DE19648733A1 - Verfahren zur Herstellung von Wortzeilen in dynamischen Schreib-Lesespeichern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Wortzeilen in dynamischen Schreib-LesespeichernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
integrierten Halbleiter-Bausteinen (ICs) und insbesondere
die Herstellung von Wortzeilen in einer Schaltungen für
einen dynamischen Schreib-Lesespeicher mit wahlweisem
Zugriff (DRAM).
In dynamischen Schreib-Lesespeichern mit wahlweisem Zugriff
(DRAMs) stellt man die Kapazität gewöhnlich über Wortzeilen
bereit, um eine möglichst große Kapazität-Oberfläche zu er
halten. Da aber sowohl die Wortzeilen als auch die Spei
cherzellen in leitfähigen Schichten sind, braucht man zwi
schen ihnen eine Isolierschicht. Hierfür werden weithin
Siliciumoxid und Siliciumnitrid verwendet. Eine Silicium
nitridschicht kann aber für das zugeordnete Transistor-Gate
Stress bedeuten, und sie bereitet auch Probleme bei der
Strukturierung der Gates. Deshalb wird für hierfür zumeist
Siliciumoxid verwendet. Die Siliciumoxidschicht (die Deck
oxidschicht bzw. das Cap-Oxids) wird zumeist mit einem Ab
scheideverfahren ausgebildet. Bevorzugt ist wegen der gro
ßen Effizienz die chemische Niederdruck-Dampfabscheidung
(LPCVD) bei 700°C.
Es wird nun beschrieben, wie man bislang die Wortzeilen in
den DRAMs hergestellt hat. Fig. 1A zeigt ein Substrat 10
mit einer Gate-Oxidschicht 14 und einer Wortzeile 16 aus
einem Polysiliciummaterial. Darauf wird dann eine feuer
feste Wolframsilicidschicht (WSi2) 18 aufgebracht. Dies
vermindert den Schaltungswiderstand. Die Silicide 18 lassen
sich auf verschiedene Weise aufbringen, wobei aber stets
eine Abscheidung und eine thermische Behandlung erfolgt. Es
gibt im wesentlichen folgende drei Varianten: 1) das Ab
scheiden von reinem Wolfram auf der Polysiliciumschicht 16;
2) das gemeinsame Verdampfen (Coevaporieren) von Silicium
und Wolfram aus zwei Quellen; und 3) das Abscheiden von
Wolframsilicid durch Sputtern, entweder von einem Compo
site-Target oder durch Co-Sputtern oder durch Layern.
Auf der Oberfläche der Wolframsilicidschicht 18 wird dann
eine Isolierschicht 20 ausgebildet, Fig. 1B, um die Wol
framsilicidschicht 18 gegen nachfolgenden Schichten zu
isolieren. Dazu wird aus Dampf abschiedenes Siliciumoxid
und Siliciumnitrid verwendet. Es hat sich aber gezeigt, daß
eine durch LPCVD bei 700°C aufgebrachte Schicht aus Sili
ciumoxid 20 in der Regel bessere Materialeigenschaften lie
fert. Dies wird daher bevorzugt. Die aufgebrachte Oxid
schicht 20 muß stabil sein und geeignete elektrische und
physikalische Eigenschaften besitzen. In der Praxis wird
aber die Oberfläche der Wolframsilicidschicht 18 wegen der
Gegenwart von Sauerstoff und der Temperaturen von ungefähr
700°C zu Wolframoxid oxidiert.
Obgleich Wolframoxid zunächst flüchtig ist, verbleibt wegen
vor dem Aufbringen der Deckoxidschicht 20 und des effizien
ten Abscheideverfahrens unvermeidlich ein Rest an Wolfram
oxid auf der Oberfläche der Wolframsilicidschicht 18, so
daß unter der Siliciumoxidschicht 20 eine eigentlich zu
vermeidende Wolframoxidschicht 22 (WO3) resultiert. Mit
anderen Worten, zwischen der Wolframsilicidschicht 18 und
der Siliciumoxidschicht 20 wird eine Wolframoxidschicht 22
erhalten. Die Wolframoxidschicht 22 ist zudem nicht glatt,
sondern sie hat konkave und konvexe Bereiche. Dadurch wird
auch die Oberfläche der Siliciumoxidschicht 20 rauh.
Weiterhin kann man beobachten, daß die Polysiliciumschicht
16 dicker wird; die Wolframsilicidschicht 18 wird anderer
seits dünner. Dies alles erschwert das Strukturieren der
Wortzeile 16.
Es ist Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
einer Wortzeile zur Verfügung zu stellen, das die oben
genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 ge
löst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in
den Unteransprüchen, in den Beispielen und in den Zeichnun
gen dargestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Herstellung
einer Wortzeile. Es umfaßt unter anderem die Schritte: Aus
bilden einer Anzahl Gate-Reihen auf einem Substrat; Aus
bilden einer ersten Metallsilicidschicht auf den jeweiligen
Gate-Reihen; und das Ausbilden einer weiteren silicium
reichen Metallsilicidschicht oder - alternativ - das Aus
bilden einer Siliciumschicht auf der zuvor ausgebildeten
Metallsilicidschicht.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind
dem nachstehenden Beispiel, der darin beschriebenen Aus
führungsform und den anliegenden Zeichnungen zu entnehmen.
Es zeigt:
Fig. 1A und 1B Querschnitte zum herkömmlichen Verfahren
zur Herstellung einer Wortzeile, und
Fig. 2A und 2B Querschnitte zum erfindungsgemäßen Ver
fahren zur Herstellung einer Wortzeile.
Die Erfindung wird nun an einem Beispiel beschrieben.
Fig. 2A zeigt ein Substrat 20 mit einer Gateoxid-Schicht
24 und einer Polysilicium-Wortzeile 26. Auf der Wortzeile
26 wird dann eine feuerfeste Metallsilicidschicht 28 aufge
bracht, vorzugsweise aus Wolframsilicid. Da diese Fabrika
tionsschritte dem Fachmann bekannt sind, werden sie hier
nicht näher beschrieben. Dann wird auf der Oberfläche der
Metallsilicidschicht 28 eine Schicht 30 aus siliciumreichem
Metallsilicid oder reinem Silicium ausgebildet. Die Schicht
30 hat also eine höhere Konzentration an Silicium als die
Schicht 28. Die siliciumreiche Metallsilicidschicht 30 ist
vorzugsweise aus Wolframsilicid. Die Schicht wird chemisch
aus Dampf abgeschieden und zwar mit den Reagentien Sili
ciumchlorid (SiCl2H2) und Wolframfluorid (WF6). Das Wol
framfluorid ist ein korrosives Gas. Es hat eine vergleichs
weise hohe Dichte und bei Raumtemperatur einen moderat
hohen Dampfdruck. Für die Abscheidung des Wolframsilicids
kann gut ein kommerzielles Kaltwandsystem verwendet werden.
Das Siliciumchlorid und Wolframfluorid werden beispiels
weise im Verhältnis 1 : 1 eingesetzt.
Dann wird oben auf der Oberfläche des siliciumreichen
Wolframsilicids beziehungsweise der reinen Silicumschicht
30 eine Deckoxidschicht 32 ausgebildet, siehe Fig. 2B.
Wenn man dies so macht, vermeidet man, daß sich Wolframoxid
bildet, so daß die Strukturierung der Wortzeile dann weni
ger Probleme bereitet. Ferner wird die Oberfläche der
Oxidschicht 32 glatter. Zudem beeinflußt dann die Bearbei
tung der Wortzeile entsprechend dem genannten Verfahren
nicht die Dicke der Gates, der Polysiliciumschicht 20 bzw.
der Metallsilicidschicht 28.
Für die integrierte Herstellung der Wortzeile werden zu
nächst auf einem Substrat 20 die Schichten 24, 26 für die
Gates-Reihen ausgebildet. Dann kommt auf die Gates eine
Metallsilicidschicht 28 und hierauf wiederum eine silicium
reiche Schicht 30. Die siliciumreiche Schicht 30 besteht
entweder aus einem weiteren Metallsilicid mit einem höheren
Anteil an Silicium oder aus reinem Silicium. Zuoberst liegt
eine Deckoxidschicht 32 auf.
Wenngleich die Erfindung hier an einem einzigen Beispiel
beschrieben wurde, so ist sie nicht auf das Beispiel be
schränkt, sondern sie ergibt sich aus der Lehre der An
sprüche und der darin genannten Abwandlungen.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung einer Wortzeile in einem
integrierten Halbleiter-Baustein, umfassend die
Schritte:
Bereitstellen eines Substrats;
Ausbilden eines Gates auf dem Substrat;
Ausbilden einer ersten Metallsilicidschicht auf dem Gate; und
Ausbilden einer zweiten Metallsilicidschicht auf der ersten Metallsilicidschicht, wobei die zweite Metallsilicidschicht eine höhere Siliciumkonzentration hat als die erste Metallsilicidschicht.
Bereitstellen eines Substrats;
Ausbilden eines Gates auf dem Substrat;
Ausbilden einer ersten Metallsilicidschicht auf dem Gate; und
Ausbilden einer zweiten Metallsilicidschicht auf der ersten Metallsilicidschicht, wobei die zweite Metallsilicidschicht eine höhere Siliciumkonzentration hat als die erste Metallsilicidschicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wortzeile in einem dynamischen Schreib-Lese
speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) hergestellt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß zudem eine Deckoxidschicht auf der
zweiten Metallsilicidschicht ausgebildet wird.
4. Verfahren zur Herstellung einer Wortzeile in einem
integrierten Halbleiter-Baustein, umfassend die
Schritte:
Bereitstellen eines Substrats;
Ausbilden eines Gates auf dem Substrat;
Ausbilden einer Metallsilicidschicht auf dem Gate; und
Ausbilden einer Siliciumschicht auf der Metall silicidschicht.
Bereitstellen eines Substrats;
Ausbilden eines Gates auf dem Substrat;
Ausbilden einer Metallsilicidschicht auf dem Gate; und
Ausbilden einer Siliciumschicht auf der Metall silicidschicht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wortzeile in einem dynamischen Schreib-Lesespei
cher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) hergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich
net, daß zudem eine Deckoxidschicht auf der Polysili
ciumschicht ausgebildet wird.
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