DE19826689A1 - Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung - Google Patents
Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren einer HalbleitervorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung und ein Herstel
lungsverfahren einer Halbleitervorrichtung.
Speziell betrifft sie eine Struktur einer Halbleitervorrichtung, die ein Trennen
von zwei Leitern, das durch eine Verschiebung der Überlagerung verursacht
ist, derart unterdrückt, daß ein Kondensator mit exzellenten Eigenschaften
erhalten wird, und ein Herstellungsverfahren derselben.
Fig. 14 zeigt eine Struktur einer Halbleitervorrichtung, die in der japanischen
Patentanmeldung JP 8-306664 A beschrieben ist. In Fig. 14 bezeichnet das Be
zugszeichen 101 ein Halbleitersubstrat, bezeichnet das Bezugszeichen 102
einen Isolierfilm, der auf dem Halbleitersubstrat 101 vorgesehen ist, und be
zeichnet das Bezugszeichen 103 einen in dem Isolierfilm 102 vergrabenen
Kontakt mit einer Bodenseite, die an eine Oberfläche des Halbleitersubstrates
101 anstößt. Der Kontakt 103 enthält eine erste Kontaktschicht 104, die mit
einer internen Wand und einer Bodenfläche des Kontaktloches, das in dem Iso
lierfilm 102 gebildet ist, verbunden ist, und einen Stöpsel 105, der auf der
ersten Kontaktschicht 104 vorgesehen ist und in dem Kontaktloch vergraben
ist.
Weiterhin ist eine obere Verdrahtung 107 auf dem Kontaktloch 103 über einer
zweiten Kontaktschicht 106 gebildet. Ein aus einem Isoliermaterial gebildeter
Schutzfilm 108 ist an einer oberen Fläche der oberen Verdrahtung 107 gebil
det. Eine aus einem Isolierfilm gebildete Seitenwand 109 ist an Seitenab
schnitte der oberen Verdrahtung 107 und des Schutzfilmes 108 vorgesehen. Die
zweite Kontaktschicht 106 ist an unteren Flächen der Seitenwand 109 und der
oberen Verdrahtung 107 vorgesehen.
Fig. 15 bis 18 sind Querschnittansichten, die nacheinander ein Herstellungsver
fahren der in Fig. 14 gezeigten Halbleitervorrichtung zeigen. Wie in Fig. 15
gezeigt ist, wird ein Kontaktloch zuerst in einem auf einem Halbleitersubstrat
101 vorgesehen Isolierfilm 102 gebildet. Es wird eine erste Kontaktschicht 104
zumindest auf der internen Wand und einer Bodenoberfläche des Kontaktloches
vorgesehen, und es wird ein leitender Film, der als Stöpsel 105 dient, gebildet.
Somit wird das Kontaktloch mit einem leitenden Material gefüllt. Dann wird
die gesamte Fläche einem Zurückätzen derart ausgesetzt, daß der Stöpsel 105
und die erste Kontaktschicht 104, die auf dem Isolierfilm 102 vorgesehen sind,
entfernt werden. Folglich verbleiben die erste Kontaktschicht 104 und der
Stöpsel 105 nur in dem Kontaktloch. Somit wird ein Kontakt 103 gebildet.
Danach werden eine zweite Kontaktschicht 106a, ein leitender Film 107a, der
als eine obere Verdrahtung 107 dient, und ein Schutzfilm 108a nacheinander
auf dem Kontakt 103 und dem Isolierfilm 102 vorgesehen, wie in Fig. 16 ge
zeigt ist.
Danach wird ein Resistmuster 110 mit einer Breite, die fast gleich zu einem
Durchmesser des Kontaktloches 103 ist, auf dem Schutzfilm 108a, der oberhalb
des Kontaktloches 103 gebildet ist, gebildet, wie in Fig. 17 gezeigt ist. Der
Schutzfilm 108a und der leitende Film 107a werden nacheinander einem ani
sotropen Ätzen unter Verwendung des Resistmusters 110 als Ätzmaske ausge
setzt. Folglich werden ein Schutzfilm 108 und die obere Verdrahtung 107 er
halten. Zu dieser Zeit verursacht eine Verschiebung der Überlagerung eine
Verschiebung in einem Bereich, der mit W bezeichnet ist, derart, daß die Kon
taktfläche des Kontaktes 103 und der oberen Verdrahtung 107 reduziert wird.
Nach dieser Bearbeitung wird das Resistmuster 110 entfernt.
Dann wird ein Siliziumoxidfilm auf freigelegten Flächen der zweiten Kontakt
schicht 106a, des Schutzfilmes 108 und der oberen Verdrahtung 107 durch ein
CVD-Verfahren vorgesehen, wie in Fig. 18 gezeigt ist. Danach wird ein
anisotropes Ätzen derart ausgeführt, daß eine Seitenwand 109, die einen Iso
lierfilm auf Seitenabschnitten des Schutzfilmes 108 und der oberen Verdrah
tung 107 aufweist, gebildet wird. Danach wird die zweite Kontaktschicht 106a
einem Ätzen unter Verwendung der Seitenwand 109 und des Schutzfilmes 108
als Ätzmasken ausgesetzt. Folglich verbleibt eine zweite Kontaktschicht 106
auf unteren Flächen der Seitenwand 109 und der oberen Verdrahtung 107.
Somit wird die in Fig. 14 gezeigte Halbleitervorrichtung erhalten.
Bei der so gebildeten Halbleitervorrichtung, die in Fig. 14 gezeigt ist, verur
sachen der Kontakt 103 und die obere Verdrahtung 107 die Verschiebung (W)
der Überlagerung. Die zweite Kontaktschicht 106, die auf der unteren Fläche
der oberen Verdrahtung 107 vorgesehen ist, erstreckt sich ebenfalls über die
untere Fläche der Seitenwand 109. Daher ist es möglich, eine Schwierigkeit,
daß die erste Kontaktschicht 104, die den Kontakt 103 bildet, einem Überätzen
ausgesetzt wird, wenn das Ätzen zum Bemustern der oberen Verdrahtung 107
durchgeführt wird, zu lösen.
Ein nachteiliger Einfluß der Verschiebung der Überlagerung hat jedoch sehr
viel mehr Gewicht bei feineren Strukturen von Elementen, wie z. B. ein Kon
takt, eine Verdrahtung und ähnlichem. Beispielsweise in dem Fall, bei dem der
Kontakt 103 und die obere Verdrahtung 107 die Verschiebung (W) der Über
lagerung verursachen und sie, wie in Fig. 19 gezeigt ist, überhaupt nicht über
lagert sind, kann die elektrische Verbindung nur über ein Ende der zweiten
Kontaktschicht 106, die zwischen dem Kontakt 103 und der oberen Verdrah
tung 107 vorgesehen ist, erzielt werden. Obwohl eine Unterbrechung nicht
verursacht wird, wird ein Widerstand erhöht, da die Dicke der zweiten Kon
taktschicht 106 klein ist. Daher können exzellente elektrische Eigenschaften
nicht erreicht werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung vorzu
sehen, die eine ausgezeichnete elektrische Verbindung eines Kontaktes zu einer
Verdrahtung oder einer Elektrode zum elektrischen Verbinden mit dem Kontakt
aufweisen kann, sogar wenn eine Beeinflussung einer Verschiebung der Über
lagerung mit feineren Strukturen der Elemente erhöht wird, und ein Herstel
lungsverfahren einer Halbleitervorrichtung vorzusehen.
Die Aufgabe wird durch die Halbleitervorrichtung des Anspruches 1 oder durch
das Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung des Anspruches 8 oder
10 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf eine Halbleitervorrichtung
mit einem auf einem Substrat gebildeten Isolierfilm, einem aus einem leitenden
Material gebildeten Kontakt, der in dem Isolierfilm vorgesehen ist und in einem
von einer Bodenfläche des Isolierfilmes zu einer Deckfläche des Isolierfilmes
gebildeten Kontaktloch vergraben ist, einem Leitermuster, das auf dem Iso
lierfilm gebildet ist, und einer aus einem leitenden Material gebildeten Seiten
wand, die wie ein Rahmen auf einer Seitenfläche des Leitermusters vorgesehen
ist, gerichtet, wobei das Leitermuster und der Kontakt über die Seitenwand
oder direkt miteinander elektrisch verbunden sind.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf eine Halbleitervorrich
tung entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gerichtet,
wobei die wie ein Rahmen auf der Seitenfläche des Leitermusters vorgesehene
Seitenwand auf dem Kontakt angeordnet ist, und ein Teil der Seitenwand in
dem Kontaktloch vergraben ist.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf die Halbleitervorrichtung
des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung gerichtet, wobei das Leiter
muster und die Seitenwand eine Verdrahtung bilden.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf die Halbleitervorrichtung
des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung gerichtet und weist weiterhin
einen auf den Oberflächen des Leitermusters und der Seitenwand gebildeten
dielektrischen Film und eine auf einer Oberfläche des dielektrischen Filmes
vorgesehene Zellplatte auf, wobei das Leitermuster und die Seitenwand einen
Speicherknoten bilden und ein Kondensator durch den Speicherknoten, den
dielektrischen Film und die Zellplatte gebildet ist.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf die Halbleitervorrichtung
entsprechend des vierten Aspektes der vorliegenden Erfindung gerichtet, wobei
eine Filmdicke des Leitermusters kleiner ist als eine vertikale Abmessung der
Seitenwand und wobei das Leitermuster und die Seitenwand einen zylindrischen
Speicherknoten bilden.
Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf die Halbleitervorrich
tung entsprechend dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung gerichtet,
wobei eine Oberfläche des Speicherknotens, die in Kontakt mit dem dielektri
schen Film ist, rauh gehalten ist.
Ein siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf eine Halbleitervorrich
tung entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gerichtet,
wobei ein Abstand zwischen zwei benachbarten Leitermustern gleich zu einer
minimalen Abmessung ist und ein Abstand zwischen den wie ein Rahmen auf
Flächen auf Seiten, bei denen die beiden Leitermuster einander gegenüber
liegend vorgesehen sind, vorgesehenen Seitenwänden kleiner ist als die mini
male Abmessung.
Ein achter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Herstellungsverfahren
einer Halbleitervorrichtung mit den Schritten des Bildens eines Kontaktloches
in einem auf einem Substrat vorgesehen Isolierfilm von einer Deckfläche des
Isolierfilmes zu einer Bodenfläche des Isolierfilmes, des Vorsehens eines lei
tenden Materiales auf dem Isolierfilm und des Füllens eines Inneren des Kon
taktloches mit dem leitenden Material derart, daß ein Kontakt erhalten wird,
des Bildens eines Resistmusters oberhalb des Kontaktes durch Durchführen
eines photolithographischen Schrittes auf dem leitenden Material, des selek
tiven Durchführens eines anisotropen Ätzens für das leitende Material unter
Verwenden des Resistmusters als Ätzmaske derart, daß ein Leitermuster erhal
ten wird, wodurch das Resistmuster entfernt wird, des Bildens eines leitenden
Filmes auf einer Oberfläche des Leitermusters und der des Isolierfilmes ein
schließlich des Kontaktes und des Durchführens eines anisotropen Ätzens für
den leitenden Film unter Verwendung der Oberfläche des Isolierfilmes als Ätz
stopp derart, daß eine mit einer Seitenfläche des Leitermusters verbundene
leitende Seitenwand zurückbleibt, gerichtet.
Ein neunter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Herstellungsverfah
ren einer Halbleitervorrichtung entsprechend dem achten Aspekt der vorliegen
den Erfindung gerichtet und enthält die Schritte des Bildens eines dielektri
schen Filmes auf einer Oberfläche eines Speicherknotens einschließlich des
Leitermusters und der Seitenwand und des Bildens einer Zellplatte auf dem
dielektrischen Film, wobei ein Kondensator, der den Speicherknoten, der den
dielektrischen Film und die Zellplatte enthält, gebildet wird.
Ein zehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf das Herstellungsverfah
ren einer Halbleitervorrichtung entsprechend dem achten Aspekt der vorliegen
den Erfindung gerichtet, wobei der Kontakt und das Leitermuster über die
Seitenwand, die wie ein Rahmen auf der Seitenfläche des Leitermusters vorge
sehen ist, elektrisch verbunden werden, wenn zumindest ein Teil einer Deck
fläche des Kontaktes und des Leitermusters nicht überlagert sind.
Ein elfter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Herstellungsverfahren
einer Halbleitervorrichtung gerichtet und enthält die Schritte des Bildens eines
Kontaktloches in einem auf einem Substrat vorgesehen Isolierfilm von einer
Deckfläche des Isolierfilmes zu einer Bodenfläche des Isolierfilmes, des Vorse
hens eines leitenden Materiales auf dem Isolierfilm und des Füllens eines Inne
ren des Kontaktloches mit dem leitenden Material derart, daß ein Kontakt er
halten wird, des Bildens einer Maskenschicht auf dem leitenden Material, des
Bildens eines Resistmusters oberhalb des Kontaktes durch Durchführen eines
photolithographischen Schrittes auf der Maskenschicht, des selektiven Durch
führens eines anisotropen Ätzens für die Maskenschicht und des leitenden
Materiales unter Verwendung des Resistmusters als eine Ätzmaske derart, daß
eine Maske und ein Leitermuster erhalten werden, wodurch das Resistmuster
entfernt wird, des Bildens eines leitenden Filmes auf Oberflächen der Maske
und des Leitermusters und einer Oberfläche des Isolierfilmes einschließlich der
Oberfläche des Kontaktes, des Durchführens eines anisotropen Ätzens für den
leitenden Film unter Verwendung der Oberfläche des Isolierfilmes als ein Ätz
stopp derart, daß eine mit den Seitenflächen der Maske und des Leitungs
musters verbundene Seitenwand zurückbleibt, wodurch ein zylindrischer Spei
cherknoten, der das Leitermuster und die Seitenwand enthält, erhalten wird,
des Bildens eines dielektrischen Filmes auf einer Oberfläche des zylindrischen
Speicherknotens und des Bildens einer Zellplatte auf der Oberfläche des die
lektrischen Filmes.
Ein zwölfter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf das Herstellungsverfah
ren einer Halbleitervorrichtung entsprechend dem elften Aspekt der vorliegen
den Erfindung gerichtet, wobei der Kontakt und das Leitermuster durch die
Seitenwand, die in Form eines Rahmens auf der Seitenfläche des Leitermusters
vorgesehen ist, elektrisch verbunden werden, wenn zumindest ein Teil einer
Deckfläche des Kontaktes und das Leitermuster nicht überlagert sind.
Entsprechend dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann,
sogar wenn der Kontakt und das Leitermuster aufgrund einer Verschiebung der
Photolithographie nicht überlagert sind, eine Breite des Leitermusters effektiv
erhöht werden, da die aus dem leitenden Material gebildete Seitenwand mit der
Seitenfläche des Leitermusters verbunden ist. Folglich können der Kontakt und
das Leitermuster durch die Seitenwand elektrisch gut miteinander verbunden
werden. Wenn eine Oberseite des Kontaktes einem Überätzen aufgrund einer
Verschiebung der Überlagerung derart ausgesetzt wird, daß eine Ausnehmung
erzeugt wird, wird ein ausgenommener Abschnitt mit dem die Seitenwand bil
dende leitenden Material gefüllt. Folglich können ausgezeichnete elektrische
Eigenschaften erhalten werden.
Entsprechend dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verdrah
tung, die das Leitermuster und die leitende Seitenwand enthält, gebildet. Folg
lich kann, wenn eine Mehrzahl von Leitermustern nacheinander mit einer mini
malen Musterbemessung vorgesehen sind, eine Verdrahtungsbreite effektiv
durch eine horizontale Abmessung der Seitenwand erhöht werden und ein Ab
stand zwischen den Verdrahtungen kann reduziert werden, ohne einen Ele
mentbildungsbereich auszudehnen.
Entsprechend dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Einfluß
der Verschiebung der Überlagerung des Kontaktes und des Speicherknotens
reduziert werden und eine exzellente elektrische Verbindung kann erhalten
werden. Zusätzlich ist es möglich, eine Halbleitervorrichtung zu erhalten, die
einen hochintegrierten Kondensator enthält.
Entsprechend dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der zylin
drische Speicherknoten gebildet. Folglich ist es möglich, eine Halbleitervor
richtung zu erhalten, die einen Kondensator mit großer Kapazität aufweist.
Entsprechend dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Ober
fläche des Speicherknotens rauh gebildet bzw. aufgerauht. Folglich ist es mög
lich, eine Halbleitervorrichtung mit einem Kondensator mit größerer Kapazität
zu erhalten.
Entsprechend dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, wenn eine
Mehrzahl von Leitermustern seriell mit einer minimalen Musterabmessung vor
gesehen sind, eine Verdrahtungsbreite effektiv durch die horizontale Abmes
sung der Seitenwand erhöht werden und ein Abstand zwischen den Verdrahtun
gen kann reduziert werden, ohne einen Elementbildungsbereich auszudehnen.
Entsprechend dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Ver
schiebung der Überlagerung des Kontaktes und des Leitermusters durch Bilden
der leitenden Seitenwand korrigiert werden. Weiterhin kann die Verdrah
tungsbreite größer gemacht werden, ohne einen Verdrahtungsabstand zu erhö
hen.
Entsprechend dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Einfluß
der Verschiebung der Überlagerung des Kontaktes und des Speicherknotens
reduziert werden und eine exzellente elektrische Verbindung kann erzielt wer
den. Zusätzlich ist es möglich, eine Halbleitervorrichtung zu erhalten, die einen
hochintegrierten Kondensator enthält.
Entsprechend dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, sogar
wenn die obere Fläche des Kontaktes und das Leitermuster oder der Speicher
knoten aufgrund der Verschiebung der Überlagerung nicht überlagert sind,
möglich, eine ausgezeichnete elektrische Verbindung mit dem Kontakt durch
die leitende Seitenwand, die wie ein Rahmen auf der Seitenfläche des Leiter
musters oder des Speicherknotens vorgesehen ist, zu erzielen.
Entsprechend dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Einfluß
der Verschiebung der Überlagerung des Kontaktes und des Speicherknotens
reduziert werden und kann eine exzellente elektrische Verbindung erzielt wer
den. Zusätzlich kann eine Halbleitervorrichtung mit einem Kondensator, der
eine große Kapazität aufweist, durch Bilden des zylindrischen Speicherknotens
erzielt werden.
Entsprechend dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, sogar
wenn die Deckfläche des Kontaktes und das Leitermuster oder der Speicher
knoten aufgrund der Verschiebung der Überlagerung nicht überlagert sind,
möglich, eine exzellente elektrische Verbindung mit dem Kontakt durch die
leitende Seitenwand, die wie ein Rahmen auf der Seitenfläche des Leiter
musters oder Speicherknotens vorgesehen ist, zu erzielen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren
zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung
entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt eines Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt des Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung des ersten Ausführungsbeispieles zeigt;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt eines Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt des Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt des Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt des Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung
entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht, die eine andere Struktur der Halbleitervor
richtung entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrich
tung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt eines Herstellungsver
fahrens der Halbleitervorrichtung des dritten Ausführungsbeispieles
zeigt;
Fig. 12 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt des Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel
zeigt;
Fig. 13 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt des Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung des dritten Ausführungsbeispieles zeigt;
Fig. 14 eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung
des Standes der Technik zeigt;
Fig. 15 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt eines Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung des Standes der Technik zeigt;
Fig. 16 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt des Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung des Standes der Technik zeigt;
Fig. 17 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt des Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung des Standes der Technik zeigt;
Fig. 18 eine Querschnittsansicht, die einen Schritt des Herstellungsverfahrens
der Halbleitervorrichtung des Standes der Technik zeigt und
Fig. 19 eine Querschnittsansicht, die eine Struktur der Halbleitervorrichtung
entsprechend dem Stand der Technik zeigt.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrich
tung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. In Fig. 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 ein Halbleitersubstrat, bezeichnet das Bezugszeichen 2
einen aus einem Siliziumoxidfilm, der auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet ist,
gebildeten Isolierfilm, bezeichnen die Bezugszeichen 3a und 3b Kontakte, die
in dem Isolierfilm 2 vergraben sind und an einen leitenden Bereich, der in
einem Oberflächenbereich des Halbleitersubstrates 1 gebildet ist, anstoßen, be
zeichnen die Bezugszeichen 4a und 4b Verdrahtungen, die mit dem Kontakt 3a
bzw. 3b direkt oder über einen anderen leitenden Film verbunden sind, bezeich
nen die Bezugszeichen 5a und 5b aus einem leitenden Material gebildete Sei
tenwände, die mit Seitenabschnitten der Verdrahtung 4a verbunden sind, und
bezeichnen die Bezugszeichen 5c und 5d aus einem leitenden Material gebildete
Seitenwände, die mit Seitenabschnitten der Verdrahtung 4b verbunden sind.
Die Verdrahtung 4a und der Kontakt 3a bzw. die Verdrahtung 4b und der
Kontakt 3b sind mit einer Verschiebung der Überlagerung gebildet. Eine Deck
fläche bzw. obere Fläche des Kontaktes 3a und eine Bodenfläche der Verdrah
tung 4a sind teilweise miteinander in Kontakt. Da die Seitenwand 5b vorge
sehen ist, ist der Kontakt 3a elektrisch mit der Verdrahtung 4a in einer guten
Bedingung verbunden. Der Kontakt 3b und die Verdrahtung 4b sind nicht
überlagert, aber zueinander benachbart gebildet und über die Seitenwand 5d
elektrisch miteinander verbunden.
Eine Raum zwischen den Verdrahtungen 4a und 4b weist beispielsweise eine
minimale Musterabmessung (minimale Sampling-Abmessung) von 0,25 µm auf.
Folglich ist ein Abstand zwischen einem peripheren Ende der Seitenwand 5b,
die mit der Verdrahtung 4a verbunden ist, und dem der mit der benachbarten
Verdrahtung 4b verbundenen Seitenwand 5c kleiner als die minimale Muster
abmessung.
Weiterhin sind die unteren Abschnitte der Seitenwände 5b und 5d in dem Iso
lierfilm 2 vergraben und die Oberflächen der Seitenwände 5b und 5d, die auf
den Kontakten 3a und 3b vorgesehen sind, sind auf einem Niveau mit einer
Oberfläche des Isolierfilmes 2 oder höher als die Oberfläche des Isolierfilmes
2.
Fig. 2 bis 7 sind Querschnittsansichten, die nacheinander ein Herstellungsver
fahren der Halbleitervorrichtung in Fig. 1 zeigen. Wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt
ist, wird zuerst ein Kontaktloch mit einem Öffnungsdurchmesser der kleiner ist
als eine minimale Musterabmessung in einem Isolierfilm 2 durch ein Poly
maskenöffnungsverfahren gebildet. Zuerst werden der Isolierfilm 2 mit einer
Dicke von ungefähr 600,0 nm (6000 Å), der aus einem Siliziumoxidfilm gebildet
ist, ein Polysiliziumfilm 6a mit einer Dicke von ungefähr 300,0 nm (3000 Å) und
ein Siliziumoxidfilm mit einer Dicke von ungefähr 300,0 nm (3000 Å) nachein
ander auf einem Halbleitersubstrat 1 (p-Siliziumsubstrat, spezifischer Wider
stand: 10 Ω.cm) gebildet, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Dann wird ein Resist
muster 8 als Ätzmaske zum Bemustern des Siliziumoxidfilmes 7 gebildet. Ein
Abstand zwischen zwei benachbarten Resistmustern 8 wird auf eine minimale
Musterabmessung von beispielsweise 0,25 µm eingestellt. Der Siliziumoxidfilm
7 wird einem anisotropen Ätzen unter Verwendung des Resistmusters 8 als eine
Ätzmaske derart ausgesetzt, daß die Musterbildung durchgeführt wird.
Als nächstes wird das Resistmuster 8 entfernt und ein Siliziumoxidfilm wird
durch ein CVD-Verfahren vorgesehen, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Dann wird eine
Seitenwand 7a wie ein Rahmen an einem Seitenabschnitt des Siliziumoxidfilmes
7 durch Durchführen des anisotropen Ätzens bemustert. Danach wird der
Polysiliziumfilm 6a unter Verwendung des Siliziumoxidfilmes 7 und der
Seitenwand 7a als Ätzmasken einem anisotropen Ätzen derart ausgesetzt, daß
eine Bemusterung durchgeführt wird. Somit wird ein aus Polysilizium gebilde
tes Maskenmuster 6 erhalten.
Danach wird der Isolierfilm 2 unter Verwendung des Maskenmusters 6 derart
einem anisotropen Ätzen ausgesetzt, daß ein Kontaktloch 9 gebildet wird, wie
in Fig. 4 gezeigt ist. Zu dieser Zeit können der Siliziumoxidfilm 7 und die Sei
tenwand 7a ebenfalls durch Ätzen entfernt werden. Nachdem das Maskenmuster
6 der Bemusterung ausgesetzt ist, können der Siliziumoxidfilm 7 und die
Seitenwand 7a entfernt werden, bevor das Kontaktloch gebildet wird. Nachdem
das Kontaktloch 9 gebildet ist, wird beispielsweise ein Resist in einer Öffnung
des Kontaktloches 9 vergraben. Somit wird das Maskenmuster 6 ebenfalls
durch Ätzen entfernt.
Das so erhaltene Kontaktloch 9 weist einen Öffnungsdurchmesser auf, der um
eine Breite, die das Doppelte einer Breite der Seitenwand 7a ist, kleiner ist als
die minimale Musterabmessung. Das Kontaktloch 9 mit dem Öffnungsdurch
messer, der kleiner ist als die minimale Musterabmessung, kann durch ein ande
res Herstellungsverfahren gebildet werden.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird ein dotierter Polysiliziumfilm 3 mit einer Dicke
von ungefähr 600,0 nm (6000 Å) auf dem Isolierfilm 2 durch das CVD-Verfahren
gebildet und wird in dem Kontaktloch 9 derart vergraben, daß die Kontakte 3a
und 3b gebildet werden. Weiterhin wird ein Resistmuster 10 mit entsprechen
den Formen der Verdrahtungen 4a und 4b als eine Ätzmaske auf der Oberfläche
des dotierten Polysiliziumfilmes 3 gebildet.
Es wird angenommen, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Resist
mustern 10 der minimalen Musterabmessung entspricht. Ideal ist es, wenn das
Resistmuster 10 vollständig den Kontakten 3a und 3b überlagert ist. In einigen
Fällen ist jedoch das Resistmuster 10 aufgrund einer Verschiebung nicht voll
ständig den Kontakten 3a und 3b überlagert. In dem vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiel wird der Fall, bei dem die Verschiebung der Überlagerung verur
sacht wird, beschrieben.
Dann wird der dotierte Polysiliziumfilm 3 unter Verwendung des Resistmusters
10 als Ätzmaske einem anisotropen Ätzen derart ausgesetzt daß die Verdrah
tungen 4a und 4b erhalten werden, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Zu dieser Zeit wird
der dotierte Polysiliziumfilm 3 dem Ätzen mit der Ätzbedingung ausgesetzt, bei
der ein Selektivitätsverhältnis des Ätzens vollständig für den Siliziumoxidfilm
gehalten werden kann durch beispielsweise Verwenden eines gemischten Gases
von Cl2 und O2 mit einer ECR-Vorrichtung bzw. Elektronenzyklotronresonanz
vorrichtung. Das Resistmuster 10 wird durch ein Verfahren, wie z. B. Naßätzen,
entfernt. Durch das Ätzen werden Bereich in oberen Abschnitten der Kontakte
3a und 3b, die nicht durch das Resistmuster 10 überlagert sind, einem Überät
zen derart ausgesetzt, daß Ausnehmungen A und B gebildet werden.
Als nächstes wird ein dotierter Polysiliziumfilm 11 mit einer Dicke von unge
fähr 150,0 nm (1500 Å) auf den Oberflächen der Verdrahtungen 4a und 4b und
des Isolierfilmes 2 und des Inneren der Ausnehmungen A und B vorgesehen,
wie in Fig. 7 gezeigt ist. Der dotierte Polysiliziumfilm 11 wird beispielsweise
durch ein CVD-Verfahren oder ein Sputterverfahren gebildet. Dann wird unter
Verwendung des Isolierfilmes 2 als ein Ätzstopper ein anisotropes Ätzen bzw.
ein anisotropes RIE durchgeführt, wodurch der dotierte Polysiliziumfilm 11 in
die mit den Seitenabschnitten der Verdrahtungen 4a und 4b verbundenen
Seitenwände 5a, 5b, 5c und 5d gebildet wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Zu die
ser Zeit werden ein Teil der Seitenwände 5b und 5d ebenfalls in den Aus
nehmungen A und B derart vergraben, daß der gleiche Zustand wie in dem Fall,
bei dem die Ausnehmungen A und B nicht auf den Kontakten 3a und 3b gebil
det sind, effektiv erzielt werden kann.
Bei der so gebildeten Halbleitervorrichtung können die entsprechenden Über
gänge der Kontakte 3a und 3b mit kleineren Durchmessern als die minimale
Musterabmessung und der feinen Verdrahtungen 4a und 4b durch Vorsehen der
aus einem leitenden Material auf den Seitenabschnitten der Verdrahtungen 4a
und 4b gebildeten Seitenwände 5a, 5b, 5c und 5d (wie ein Rahmen) sicher vor
gesehen werden. Somit können ausgezeichnete elektrische Eigenschaften erzielt
werden. Durch das durchzuführende anisotrope Ätzen, wenn die Verdrahtungen
4a und 4b der Bemusterung ausgesetzt werden, können die in den oberen Ab
schnitten der Kontakte 3a und 3b gebildeten Ausnehmungen A und B mit den
Seitenwänden 5a, 5b, 5c und 5d gefüllt werden. Somit kann verhindert werden,
daß ein effektiver Kontaktdurchmesser verringert wird.
Bei der so gebildeten Halbleitervorrichtung ist weiterhin ein Raum zwischen
den Verdrahtungen 4a und 4b gleich zu der minimalen Musterabmessung und
die Seitenwände 5a, 5b, 5c und 5d sind mit den Seitenabschnitten der Verdrah
tungen 4a und 4b verbunden. Folglich kann eine effektive Verdrahtungsbreite
größer gemacht werden, ohne einen Verdrahtungsabstand zu erhöhen, und eine
hohe Integration der Elemente kann erzielt werden, ohne eine Elementbil
dungsfläche zu erhöhen. In anderen Worten kann die hohe Integration durch
Verringern des Raumes zwischen den Verdrahtungen erzielt werden. Beispiels
weise ist die effektive Verdrahtungsbreite das gesamte bzw. die Summe der
horizontalen Abmessung der Verdrahtung 4a und der Seitenwände 5a und 5b.
Das gleiche trifft auf die Verdrahtung 4b zu.
Es wurde oben nur ein Beispiel der Abmessung des Element beschrieben. Ob
wohl ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem die Verdrahtungen 4a und 4b aus
einem dotierten Polysiliziumfilm mit einer Dicke von ungefähr 600,0 nm
(6000 Å) gebildet sind, kann beispielsweise ein dotierter Polysiliziumfilm mit
einer Dicke von ungefähr 10,0 bis 2000,0 nm (100-20 000 Å) in Abhängigkeit
einer geeigneten Vorrichtung verwendet werden. Ähnlich kann das zum Erzie
len der Seitenwände 5a, 5b, 5c und 5d vorgesehene dotierte Polysilizium 11
eine Dicke von ungefähr 5,0 bis 300,0 nm (50-3000 Å) aufweisen.
Weiterhin ist ein Material zum Bilden der Verdrahtung 4a und 4b nicht auf do
tiertes Polysilizium beschränkt, sondern kann ein anderes leitendes Material
sein, wie z. B. WSi, TiSi, MoSi, Al, AlCu, TiN, Ti, Pt, Ru oder RuO2. Der Fall,
bei dem der Kontaktdurchmesser kleiner ist als der minimale Musterdurchmes
ser, wurde als ein Beispiel beschrieben, bei dem das Element eine feinere
Struktur aufweist. Das oben genannte ist jedoch darauf nicht beschränkt. Es ist
verständlich, daß eine ausgezeichnete elektrische Verbindung erhalten werden
kann, wenn die Kontakte 3a und 3b die Verdrahtungen 4a und 4b ohne Ver
schiebung überlagern.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem
die Verdrahtung 4a und die Seitenwände 5a und 5b oder die Verdrahtung 4b
und die Seitenwände 5c und 5d effektiv als Verdrahtungen dienen. Bei dem
zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Fall beschrieben, bei dem eine der Ver
drahtung 4a entsprechende Elektrode 4aa und Seitenwände 5a und 5b, die wie
ein Rahmen an den Seitenabschnitten der Elektrode 4aa vorgesehen sind und
aus einem leitenden Material gebildet sind, effektiv als ein Speicherknoten, der
eine der Elektroden des Kondensators ist, verwendet werden.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrich
tung entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. In Fig. 8 bezeichnen
die Bezugszeichen 4aa und 4bb Elektroden, die elektrisch mit in einem Iso
lierfilm 2 vergrabenen Kontakten 3a und 3b verbunden sind. Die Bezugszeichen
12a und 12b bezeichnen jeweils einen Speicherknoten, der durch die Elektrode
4aa bzw. 4bb und die Seitenwände 5a und 5b bzw. die Seitenwände 5c und 5d,
die mit den Seitenabschnitten der Elektrode 4aa bzw. 4bb verbunden sind, ge
bildet ist. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet einen auf den Oberflächen der
Speicherknoten 12a und 12b vorgesehenen dielektrischen Film. Das Bezugs
zeichen 14 bezeichnet eine auf einer Oberfläche des dielektrischen Filmes 13
vorgesehene Zellplatte. Die Bezugszeichen 15a und 15b bezeichnen Konden
satoren, die den Speicherknoten 12a bzw. 12b, den dielektrischen Film 13 und
die Zellplatte 14 enthalten. Die gleichen Bezugszeichen wie die in der obigen
Beschreibung bezeichnen die gleichen oder entsprechende Abschnitte.
Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren der in Fig. 8 gezeigten Halbleiter
vorrichtungen im folgenden beschrieben. Zuerst wird eine Herstellung entspre
chend den in Fig. 2 bis 4 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel gezeig
ten Schritten durchgeführt. Somit wird ein Kontaktloch 9 in einem auf einem
Halbleitersubstrat 1 gebildeten Isolierfilm 2 gebildet. Dann wird ein dotierter
Polysiliziumfilm 3 mit einer Dicke von ungefähr 600,0 nm (6000 Å) in der glei
chen Art wie in Fig. 4 vorgesehen. Während das Resistmuster 10 mit einer
Form entsprechend den Formen der Verdrahtungen 4a und 4b in dem ersten
Ausführungsbeispiel gebildet wurde, weist ein Resistmuster eine Form entspre
chend den Formen der Elektroden 4aa und 4bb, die die Speicherknoten bilden
in dem zweiten Ausführungsbeispiel auf.
Danach wird eine Bearbeitung entsprechend den in Fig. 6 und 7 gezeigten
Schritten entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt. Weiter
hin werden aus einem leitenden Material gebildete Seitenwände 5a, 5b, 5c und
5d auf Seitenabschnitten der Elektroden 4aa und 4bb vorgesehen. Als nächstes
wird ein dielektrischer Film 13, der einen Siliziumoxidfilm, einen Silizium
nitridfilm und einen zusammengesetzten Film (einen ON-Film) aus einem Oxid
film und einen Nitridfilm enthält, mit einer Dicke von zumindest 5,0 nm (50 Å)
auf den Oberflächen der Elektroden 4aa und 4bb und der Seitenwände 5a, 5b,
5c und 5d vorgesehen. Danach wird eine aus dotierten Polysilizium gebildete
Zellplatte, die eine Dicke von ungefähr 150,0 nm (1500 Å) aufweist, auf der
Oberfläche des dielektrischen Filmes 13 gebildet. Somit werden die Konden
satoren 15a und 15b, die in Fig. 8 gezeigt sind, erhalten.
Bei der in Fig. 8 gezeigten Halbleitervorrichtungen sind die Seitenwände 5a,
5b, 5c und 5d auf den Seitenabschnitten der Elektroden 4aa und 4bb gebildet
und die Speicherknoten 12a und 12b sind durch die Elektroden 4aa bzw. 4bb
und die Seitenwände 5a und 5b bzw. die Seitenwände 5c und 5d gebildet.
Folglich kann ein Oberflächenbereich des Speicherknotens verglichen mit dem
Fall, bei dem der Speicherknoten nur durch die Elektroden 4aa und 4bb gebil
det ist, erhöht werden. Folglich können die Kapazitäten der Kondensatoren 15a
und 15b erhöht werden. Nachdem die Seitenwände 5a, 5b, 5c und 5d gebildet
sind, können freigelegte Flächen der Speicherknoten 12a und 12b derart aufge
rauht werden, daß der Oberflächenbereich weiter erhöht wird, wodurch die Ka
pazitäten der Kondensatoren 15a und 15b erhöht werden.
Die oberen Enden der Speicherknoten 12a und 12b werden abgerundet. Daher
kann verhindert werden, daß eine Verschlechterung der Durchbruchsspannung
und eine Erzeugung eines Leckstromes durch ein elektrostatisches Fokussieren
verursacht wird.
Es kann ebenfalls in dem Fall, bei dem die Speicherknoten 12a und 12b des
Stapeltyps mit dickem Film und die Kontakte 3a und 3b keinen Überlagerungs
spielraum aufweisen, ein exzellenter Verbindungszustand erreicht werden, da
die aus einem leitenden Material gebildeten Seitenwände 5a, 5b, 5c und 5d
vorgesehen sind, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Obwohl die Seitenwände 5a, 5b, 5c und 5d in der obigen Beschreibung aus do
tierten Polysilizium gebildet sind, können sie aus einem anderen Material, wie
z. B. dotierten amorphen Silizium oder einem Metall, wie z. B. Ta, Ti, TiN, Pt,
Ru oder RuO bzw. RuO2, gebildet sein. Alternativ ist es möglich, ein Verfahren
zu verwenden, bei dem die Seitenwände 5a, 5b, 5c und 5d aus einem Polysili
zium ohne Dotierung gebildet werden und dann beispielsweise Arsen (in dem
Fall des p-Typs) mit 50 keV, 4×1015/cm2 und einem Implantationswinkel von
7° derart implantiert wird, daß ein leitendes Material gebildet wird.
Der dielektrische Film 13 kann ein Siliziumoxidfilm, ein Siliziumnitridfilm, ein
ON-Film, ein hoher bzw. stark dielektrischer Film, wie z. B. Ta2O5 oder (Ba,
Sr) TiO3, oder ein ferroelektrischer Film, wie z. B. BaTiO3, SrTiO3, PbTiO3,
PbZrO3, LiNbO3, PZT oder PLZT, sein. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, sind die
Speicherknoten 12aa und 12bb mit aufgerauhten Oberflächen derart gebildet,
daß die Kapazitäten der Kondensatoren 15a und 15b erhöht werden können. Es
ist selbstverständlich, daß eine Abmessung einer Komponente in Abhängigkeit
einer geeigneten Vorrichtung variiert werden kann.
Eine Halbleitervorrichtung mit einem Kondensator, der eine größere Kapazität
als die von jedem der Kondensatoren 15a und 15b entsprechend dem zweiten
Ausführungsbeispiel aufweist, wird in einem dritten Ausführungsbeispiel be
schrieben. Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur der Halblei
tervorrichtung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt. In Fig. 10
bezeichnen die Bezugszeichen 16a und 16b aus einem leitenden Material gebil
dete Elektroden, die eine kleinere Dicke aufweisen als eine vertikale Abmes
sung von jeder der Seitenwände 5a, 5b, 5c und 5d, die mit Seitenabschnitten
der Elektroden verbunden sind. Das Bezugszeichen 17a bezeichnet einen durch
die Elektrode 16a und die mit den Seitenabschnitten der Elektrode 16a verbun
denen Seitenwände 5a und 5b gebildeten zylindrischen Speicherknoten. Das
Bezugszeichen 17b bezeichnet einen durch die Elektrode 16b und die Seiten
wände 5c und 5d gebildeten zylindrischen Speicherknoten.
Obwohl die Seitenwände 5a und 5b und die Seitenwände 5c und 5d durch sepa
rate Bezeichnungen in Fig. 10 bezeichnet sind, sind die Seitenwände 5a und 5b
beispielsweise fortlaufend, seriell bzw. gleichzeitig als ein Zylinder, der sich in
einer vertikalen Richtung entlang der Peripherie einer Elektrode 16a erstreckt,
gebildet. Das gleiche trifft auf die Seitenwände 5c und 5d zu. Die Bezugszei
chen 18a und 18b bezeichnen durch die Speicherknoten 17a bzw. 17b, einen
dielektrischen Film 13 und eine Zellplatte 14 gebildete Kondensatoren.
Ein Herstellungsverfahren der in Fig. 10 gezeigten Halbleitervorrichtung wird
im folgenden beschrieben. Zuerst wird eine Bearbeitung entsprechend den
Schritten, die in Fig. 2 bis 4 gezeigt sind, des Herstellungsverfahrens entspre
chend dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt. Somit wird ein Kontakt
loch 9 in einem auf einem Halbleitersubstrat 1 vorgesehen Isolierfilm 2 gebil
det. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, wird dann ein dotierter Polysiliziumfilm 16 mit
einer Dicke von ungefähr 150,0 nm (1500 Å) durch ein CVD-Verfahren derart
gebildet, daß ein Kontaktloch 9 gefüllt wird. Folglich werden die Kontakte 3a
und 3b erhalten. Weiterhin wird ein BPTEOS-Film 19 (Maskenschicht) mit
einer Dicke von ungefähr 600,0 nm (6000 Å) vorgesehen. Ein Resistmuster 20
mit einer Form entsprechend den Formen der Elektroden 16a und 16b wird auf
einer Oberfläche des BPTEOS-Filmes 19 gebildet. Es wird angenommen, daß
ein Abstand zwischen zwei benachbarten Resistmustern 20 einer minimalen
Musterabmessung (0,25 µm) entspricht.
Als nächstes werden der BPTEOS-Film 19 und der dotierte Polysiliziumfilm 16
unter Verwendung des Resistmusters 20 als Ätzmaske einem Ätzen ausgesetzt,
wie in Fig. 12 gezeigt ist. Das Ätzen wird beispielsweise unter Verwendung
eines gemischten Gases aus CHF3, Ar und O2 mit einer ECR-Vorrichtung und
der Bedingung, daß ein Selektivitätsverhältnis des Ätzens vollständig für einen
Siliziumoxidfilm erhalten werden kann, durchgeführt. Folglich werden
BPTEOS-Muster 19a und 19b (Masken) und Elektroden 16a und 16b erhalten.
Durch das Ätzen werden nicht durch das Resistmuster 20 überdeckte Bereiche
in oberen Abschnitten der Kontakte 3a und 3b, d. h. Bereiche, die eine Ver
schiebung der Überdeckung entsprechen, einem Überätzen ausgesetzt. Folglich
werden Ausnehmungen A und B gebildet. Dann wird das Resistmuster 20 ent
fernt.
Danach wird dotiertes Polysilizium mit einer Dicke von ungefähr 150,0 nm
(1500 Å) auf freigelegten Oberflächen des Isolierfilmes 2, der BPTEOS-Muster
19a und 19b, der Elektroden 16a und 16b und der Kontakte 3a und 3b vorgese
hen und wird einem Zurückätzen durch beispielsweise ein RIE-Verfahren derart
ausgesetzt, daß die Seitenwände 5a, 5b, 5c und 5d gebildet werden, wie in Fig.
13 gezeigt ist. Ebenfalls bei der Halbleitervorrichtung entsprechend dem drit
ten Ausführungsbeispiel werden die Seitenwände 5b und 5d derart gebildet,
daß sie in die Ausnehmungen A und B auf der Oberseite der Kontakte 3a und
3b derart gefüllt werden, daß die effektiven Oberflächen der Kontakte 3a und
3b höher bzw. gleich wie eine Oberfläche des Isolierfilmes 2 eingestellt wer
den, in der gleichen Art wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Weiterhin kön
nen die Elektrode 16b und der Kontakt 3b, die aufgrund der Verschiebung
nicht überlagert sind, ebenfalls durch die aus einem leitenden Material gebil
dete Seitenwand 5d gut elektrisch verbunden werden. In dieser Stufe werden
ein zylindrischer Speicherknoten 17a, der die Seitenwände 5a und 5b und die
Elektrode 16a enthält, und ein zylindrischer Speicherknoten 17b, der die Sei
tenwände 5c und 5d und die Elektrode 16b enthält, erhalten.
Danach werden die auf den Elektroden 16a und 16b vorgesehenen BPTEOS-Muster
19a und 19b durch Ätzen selektiv entfernt. Zum Erhalten eines Selek
tivitätsverhältnisses zu anderen Komponenten in Abhängigkeit einer Vorrich
tung ist es ebenfalls möglich, Muster entsprechend den BPTEOS-Mustern 19a
und 19b unter Verwendung eines anderen Materials als BPTEOS zu bilden.
Die nachfolgenden Schritte sind die gleichen wie die Schritte des Bildens des
dielektrischen Filmes 13 und der Zellplatte 14 in dem zweiten Ausführungs
beispiel. Die in Fig. 10 gezeigte Halbleitervorrichtung mit den Kondensatoren
18a und 18b kann durch sequentielles Bilden des dielektrischen Filmes 13 und
der Zellplatte 14 auf zumindest den freigelegten Oberflächen der Seitenflächen
5a, 5b, 5c und 5d und der Elektroden 16a und 16b erhalten werden.
Bei einer solchen Halbleitervorrichtung sind die Flächen der Speicherknoten
17a und 17b auf den Seiten der Elektroden 16a und 16b freigelegt und zylin
drisch gebildet, wodurch ein Oberflächenbereich erhöht ist. Folglich können die
Kapazitäten der Kondensatoren 18a und 18b effektiv mit der Hochintegration
durch Einstellen eines Abstandes zwischen den Speicherknoten 17a und 17b
kleiner als eine minimale Musterabmessung erhöht werden. Es ist klar ersicht
lich, daß Kondensatoren 18a und 18b mit höheren Kapazitäten durch Aufrauhen
der Oberflächen der Speicherknoten 17a und 17b in der gleichen Art wie in
dem in Fig. 9 gezeigten Fall entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel
erzielt werden können.
Claims (11)
1. Halbleitervorrichtung mit
einem auf einem Substrat (1) vorgesehenen Isolierfilm (2),
einem Kontakt (3a, 3b), der aus einem leitenden Material (3), das in dem Iso lierfilm (2) vorgesehen ist und in einem von einer Bodenfläche des Isolierfilmes (2) zu einer Deckfläche des Isolierfilmes (2) gebildeten Kontaktloch vergraben ist, gebildet ist,
einem auf dem Isolierfilm (2) gebildeten Leitermuster (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) und
einer aus einem leitenden Material (11) gebildeten Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d), die wie ein Rahmen auf einer Seitenfläche des Leitermusters (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) vorgesehen ist,
wobei das Leitermuster (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) und der Kontakt (3a, 3b) elektrisch über die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) oder direkt miteinander ver bunden sind.
einem auf einem Substrat (1) vorgesehenen Isolierfilm (2),
einem Kontakt (3a, 3b), der aus einem leitenden Material (3), das in dem Iso lierfilm (2) vorgesehen ist und in einem von einer Bodenfläche des Isolierfilmes (2) zu einer Deckfläche des Isolierfilmes (2) gebildeten Kontaktloch vergraben ist, gebildet ist,
einem auf dem Isolierfilm (2) gebildeten Leitermuster (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) und
einer aus einem leitenden Material (11) gebildeten Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d), die wie ein Rahmen auf einer Seitenfläche des Leitermusters (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) vorgesehen ist,
wobei das Leitermuster (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) und der Kontakt (3a, 3b) elektrisch über die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) oder direkt miteinander ver bunden sind.
2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei der
die wie ein Rahmen auf der Seitenfläche des Leitermusters (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) vorgesehene Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) auf dem Kontakt (3a, 3b) angeordnet ist, und
ein Teil der Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) in dem Kontaktloch (9) vergraben ist.
die wie ein Rahmen auf der Seitenfläche des Leitermusters (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) vorgesehene Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) auf dem Kontakt (3a, 3b) angeordnet ist, und
ein Teil der Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) in dem Kontaktloch (9) vergraben ist.
3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der
das Leitermuster (4a, 4b) und die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) eine Verdrah
tung bilden.
4. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter mit
einem auf den Oberflächen des Leitermusters (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) und
der Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) vorgesehenen dielektrischen Film (13) und
einer auf einer Oberfläche des dielektrischen Filmes (13) vorgesehenen Zell
platte (14),
wobei das Leitermuster (4aa, 4bb, 16a, 16b) und die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) einen Speicherknoten (12a, 12b) bilden und
ein Kondensator (15a, 15b) durch den Speicherknoten (12a, 12b), den dielek trischen Film (13) und die Zellplatte (14) gebildet ist.
wobei das Leitermuster (4aa, 4bb, 16a, 16b) und die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) einen Speicherknoten (12a, 12b) bilden und
ein Kondensator (15a, 15b) durch den Speicherknoten (12a, 12b), den dielek trischen Film (13) und die Zellplatte (14) gebildet ist.
5. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der
eine Filmdicke des Leitermusters (16a, 16b) kleiner ist als eine vertikale Ab messung der Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) und
das Leitermuster (16a, 16b) und die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) einen zylindri schen Speicherknoten (17a, 17b) bilden.
eine Filmdicke des Leitermusters (16a, 16b) kleiner ist als eine vertikale Ab messung der Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) und
das Leitermuster (16a, 16b) und die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) einen zylindri schen Speicherknoten (17a, 17b) bilden.
6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der
eine in Kontakt mit dem dielektrischen Film (13) stehende Oberfläche des Spei
cherknotens (12a, 12b) rauh gehalten ist.
7. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der
ein Abstand zwischen zwei benachbarten Leitungsmustern (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) einer minimalen Abmessung entspricht und
ein Abstand zwischen den Seitenwänden (5a, 5b, 5c, 5d), die wie ein Rahmen auf Flächen auf Seiten, bei welchen die zwei Leitermuster (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) einander gegenüberliegend vorgesehen sind, vorgesehen sind, kleiner ist als die minimale Abmessung.
ein Abstand zwischen zwei benachbarten Leitungsmustern (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) einer minimalen Abmessung entspricht und
ein Abstand zwischen den Seitenwänden (5a, 5b, 5c, 5d), die wie ein Rahmen auf Flächen auf Seiten, bei welchen die zwei Leitermuster (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) einander gegenüberliegend vorgesehen sind, vorgesehen sind, kleiner ist als die minimale Abmessung.
8. Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung mit den Schritten:
Bilden eines Kontaktloches (9) in einem auf einem Substrat (1) vorgesehenen Isolierfilm (2) von einer Deckfläche des Isolierfilmes (2) zu einer Bodenfläche des Isolierfilmes,
Vorsehen eines leitenden Materiales (3) auf dem Isolierfilm (2) und Füllen ei nes Inneren des Kontaktloches (9) mit dem leitenden Material (3) derart, daß ein Kontakt (3a, 3b) erhalten wird,
Bilden eines Resistmusters (10) oberhalb des Kontaktes (3a, 3b) durch Durch führen eines photolithographischen Schrittes auf dem leitenden Material (3), selektives Durchführen eines anisotropen Ätzens für das leitende Material (3) unter Verwendung des Resistmusters (10) als eine Ätzmaske derart, daß ein Leitermuster (4a, 4b, 4aa, 4bb) erhalten wird, wodurch das Resistmuster (10) entfernt wird,
Bilden eines leitenden Filmes (11) auf einer Oberfläche des Leitermusters (4a, 4b, 4aa, 4bb) und der des Isolierfilmes (2) einschließlich des Kontaktes (3a, 3b) und
Durchführen eines anisotropen Ätzens für den leitenden Film (11) unter Ver wendung der Oberfläche des Isolierfilmes (2) als ein Ätzstopp derart, daß eine mit einer Seitenfläche des Leitermusters (4a, 4b, 4aa, 4bb) verbundene, lei tende Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) zurückgelassen wird.
Bilden eines Kontaktloches (9) in einem auf einem Substrat (1) vorgesehenen Isolierfilm (2) von einer Deckfläche des Isolierfilmes (2) zu einer Bodenfläche des Isolierfilmes,
Vorsehen eines leitenden Materiales (3) auf dem Isolierfilm (2) und Füllen ei nes Inneren des Kontaktloches (9) mit dem leitenden Material (3) derart, daß ein Kontakt (3a, 3b) erhalten wird,
Bilden eines Resistmusters (10) oberhalb des Kontaktes (3a, 3b) durch Durch führen eines photolithographischen Schrittes auf dem leitenden Material (3), selektives Durchführen eines anisotropen Ätzens für das leitende Material (3) unter Verwendung des Resistmusters (10) als eine Ätzmaske derart, daß ein Leitermuster (4a, 4b, 4aa, 4bb) erhalten wird, wodurch das Resistmuster (10) entfernt wird,
Bilden eines leitenden Filmes (11) auf einer Oberfläche des Leitermusters (4a, 4b, 4aa, 4bb) und der des Isolierfilmes (2) einschließlich des Kontaktes (3a, 3b) und
Durchführen eines anisotropen Ätzens für den leitenden Film (11) unter Ver wendung der Oberfläche des Isolierfilmes (2) als ein Ätzstopp derart, daß eine mit einer Seitenfläche des Leitermusters (4a, 4b, 4aa, 4bb) verbundene, lei tende Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) zurückgelassen wird.
9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, weiter mit den Schritten:
Bilden eines dielektrischen Filmes (13) auf einer Oberfläche eines Speicherkno tens (12a, 12b), der das Leitermuster (4aa, 4bb) und die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) enthält, und
Bilden einer Zellplatte (14) auf dem dielektrischen Film (13),
wobei ein den Speicherknoten (12a, 12b), den dielektrischen Film (13) und die Zellplatte (14) enthaltender Kondensator (15a, 15b) gebildet wird.
Bilden eines dielektrischen Filmes (13) auf einer Oberfläche eines Speicherkno tens (12a, 12b), der das Leitermuster (4aa, 4bb) und die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) enthält, und
Bilden einer Zellplatte (14) auf dem dielektrischen Film (13),
wobei ein den Speicherknoten (12a, 12b), den dielektrischen Film (13) und die Zellplatte (14) enthaltender Kondensator (15a, 15b) gebildet wird.
10. Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung mit den Schritten:
Bilden eines Kontaktloches (9) in einem auf einem Substrat (1) vorgesehen Isolierfilm (2) von einer Deckfläche des Isolierfilmes (2) zu einer Bodenfläche des Isolierfilmes (2),
Vorsehen eines leitenden Materiales (16) auf dem Isolierfilm (2) und Füllen ei nes Inneren des Kontaktloches (9) mit dem leitenden Material (16) derart, daß ein Kontakt (3a, 3b) erhalten wird,
Bilden einer Maskenschicht (19) auf dem leitenden Material (16),
Bilden eines Resistmusters (20) oberhalb des Kontaktes (3a, 3b) durch Durch führen eines photolithographischen Schrittes auf der Maskenschicht (19), selektives Durchführen eines anisotropen Ätzens für die Maskenschicht (19) und das leitende Material (16) unter Verwendung des Resistmusters (20) als eine Ätzmaske derart, daß eine Maske (19a, 19b) und ein Leitermuster (16a, 16b) erhalten werden, wodurch das Resistmuster (20) entfernt wird,
Bilden eines leitenden Filmes auf den Oberflächen der Maske (19a, 19b) und dem Leitermuster (16a, 16b) und einer Oberfläche des Isolierfilmes (2) ein schließlich einer Oberfläche des Kontaktes (3a, 3b),
Durchführen eines anisotropen Ätzens für den leitenden Film unter Verwen dung der Oberfläche des Isolierfilmes (2) als ein Ätzstopp derart, daß eine mit den Seitenflächen der Maske (19a, 19b) und des Leitermusters (16a, 16b) ver bundene, leitende Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) zurückgelassen wird, wodurch ein zylindrischer Speicherknoten (17a, 17b), der das Leitermuster (16a, 16b) und die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) enthält, erhalten wird,
Bilden eines dielektrischen Filmes (13) auf einer Oberfläche des zylindrischen Speicherknotens (17a, 17b) und
Bilden einer Zellplatte (14) auf einer Oberfläche des dielektrischen Filmes (13).
Bilden eines Kontaktloches (9) in einem auf einem Substrat (1) vorgesehen Isolierfilm (2) von einer Deckfläche des Isolierfilmes (2) zu einer Bodenfläche des Isolierfilmes (2),
Vorsehen eines leitenden Materiales (16) auf dem Isolierfilm (2) und Füllen ei nes Inneren des Kontaktloches (9) mit dem leitenden Material (16) derart, daß ein Kontakt (3a, 3b) erhalten wird,
Bilden einer Maskenschicht (19) auf dem leitenden Material (16),
Bilden eines Resistmusters (20) oberhalb des Kontaktes (3a, 3b) durch Durch führen eines photolithographischen Schrittes auf der Maskenschicht (19), selektives Durchführen eines anisotropen Ätzens für die Maskenschicht (19) und das leitende Material (16) unter Verwendung des Resistmusters (20) als eine Ätzmaske derart, daß eine Maske (19a, 19b) und ein Leitermuster (16a, 16b) erhalten werden, wodurch das Resistmuster (20) entfernt wird,
Bilden eines leitenden Filmes auf den Oberflächen der Maske (19a, 19b) und dem Leitermuster (16a, 16b) und einer Oberfläche des Isolierfilmes (2) ein schließlich einer Oberfläche des Kontaktes (3a, 3b),
Durchführen eines anisotropen Ätzens für den leitenden Film unter Verwen dung der Oberfläche des Isolierfilmes (2) als ein Ätzstopp derart, daß eine mit den Seitenflächen der Maske (19a, 19b) und des Leitermusters (16a, 16b) ver bundene, leitende Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) zurückgelassen wird, wodurch ein zylindrischer Speicherknoten (17a, 17b), der das Leitermuster (16a, 16b) und die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d) enthält, erhalten wird,
Bilden eines dielektrischen Filmes (13) auf einer Oberfläche des zylindrischen Speicherknotens (17a, 17b) und
Bilden einer Zellplatte (14) auf einer Oberfläche des dielektrischen Filmes (13).
11. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem
der Kontakt (3a, 3b) und das Leitermuster (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) elek
trisch durch die Seitenwand (5a, 5b, 5c, 5d), die wie ein Rahmen auf der Sei
tenfläche des Leitermusters (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) vorgesehen ist, ver
bunden wird, wenn zumindest ein Teil einer Deckfläche des Kontaktes (3a, 3b)
und das Leitermuster (4a, 4b, 4aa, 4bb, 16a, 16b) nicht überlagert werden.
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