nitridstreifens angeordnet ist,
c) Abscheidung von Elektrodenmaterial,
d) Ätzen des Elektrodenmaterials auf der parallel zur ersten Hauptfläche liegenden Oberfläche der Nitridstreifen sowie auf der ersten Hauptfläche in Bereichen, die zwischen den Nitridstreifen liegen, wobei das Elektrodenmaterial an den Seitenflächen der Nitridstreifen erhalten bleibt,
e) Unterteilung der an den Seitenflächen der Nitridstreifen entstehenden Elektrodenstreifen in Segmente der Länge der ersten Elektrode, wobei die Nitridstreifen stehen bleiben,
f) Ätzen der Nitridstreifen,
g) Abscheidung des Dielektrikums,
h) Abscheidung der zweiten Elektrode."

Bei dem Herstellungsverfahren für die beschriebene Speicheranordnung ist es in einfacher Art und Weise möglich, die Oberfläche der ersten Elektrode und damit die Kondensatorfläche, unabhängig von der von der Integrationsdichte abhängigen Zellenfläche zu wählen. Die Oberfläche der ersten Elektrode kann bei der beschriebenen Speicheranordnung bei vorgegebener Länge der ersten Elektrode in der ersten Hauptfläche beispielsweise durch Verlängerung oder Verkürzung der ersten Elektrode in einer Richtung senkrecht zur ersten Hauptfläche variiert werden. Ferner ist es möglich, die Länge der ersten Elektrode in der ersten Hauptfläche bei geschickter Anordnung der Kontakte oder durch die Form der ersten Elektrode zu variieren und somit die Oberfläche der ersten Elektrode zu variieren.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Zellenflächen sind in der folgenden Beschreibung als rechteckig angenommen. Es wird darauf hingewiesen, daß die Unterteilung der ersten Hauptfläche in Zellenflächen keine funktionale Bedeutung hat. Unter der Zellenfläche befindet sich im wesentlichen ein Auswahltransistor, der über den Kontakt in der Zellenfläche kontaktiert werden kann. Aufgrund der Tatsache, daß jede Zellenfläche einen Kontakt enthält, der mit einer ersten Elektrode verbunden ist, kann jeder Zellenfläche die erste Elektrode zugeordnet werden, die mit dem Kontakt der Zellenfläche verbunden ist.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäß hergestellten Speicheranordnung sieht vor, daß sich die erste Elektrode des Speicherkondensators über die jeweils zugehörige Zellenfläche hinaus erstreckt, wobei die Zellenflächen aus einer Zuordnung von Teilflächen der ersten Hauptfläche zu den darunter liegenden Transistoren resultieren. Es muß gewährleistet sein, daß die ersten Elektroden nur den Kontakt einer Zellenfläche berühren, und daß der Abstand zwischen den ersten Elektroden ausreichend groß ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Dicke der ersten Elektroden wesentlich dünner als die minimale Breite des Kontakts zu wählen. Bei dieser Ausgestaltung können Justierungsprobleme weitgehend vermieden werden, die insbesondere dann auftreten, wenn die Dicke der ersten Elektrode ähnlich dimensioniert ist wie die Abmessungen des Kontakts.

Die Kapazität eines Kondensators ist bekanntlich direkt proportional zu dem Produkt aus Dielektrizitätskonstante des verwendeten Dielektrikums und der Kondensatorfläche, wobei letztere bei Plattenkondensatoren durch das Produkt aus Länge und Höhe einer Kondensatorplatte gegeben ist. Aus diesem Zusammenhang wird direkt offensichtlich, daß bei vorgegebener Länge der Kondensatorplatte deren Höhe mit steigender Dielektrizitätskonstante verringert werden kann ohne die Kapazität des Kondensators zu beeinflussen, wenn weiterhin angenommen wird daß die Dicke eines auf der Platte befindlichen Dielektrikums unverändert bleibt.

Die Höhe der streifenförmig ausgebildeten ersten Elektrode bestimmt im vorliegenden Fall die Gesamthöhe der Speicheranordnung maßgeblich, berücksichtigt man weiterhin daß sich mit zunehmender Höhe der ersten Elektrode Unebenheiten und Ungenauigkeiten während des Herstellungsprozesses verstärkt auswirken, so bietet es Vorteile bei der Herstellung der Speicherkondensatoren Dielektrika mit einer großen Dielektrizitätskonstante zu verwenden und dadurch die Möglichkeit zu eröffnen die ersten Elektroden mit geringerer Höhe auszuführen. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht deshalb vor zur Herstellung der Speicherkondensatoren Dielektrika mit einer Dielektrizitätskonstante größer als 10, vorzugsweise größer als 100 zu wählen.

Dielektrika mit derart hohen Dielektrizitätskonstanten sind beispielsweise oxidische Dielektrika wie BST (Ba, Sr)TiO₃, PZT (Pb, Zr) TiO₃, ST SrTiO₃, SBTN SrBi₂ (Ta_1-xNb_x)₂O₉. Die Formeln (Ba, Sr)TiO₃ und (Pb, Zr)TiO₃ stehen für Ba_xSr_1-xTiO₃ bzw. Pb_xZr_1-xTiO₃.

Durch die hohe Kondensatorfläche pro Speicherzelle ist auch die Verwendung bisher verwendeter Standarddielektrika wie ONO (= SiO₂/Si₃N₄/SiO₂) gut möglich.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die streifenförmigen ersten Elektroden als ebene Platten auszubilden, was die Herstellung der ersten Elektroden während des Herstellungsprozesses vereinfacht.

Sind die Zellenflächen spaltenweise angeordnet, wie in einer Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, wobei die Zellenflächen einer Spalte bündig untereinander angeordnet sind, können benachbarte Spalten so gegeneinander verschoben werden, daß die Zellenflächen benachbarter Spalten nicht fluchtend in bezug auf eine Senkrechte zur Verschiebungsrichtung der Spalten angeordnet sind. Bei Anordnung der ersten Elektroden orthogonal zur Verschiebungsrichtung der Spalten ist bei der beschriebenen Anordnung der Zellenflächen ein Überlappen der ersten Elektroden über benachbarte Zellenflächen möglich, ohne daß sich die jeweiligen ersten Elektroden berühren. Mehrere benachbarte, gegeneinander verschobene Spalten können zu einer Gruppe zusammengefaßt werden, wobei die Spalten einer Gruppe so gegeneinander verschoben sind, daß die innerhalb verschiedener Spalten einer Gruppe liegenden Zellenflächen nicht fluchtend, in bezug auf die Senkrechte zur Verschiebungsrichtung der Spalten, angeordnet sind. Werden die ersten Elektroden beispielsweise orthogonal zur Ver schiebungsrichtung der Spalten angeordnet, so ist es möglich, daß sich die erste Elektrode eines Speicherkondensators über die jeweilige Zellenfläche hinaus auf die Zellenfläche je weils eines Auswahltransistors einer jeden Spalte einer Gruppe erstreckt. Die bei einer solchen Speicheranordnung annähernd parallel zueinander verlaufenden ersten Elektroden besitzen annähernd gleichen Abstand, wenn die Spalten einer Gruppe, die beispielsweise aus n Spalten besteht, vorzugsweise um jeweils den n-ten Teil der Breite der Zellenfläche gegeneinander verschoben sind, wie in einer weiteren Ausführungsform der Speicheranordnung nach der Erfindung vorgesehen ist.

Da die plattenförmigen ersten Elektroden nicht beliebig dünn gestaltet werden können, ist die Anzahl der ersten Elektroden, die sich auf einer Zellenfläche befinden können, begrenzt. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß sich auf einer Zellenfläche die jeweils zugehörige erste Elektrode sowie die erste Elektrode genau einer benachbarten Zellenfläche befinden, diese Anwendung stellt einen Spezialfall der oben beschriebenen Anwendung für n = 2 dar.

Die Ausbildung der ersten Elektroden ist nicht auf ebene Platten begrenzt. Eine weitere Ausführungsform sieht deshalb vor gekrümmte oder gebogene Platten deren Seitenflächen orthogonal zur ersten Hauptfläche ausgebildet werden, als erste Elektroden zu verwenden. Die ersten Elektroden können hierbei, im Gegensatz zu der Ausbildung als ebene Platten, weitgehend unabhängig von der Lage der Kontakte benachbarter Zellenflächen gestaltet werden. Es muß jedoch auch hierbei gewährleistet sein, daß sich die ersten Elektroden benachbarter Zellenflächen nicht gegenseitig leitend berühren und daß die ersten Elektroden nur jeweils einen Kontakt leitend berühren.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäß hergestellten Speicheranordnung sieht vor, daß die ersten Elektroden der Speicherkondensatoren aus mehreren, mindestens annähernd äquidistanten Platten bestehen, um die Kondensatorfläche und damit die Kapazität des entstehenden Speicherkondensators weiter zu erhöhen. Jede der Platten muß hierbei durch den Kontakt mit dem zugehörigen Auswahltransistor verbunden werden. Eine derartige Plattenanordnung kann beispielsweise durch selektives Ätzen mehrerer nebeneinander liegender Halbleiterschichten erfolgen, die abwechselnd unterschiedlich stark dotiert sind. Als Halbleitermaterial kann beispielsweise Silizium oder auch Galliumarsenid verwendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß hergestellten Speicheranordnung in Draufsicht,

2 einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß hergestellten Speicheranordnung in Draufsicht,

3 eine Darstellung einer Speicheranordnung im Querschnitt bzw. in Draufsicht während verschiedener Verfahrensschritte der Herstellung,

4 eine Darstellung der Speicheranordnung während einiger Verfahrensschritte eines modifizierten Herstellungsverfahrens, und

5 eine Darstellung der Speicheranordnung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel während einiger Verfahrensschritte der Herstellung.

In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß hergestellten Speicheranordnung 1 dargestellt. Wie dargestellt, ist eine erste Hauptfläche 2 in eine Vielzahl nebeneinander liegender Zellenflächen 5 unterteilt. Jede Zellenfläche 5 weist einen Kontakt 4 auf, der die Verbindung zwischen einer ersten Elektrode 14 und einem unter der ersten Hauptfläche 2 angeordneten Transistor ermöglicht. Die ersten Elektroden 14 sind als dünne Streifen ausgebildet, deren Seitenflächen 17 orthogonal zu der ersten Hauptfläche 2 angeordnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die ersten Elektroden 14 über die Zellenflächen 5, die den Kontakt erhalten mit dem sie verbunden sind, als auch über eine benachbarte Zellenfläche 5, wobei die ersten Elektroden 14 als gekrümmte Platten ausgebildet sind, um eine Berührung mit dem Kontakt 4 der benachbarten Zellenfläche 5 zu verhindern.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß hergestellten Speicheranordnung 1 in Draufsicht dargestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontakte 4 derart in der ersten Hauptfläche 2 angeordnet, daß sich für die Zellenflächen 5 eine Anordnung in Spalten 3 fluchtend untereinander ergibt. Jeweils zwei unmittelbar nebeneinander liegende Spalten 3 bilden in dem dargestellten Beispiel eine Gruppe 7. Die Zellenflächen 5 zweier nebeneinanderliegender Spalten 3 sind in dem dargestellten Beispiel jeweils um die Hälfte der Breite der Zellenflächen 5 gegeneinander verschoben. Die erste Elektrode 14 der Speicherkondensatoren, die durch einen Kontakt 4 mit einem jeweiligen unter der ersten Hauptfläche 2 liegenden Auswahltransistor verbunden ist, ist auf der jeweiligen Zellenfläche 5 sowie auf einer benachbarten Zellenfläche angeordnet. Außerhalb des Kontakts 4 werden die ersten Elektroden 14 durch ein Isolationsmaterial 6 in der ersten Hauptfläche 2 von den darunter liegenden Auswahl transistoren getrennt. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Kontakte 4 in der Nähe einer gemeinsamen Kante 9 zweier Spalten 3, die zu einer Gruppe 7 gehören. Die ersten Elektroden 14 können dadurch nahe der Mitte der in der ersten Hauptfläche liegenden Kante der ersten Elektrode 14 mit dem Kontakt 4 verbunden werden.
In 3 ist eine Ausführungsform einer Speicheranordnung während verschiedener Verfahrensschritte des Herstellverfahrens dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt wird auf die erste Hauptfläche 2 der Speicheranordnung 1 eine Nitridschicht 8' aufgebracht. In 3a ist ein Teil der Speicheranordnung nach diesem Verfahrensschritt im Querschnitt dargestellt, wobei der Querschnitt entlang einer in 3e dargestellten Kante AA' erfolgt. In einem nächsten Verfahrensschritt wird, wie in 3b dargestellt, die Nitridschicht 8' so strukturiert daß Nitridstreifen 8 entstehen, wobei über jedem Kontakt 4 eine Seitenfläche 12 der entstandenen Nitridstreifen 8 liegen muß. Auf die so strukturierte Anordnung wird in einem nächsten Verfahrensschritt eine Schicht 14'' aus Elektrodenmaterial aufgebracht, wie in 3c dargestellt. Die Schicht aus Elektrodenmaterial kann beispielsweise aus Metall wie Platin, Wolfram oder Poly-Silizium, aus einem Oxid wie Rutheniumoxid oder Iridiumoxid oder aus einem leitenden Nitrid bestehen. Nach Entfernung des Elektrodenmaterials 14'' von einer Oberfläche 10 der Nitridstreifen 8, die annähernd parallel zur ersten Hauptfläche 2 liegt, sowie von der ersten Hauptfläche 2 zwischen den Nitridstreifen 8, wobei das Elektrodenmaterial 14'' an den Seitenflächen 12 der Nitridstreifen 8 bestehen bleibt, ergibt sich die in 3d dargestellte Struktur. Die an Seitenflächen 12 der Nitridstreifen 8 entstehenden Streifen 14' aus Elektrodenmaterial werden in einem nächsten Verfahrensschritt in Segmente unterteilt. Diese Segmente bilden eine erste Elektrode 14 von Speicherkondensatoren. 3e zeigt eine Draufsicht auf eine Speicheranordnung nach Durchführung des eben beschriebenen Verfahrensschrittes. In einem nächsten Verfahrensschritt werden die Nitridstreifen 8 von der ersten Oberfläche 2 der Speicheranordnung 1 entfernt. Die ersten Elektroden 14 stehen damit frei auf der ersten Hauptfläche 2, wie in 3f dargestellt. Ein nächster Verfahrensschritt sieht die Abscheidung eines Dielektrikums 16 auf die ersten Elektroden 14 und auf die erste Hauptfläche 2, in den Bereichen, die nicht von den ersten Elektroden 14 bedeckt sind, vor. Ein Teil der nach diesem Verfahrensschritt entstandenen Speicheranordnung ist in 3g im Querschnitt dargestellt. Eine zur Bildung der Speicherkondensatoren notwendige, nachfolgende Abscheidung einer Gegenelektrode und ein Kontaktieren der entstandenen Speicheranordnung ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht mehr dargestellt.
Wie aus 3d und 3g ersichtlich, muß die Dicke zweier benachbarter plattenförmiger erster Elektroden 14 und die Dicke des zwischen den beiden ersten Elektroden 14 aufgebrachten Dielektrikums 16 zusammen geringer sein als der Abstand zwischen zwei Nitridstreifen 8, wenn verhindert werden soll, daß sich die an den Seitenflächen 17 der ersten Elektroden 14 aufgebrachten Schichten aus Dielektrikum 16 berühren. Aus Technologiegründen beispielsweise bedingt durch Grenzen der lithographischen Auflösung während des Herstellprozesses kann die Nitridschicht 8' nicht in beliebig dünne Nitridstreifen 8 strukturiert werden, so daß der Abstand zweier ersten Elektroden 14 neben dem Abstand zweier Kontakte 4 auch durch die Breite der Nitridstreifen 8 bestimmt wird.
Ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Speicheranordnung nach der Erfindung sieht deshalb vor, die Nitridstreifen 8 durch Abscheidung eines Nitrids auf Streifen 11 aus Halbleitermaterial, die sich in der ersten Hauptfläche befinden, herzustellen. Anstelle des Halbleitermaterials kann für die Streifen 11 ein beliebiges Material verwendet werden, das selektiv ätzbar gegen Nitrid und das Isolationsmaterial 6 in der ersten Hauptfläche 2 ist. Oben beschriebene Verfahrensschritte zur Herstellung der Nitridstreifen 8 sind des halb durch folgende, anhand von 4 näher erläutere Verfahrensschritte zu ersetzen.
Nach Aufbringen einer Schicht aus Halbleitermaterial auf die erste Hauptfläche 2 der Speicheranordnung 1 muß die Halbleiterschicht geeignet in Streifen 11 strukturiert werden, wie in 4a dargestellt. Auf die so strukturierte Oberfläche der Speicheranordnung 1 wird nun eine Nitridschicht aufgebracht, die in einem nächsten Verfahrensschritt von der parallel zur ersten Hauptfläche 2 liegenden Oberfläche 15 der Streifen 11, sowie von der ersten Hauptfläche 2 zwischen den Streifen 11 entfernt wird, wobei die Nitridschicht an den Seitenflächen 13 der Streifen 11 erhalten bleibt, so daß sich Nitridstreifen 8 ergeben, wie in 4b dargestellt. Da über jedem Kontakt 4 eines Auswahltransistors eine Seitenfläche 12 der Nitridstreifen 8 angeordnet sein muß, um die durch spätere Verfahrensschritte an den Seitenflächen 12 der Nitridstreifen 8 entstehenden ersten Elektroden mit dem zugehörigen Auswahltransistor verbinden zu können, wird deutlich, daß die oben erwähnte Strukturierung der Streifen 11 abhängig von der Breite der Nitridstreifen 8 zu erfolgen hat. Nach Entfernung der Streifen 11, die beispielsweise durch isotropes Ätzen erfolgen kann, ergibt sich die in 4c dargestellte Anordnung. Die Nitridstreifen 8 stehen nun frei auf der ersten Hauptfläche 2 und es kann mit der Abscheidung des Elektrodenmaterials begonnen werden. Die anderen Verfahrensschritte verlaufen analog wie beschrieben.
Bei der beschriebenen Herstellung der ersten Elektroden 14 in einem Abscheidungsprozeß gelingt es, die ersten Elektroden als dünne Platten auszubilden, deren Dicke wesentlich geringer ist als die Breite der Kontakte 4. Die Abmessungen der Kontakte 4 sind beispielsweise an die realisierbare lithographische Auflösung des Herstellungsprozesses gebunden, während die Strukturierung der ersten Elektrode in einem Abscheidungsprozeß unterhalb der lithographischen Auflösungsgrenze erfolgen kann.
Eine vergrößerung der Kapazität des Speicherkondensators einer Speicherzelle kann durch Aufbau der ersten Elektrode 14 aus mehreren äquidistanten Platten 18 erreicht werden.
Einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung einer Speicheranordnung mit einer ersten Elektrode 14, die aus mehreren äquidistanten Platten 18 besteht, werden beispielhaft in 5 beschrieben. Auf die erste Hauptfläche 2 der Speicheranordnung, auf die bereits Nitridstreifen 8 aufgebracht sind, werden nacheinander abwechselnd Schichten 18'', 20'' aus zwei unterschiedlichen selektiv ätzbaren Materialien, beispielsweise Schichten aus schwach und stark dotiertem Halbleitermaterial, abgeschieden, die gemeinsam der bereits beschriebenen Schicht aus Elektrodenmaterial 14'' entsprechen und deshalb gemeinsam als Schicht aus Elektrodenmaterial 14'' bezeichnet werden, wie in 5a dargestellt. In einem nächsten Verfahrensschritt werden die Schichten 18'', 20'' von der zur ersten Hauptfläche 2 mindestens annähernd parallelen Oberfläche 10 der Nitridstreifen, sowie von der ersten Hauptfläche 2 zwischen den Nitridstreifen 8 entfernt, wobei die Schichten 18'' , 20'' an den Seitenflächen 12 der Nitridstreifen 8 erhalten bleiben, wie in 5b dargestellt. In einem nächsten Verfahrensschritt, der in 5 nicht dargestellt ist, werden die an den Seiten der Nitridstreifen 8 entstandenen Streifen 18', 20', die gemeinsam die Elektrodenstreifen 14' bilden, in Segmente unterteilt, wobei die Länge der Segmente der Länge der späteren ersten Elektroden 14 entspricht. Wie ebenfalls aus 5b ersichtlich ist steht nur der aus der als erstes abgeschiedenen Schicht 18'' resultierende Streifen 18' in direktem Kontakt zu der ersten Hauptfläche 2. Dieser Streifen 18' ist mindestens annähernd rechtwinklig ausgebildet, die anderen Streifen 18', 20' sind über den parallel zur ersten Hauptfläche 2 verlaufenden Teil dieses Streifens 18' angeordnet.
Wie in 5c dargestellt, wird in einem nächsten Verfahrensschritt vorzugsweise eine Nitridschicht 22 auf der so entstandenen Struktur abgeschieden. In einem nächsten Verfahrensschritt wird die Nitridschicht 22 von der Oberfläche 10 der Nitridstreifen 8 und von einer oberen Kante 15 der durch die Segmentierung der Streifen 18', 20' entstandenen Platten 18, 20, beispielsweise durch ein CMP-Verfahren (CMP = Chemical Mechanical Polishing) oder durch ein RIE-Verfahren (RIE = Reactive Ion Etching), entfernt. Die Nitridschicht 22 schützt die nahe der ersten Hauptfläche 2 freiliegenden Teile der Platten 20 während des nachfolgenden Ätzvorgangs, bei dem die Teile der Platten 20 aus beispielsweise schwach dotiertem Halbleitermaterial durch selektives Ätzen entfernt werden, die zwischen den mindestens annähernd senkrecht zur ersten Hauptfläche 2 verlaufenden Teilen der Platten 18 liegen. 5e zeigt die Anordnung nach dem beschriebenen Ätzvorgang im Querschnitt. Der nach dem Ätzvorgang verbleibende Teil 24 der Platte 20 aus schwach dotiertem Halbleitermaterial bildet eine leitende Verbindung zwischen den Platten 18 und sorgt somit für eine Verbindung der Platten 18, die nicht in direktem Kontakt zu dem Kontakt 4 stehen, zu dem Kontakt 4. Nach Entfernung der Nitridstreifen 8 ergibt sich die in 5f dargestellte Anordnung, wobei die erste Elektrode 14 aus zwei oder mehr äquidistanten Platten 18 aus beispielsweise stark dotiertem Halbleitermaterial bestehen, die jeweils mit dem Kontakt 4 verbunden sind.
Anstelle einer Kombination aus schwach dotiertem Halbleitermaterial und stark dotiertem Halbleitermaterial zur Herstellung der äquidistanten Platten, die die erste Elektrode 14 bilden, können auch Kombinationen aus zwei anderen Materialien die in dem oben beschriebenen Verfahren übereinander abgeschieden werden können, verwendet werden, wobei die Möglichkeit zur selektiven Entfernung eines der Materialien gegeben sein und beide Materialien elektrisch leitfähig sein müssen.
Möglich sind beispielsweise Kombinationen aus einem Oxid und einem Metall oder aus einem Nitrid und einem Metall.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Speicheranordnung aus einen Auswahltransistor und einen Speicherkondensator aufweisende Speicherzellen, die folgende Merkmale aufweist: – die Speicherkondensatoren der einzelnen Speicherzellen sind auf einer ersten Hauptfläche (2) eines Isolationsmaterials (6) der Speicheranordnung (1) über Auswahltransistoren angeordnet; – eine erste Elektrode (14) jedes Speicherkondensators ist streifenförmig ausgebildet und mit jeweils einem in der ersten Hauptfläche (2) liegenden Kontakt (4) verbunden; – die ersten Elektroden (14) sind durch ein Dielektrikum (16) von zweiten Elektroden getrennt; – die Seitenflächen (17) der ersten Elektroden (14) jedes Speicherkondensators sind mindestens annähernd orthogonal zu der ersten Hauptfläche (2) angeordnet. wobei folgende Verfahrensschritte vorgesehen sind: a) Abscheidung einer Nitridschicht (8') auf die erste Hauptfläche (2) des Isolationsmaterials (6) der Speicheranordnung (1), in der sich die Kontakte (4) zu den darunter liegenden Auswahltransistoren befinden, b) Strukturierung der Nitridschicht (8') in Nitridstreifen (8) derart, daß über jedem Kontakt (4) eine Seitenfläche (12) eines Nitridstreifens (8) angeordnet ist, c) Abscheidung von Elektrodenmaterial (14''), d) Ätzen des Elektrodenmaterials (14'') auf der parallel zur ersten Hauptfläche (2) liegenden Oberfläche (10) der Nitridstreifen (8) sowie auf der ersten Hauptfläche (2) in Bereichen, die zwischen den Nitridstreifen (8) liegen, wobei das Elektrodenmaterial (14'') an den Seitenflächen (12) der Nitridstreifen (8) erhalten bleibt, e) Unterteilung der an den Seitenflächen (12) der Nitridstreifen (8) entstehenden Elektrodenstreifen (14') in Segmente der Länge der ersten Elektrode (14), wobei die Nitridstreifen (8) stehen bleiben, f) Ätzen der Nitridstreifen (8), g) Abscheidung des Dielektrikums (16), h) Abscheidung der zweiten Elektrode.
Verfahren zur Herstellung einer Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte a) und b) durch folgende Verfahrensschritte ersetzt werden: – Abscheiden eines Halbleitermaterials auf die erste Hauptfläche (2), wobei die Dicke des Halbleitermaterials der späteren Höhe der ersten Elektrode (14) des Speicherkondensators entspricht, – Strukturierung des Halbleitermaterials in parallele Streifen derart, daß nach Abscheiden einer Nitridschicht über die Streifen (11) aus Halbleitermaterial jeder Kontakt (4) unter genau einer Kante der an den Seitenflächen der Streifen (11) aus Halbleitermaterial entstehenden Nitridstreifen (8) angeordnet ist, – Ätzen der Nitridschicht auf der parallel zur ersten Hauptfläche (2) liegenden Oberfläche der Streifen (11) aus Halbleitermaterial sowie auf der ersten Hauptfläche (2) in den Bereichen, die zwischen den Streifen (11) aus Halbleitermaterial liegen, wobei das Nitrid an den Seitenflächen der Streifen (11) aus Halbleitermaterial erhalten bleibt, – Ätzen der Streifen (11) aus Halbleitermaterial.
Verfahren zur Herstellung einer Speicheranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verfahrensschritt c) wie folgt ersetzt wird: – Abscheidung mehrerer Schichten (18''; 20'') zweier unterschiedlicher, selektiv ätzbarer Materialien und zwischen die Verfahrensschritte e) und f) folgende Verfahrensschritte eingefügt werden: – Abscheidung von Nitrid (22), um die untere Kante der ersten Elektrode (14) zu schützen, – Entfernen des Nitrids von der parallel zur ersten Hauptfläche (2) angeordneten Oberfläche der ersten Elektrode (14), – selektives Ätzen eines der abgeschiedenen Materialien (20'').
Verfahren zur Herstellung einer Speicheranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (18'', 20'') aus schwach dotiertem und stark dotiertem Halbleitermaterial bestehen und die nach dem selektiven Ätzen verbleibende Schicht aus stark dotiertem Halbleitermaterial besteht.