DE19911150C1 - Verfahren zur Herstellung einer mikroelektronischen Struktur - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer mikroelektronischen StrukturInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer mikroelektronischen Struktur vorgeschlagen, bei dem eine Schichtstruktur (30), die ein Substrat (5) teilweise bedeckt und zumindest eine bis zu einer Seitenwand (35) der Schichtstruktur (30) reichende erste leitfähige Schicht (15, 20) aufweist, mit einer zweiten leitfähigen Schicht (45) bedeckt. Die zweite leitfähige Schicht (45) wird nachfolgend weitestgehend mit einem Ätzverfahren mit physikalischem Abtrag zurückgeätzt, wobei sich abgetragenes Material an der Seitenwand (35) der Schichtstruktur (30) ablagert. Das abgelagerte Material bildet an der Seitenwand (35) eine Schutzschicht (60), durch die die erste leitfähige Schicht (15, 20) vor einem Sauerstoffangriff weitestgehend geschützt werden soll.
Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Halbleitertechnologie
und betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mikroelek
tronischen Struktur, insbesondere ein Verfahren zur Herstel
lung von Halbleiterspeichern.
Bei der Herstellung von Halbleiterspeichern, die z. B. eine
mikroelektronische Struktur darstellen, werden in zunehmendem
Maße Materialien mit einer hohen Dielektrizitätskonstante
bzw. mit ferroelektrischen Eigenschaften als Kondensatordie
lektrikum eingesetzt. Im allgemeinen weisen derartige Halb
leiterspeicher eine Vielzahl von Speicherzellen auf, die zu
mindest einen Auswahltransistor und einen Speicherkondensator
umfassen. Der Speicherkondensator besteht dabei aus dem Kon
densatordielektrikum, welches sich zwischen zwei Elektroden
befindet. Ein geeignetes Kondensatordielektrikum mit ausrei
chend hoher Dielektrizitätskonstante ist beispielsweise Bari
um-Strontium-Titanat (BST). Dieses Material erfordert jedoch
bei seiner Abscheidung oder einer notwendigen Nachbehandlung
eine oxidierende Atmosphäre, die zu einem Angreifen der Elek
troden führen kann. Im ungünstigsten Fall werden die Elektro
den oxidiert und damit unbrauchbar. Daher wurden oxidations
resistente Materialien, z. B. Platin, als Elektrodenmateriali
en vorgeschlagen. Platin neigt jedoch bei hohen Temperaturen
bei unmittelbaren Kontakt mit Silizium zu einer Silizierung,
durch die die elektrische Leitfähigkeit der Elektroden ver
schlechtert wird. Daher wird üblicherweise zwischen der Pla
tinelektrode und einem mit Silizium gefüllten Kontaktloch ei
ne Diffusionsbarriere angeordnet, durch die eine Platin- bzw.
Siliziumdiffusion verhindert werden soll.
Darüber hinaus kann Sauerstoff relativ leicht durch Platin
hindurch diffundieren und dabei unter der Platinschicht ange
ordnete Schichten, beispielsweise die Platin- bzw. Silizium
diffusionsbarriere, oxidieren. Daher bedarf es einer weiteren
Diffusionsbarriere, die insbesondere eine Sauerstoffdiffusion
verhindert.
Häufig verwendete Barrierensysteme bestehen aus einer
Schichtkombination aus einer Titan- und einer Titannitrid
schicht bzw. aus einer Tantal- und Tantalnitridschicht. Auf
dieses Barrierensystem wird nachfolgend die Platinschicht
aufgetragen und gemeinsam mit dem Barrierensystem geätzt. Da
durch entsteht ein in der Regel planarer Schichtstapel mit
freiliegenden Barriereschichten an den Rändern des Schichten
stapels. Insbesondere diese Randgebiete sind bei der nachfol
genden Abscheidung des Kondensatordielektrikums der sauer
stoffhaltigen Atmosphäre ausgesetzt und können zumindest
teilweise oxidieren. Darüber hinaus hat es sich gezeigt, daß
bei der Abscheidung des Kondensatordielektrikums mittels ei
nes CVD-Prozesses (Chemical Vapor Deposition) die Schichtdic
ke des abgeschiedenen Kondensatordielektrikums von der jewei
ligen Unterlage (Platin bzw. Barriere) abhängen kann. Eine
unterschiedlich hohe Schichtdicke des Kondensatordielektri
kums führt jedoch bei Anlegen einer Spannung an die beiden
Elektroden des Speicherkondensators zu unterschiedlich hohen
Feldstärken, durch die es zu Frühausfällen des Kondensator
dielektrikums kommen kann. Weiterhin kann es durch die lokale
Aufoxidation der Barrierenschicht in den Randbereichen des
Schichtenstapels zu einer Volumenvergrößerung und damit zu
hohen mechanischen Spannungen oder zu einer Verschlechterung
des elektrischen Kontakts zum darunter befindlichen Substrat
kommen.
Zum Schutz der Barrierenschicht insbesondere in den Randbe
reichen des Schichtstapels werden gemäß EP 0 739 030 A2 ent
weder seitliche Passivierungsrandstege aus einem isolierenden
Material verwendet, oder die Barrierenschicht wird vollstän
dig mit einer leitfähigen sauerstoffresistenten Schicht be
legt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Barrieren
schicht zu vergraben. Der dazu notwendige Polierschritt ist
jedoch relativ aufwendig.
Aus der Literatur ist es ebenfalls bekannt, daß
sich beim reaktiven Ionenätzen (RIE) von Platin
dieses an den Seitenwänden eines Photolackmusters
ablagern kann, was zu unerwünschten Platinrückständen
beim Entfernen des Photolacks führt (Shibano, T.;
Oomari, T.; Siedewall deposition film in platinum etching
with Ar/halogen mixed gus plasmas. In: J. Vac. Sci.
Technol. B15 (5), Sep/Oct 1997, S. 1747-1751).
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah
ren zu benennen, bei dem die Randbereiche der Barrieren
schicht durch diese Ablagerungen vor einer Oxidation weitestgehend geschützt sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum
Herstellen einer mikroelektronischen Struktur mit folgenden
Schritten:
- - eine auf einem Substrat angeordnete Schichtstruktur, die das Substrat teilweise bedeckt und zumindest eine bis zu einer Seitenwand der Schichtstruktur reichende erste leit fähige Schicht aufweist, wird bereitgestellt;
- - auf die Schichtstruktur und das Substrat wird eine zweite leitfähige Schicht aufgebracht; und
- - die zweite leitfähige Schicht wird nachfolgend unter Ver wendung eines Ätzvarfahrens mit physikalischem Abtrag zu mindest teilweise vom Substrat abgetragen, so daß sich ab getragenes Material zumindest teilweise an der Seitenwand der Schichtstruktur ablagert.
Erfindungsgemäß wird auf die das Substrat teilweise bedecken
de Schichtstruktur und auf das Substrat selbst eine zweite
leitfähige Schicht aufgebracht. Dabei ist es nicht notwendig,
daß die zweite leitfähige Schicht die Schichtstruktur und das
Substrat konform belegen. Hingegen sollte die zweite leitfä
hige Schicht zumindest das freiliegende Substrat ausreichend
mit einer gewissen Schichtdicke belegen. Die zu schützende
Seitenwand der Schichtstruktur und insbesondere die bis zur
Seitenwand reichende erste leitfähige Schicht werden nachfol
gend durch einen geeignet gewählten Abtragungs- und Ablage
rungsprozeß mit Material aus der zweiten leitfähigen Schicht
belegt. Dies erfolgt insbesondere durch Verwendung eines Ätz
verfahrens mit physikalischem Abtrag, wodurch das Material
von der zweiten leitfähigen Schicht abgetragen wird, das sich
nachfolgend wieder auf der Oberfläche der Schichtstruktur und
des Substrats ablagern kann. Derartige Umlagerungsprozesse
werden beispielsweise durch Argonsputtern erreicht.
Bei dieser Umlagerung von Material schlägt sich auch abgelö
stes Material an der Seitenwand der Schichtstruktur nieder
und bedeckt diese. Die Höhe des Niederschlags hängt unter an
derem von der Neigung der Seitenwand, der Energiedosis der
auftreffenden Argonionen sowie der Winkelverteilung der her
ausgeschlagenen Atome ab.
Durch das Abtragen der zweiten leitfähigen Schicht wird diese
weitestgehend von der Oberseite der Schichtstruktur und dem
freiliegenden Substrat entfernt. Aufgrund der geometrischen
Verhältnisse erfolgt der Abtrag von Material von den Seiten
wänden der Schichtstruktur deutlich langsamer als von der
Oberseite der Schichtstruktur und dem freiliegenden Substrat.
Andererseits kann sich abgetragenes Material auf der gesamten
Oberfläche der Schichtstruktur und des Substrats wieder abla
gern, wobei dies jedoch mit einer cosinusförmigen Winkelver
teilung bezüglich der auftreffenden Sputteratome erfolgt. Die
gleichzeitig stattfindenden Abtragungs- und Ablagungsprozesse
führen zusammen jedoch zu einem Nettoabtrag der zweiten leit
fähigen Schicht von insbesondere der Oberseite der Schicht
struktur und dem freiliegenden Substrat und zu einem Netto
auftrag von abgetragenem Material insbesondere auf die Sei
tenwände der Schichtstruktur. Es kann daher auch von einer
Umlagerung von Material von im wesentlichen horizontalen Flä
chen auf im wesentlichen vertikale Flächen gesprochen werden,
wobei die im wesentlichen vertikalen Flächen etwa parallel
bzw. in einem spitzen Winkel zu den auftreffenden Sputterato
men liegen. Die Sputteratome werden dabei von den im Ätzver
fahren verwendeten Ätzsubstanzen, z. B. Argon, gebildet.
Bevorzugt sollte die zweite leitfähige Schicht eine ausrei
chende Dicke aufweisen, damit eine ausreichende Materialmenge
zur Redeponierung an den Seitenwänden bzw. der Seitenwand der
Schichtstruktur vorliegt. Es wird angestrebt, zumindest die
erste leitfähige Schicht vollständig mit wieder abgelagertem
Material aus der zweiten leitfähigen Schicht zu bedecken.
Bevorzugt wird mittels des Ätzverfahrens zumindest die zweite
leitfähige Schicht vollständig vom Substrat entfernt. Dabei
ist es unerheblich, ob die zweite leitfähige Schicht eben
falls vollständig von der Oberseite des Schichtstapels ent
fernt wird, oder teilweise auf dieser verbleibt.
Die erste leitfähige Schicht stellt im allgemeinen eine Bar
riere und/oder Haftschicht dar. Auf dieser Barrieren-
und/oder Haftschicht kann sich eine dritte leitfähige Schicht
befinden, die insbesondere bei Halbleiterspeichern als Elek
trodenmaterial Verwendung findet. Dies kann entweder eine
leitfähige Metallschicht oder eine leitfähige Metalloxid
schicht sein. Die Metallschicht kann insbesondere aus Platin,
Ruthenium, Iridium, Osmium, Rhodium, Rhenium oder Palladium
und die Metalloxidschicht insbesondere aus Rutheniumoxid,
Iridiumoxid, Rheniumoxid, Osmiumoxid, Strontium-Rutheniumoxid
oder Rhodiumoxid bestehen. Bevorzugt besteht die Schicht
struktur aus der unten sitzenden ersten leitfähigen Schicht
und aus der auf der Oberseite der ersten leitfähigen Schicht
angeordneten dritten leitfähigen Schicht.
Auf diese Schichtstruktur wird die zweite leitfähige Schicht,
die bevorzugt aus Platin besteht, aufgebracht und mit dem
Ätzverfahren mit physikalischem Abtrag auf der Oberfläche des
Substrats bzw. der Schichtstruktur verteilt, so daß sich ins
besondere an der Seitenwand der Schichtstruktur eine zusam
menhängende Platinschicht herausbildet. Diese soll insbeson
dere die Randbereiche der ersten leitfähigen Schicht bedecken
und diese insbesondere vor einem Sauerstoffangriff bei nach
folgenden Prozeßschritten schützen.
Sofern die zweite und dritte leitfähige Schicht aus demselben
Material bestehen, weist die Schichtstruktur nach dem Rückät
zen der zweiten leitfähigen Schicht eine vollständig aus ei
nem Material bestehende Oberfläche auf. Dies wirkt sich vor
teilhaft auf Schichteigenschaften von nachfolgend auf die
Schichtstruktur aufzubringende Schichten aus. Bevorzugt be
stehen die zweite und dritte leitfähige Schicht aus einem
Edelmetall, insbesondere aus Platin.
Durch das Ätzverfahren soll weiterhin die zweite leitfähige
Schicht möglichst vollständig von dem Substrat entfernt wer
den, damit benachbarte Schichtstrukturen elektrisch nicht
durch die zweite leitfähige Schicht verbunden werden.
Nach Herstellung der Seitenwandschutzschicht wird eine die
lektrische metalloxidhaltige Schicht möglichst konform abge
schieden. Für die dielektrische metalloxidhaltige Schicht,
die insbesondere bei einem Halbleiterspeicher das Hoch - ε -
Dielektrikum bzw. das ferroelektrische Kondensatordielektri
kum darstellt, werden insbesondere Metalloxide der allgemei
nen Form ABOx oder DOx verwendet, wobei A insbesondere für wenig
stens ein Metall aus der Gruppe Strontium (Sr), Wismut (Bi),
Niob (Nb), Blei (Pb), Zirkon (Zr), Lanthan (La), Lithium
(Li), Kalium (K), Kalzium (Ca) und Barium (Ba), B insbesonde
re für wenigstens ein Metall aus der Gruppe Titan (Ti), Niob
(Nb), Ruthenium (Ru), Magnesium (Mg), Mangan (Mn), Zirkon
(Zr) oder Tantal (Ta), D für Titan (Ti) oder Tantal (Ta) und
O für Sauerstoff steht. X kann zwischen 2 und 12 liegen. Die
se Metalloxide weisen je nach Zusammensetzung dielektrische
oder ferroelektrische Eigenschaften auf, wobei die angestreb
ten Hochdielektrikaeigenschaften (ε < 20) bzw. die hohe rema
nente Polarisation bei Ferroelektrika gegebenenfalls erst
nach einem Hochtemperaturschritt zur Kristallisation der Me
talloxide erreicht werden. Unter Umständen liegen diese Mate
rialien in polykristalliner Form vor, wobei häufig perowskit
ähnliche Kristallstrukturen, Mischkristalle, schichtförmige
Kristallstrukturen oder Supergitter beobachtet werden können.
Grundsätzlich eignen sich alle perowskitähnlichen Metalloxide
der allgemeinen Form ABOx zum Bilden der dielektrischen me
talloxidhaltigen Schicht. Dielektrische Materialien mit hohem
ε (ε < 50) bzw. Materialien mit ferroelektrischen Eigenschaf
ten sind beispielsweise Barium-Strontium-Titanat (BST,
Ba1-xSrxTiO3), niobiumdotiertes Strontium-Wismut-Tantalat
(SBTN, SrxBiy(TazNb1-z)O3, Strontium-Titanat (STO, SrTiO3),
Strontium-Wismut-Tantalat (SBT, SrxBiyTa2O9), Wismut-Titanat
(BTO, Bi4Ti3O12), Blei-Zirkonat-Titanat (PZT, Pb (ZrxTi1-x)O3),
Strontium-Niobat (SNO, Sr2Nb2O7), Kalium-Titanat-Niobat (KTN)
sowie Blei-Lanthan-Titanat (PLTO, (Pb, La)TiO3). Als Hoch - ε
- Dielektrikum kommt darüber hinaus auch Tantaloxid (Ta2O5)
zur Anwendung. Im folgenden soll unter dielektrisch sowohl
eine dielektrische, paraelektrische oder ferroelektrische
Schicht verstanden werden, so daß die dielektrische metal
loxidhaltige Schicht dielektrische, paraelektrische oder fer
roelektrische Eigenschaften aufweisen kann.
Neben dem Schutz der Seitenbereiche der ersten leitfähigen
Schicht weist die durch das erfindungsgemäße Verfahren herge
stellte mikroelektronische Struktur darüber hinaus auch eine
gleichmäßige Unterlage für die Abscheidung der dielektrischen
metalloxidhaltigen Schicht auf. Dies wird insbesondere da
durch erreicht, daß sowohl die dritte leitfähige Schicht als
auch die zweite leitfähige Schicht aus Platin bestehen, und
dadurch sowohl die Oberseite der Schichtstruktur als auch de
ren Seitenwände mit einer Platinschicht belegt sind. Die aus
dem gleichen Material bestehende Oberfläche der Schichtstruk
tur ermöglicht eine relativ gleichmäßige Kantenbedeckung der
Schichtstruktur mit der dielektrischen metalloxidhaltigen
Schicht, wodurch insbesondere lokal hohe elektrische Feld
stärken vermieden werden können. Darüber hinaus schützt die
an der Seitenwand der Schichtstruktur gebildete Schutzschicht
aus Platin die erste leitfähige Schicht weitestgehend vor ei
ner Oxidation.
Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei
spiels beschrieben und in Figuren skizzenhaft dargestellt. Es
zeigen:
Fig. 1 bis 5 verschiedene Verfahrensschritte bei der Her
stellung einer mikroelektronischen Struktur.
In Fig. 1 ist ein Substrat 5 dargestellt, auf dessen Ober
fläche 10 eine Titanschicht 15, eine Titannitridschicht 20
und eine Platinschicht 25 in Form eines Schichtenstapels sit
zen. Optional kann die Titanschicht 15 auch aus Tantal und
die Titannitridschicht 20 aus Tantalnitrid bestehen. Nachfol
gend werden die drei Schichten 15, 20 und 25 gemeinsam ge
ätzt, wobei voneinander getrennte Schichtstrukturen 30 auf
der Oberfläche 10 des Grundsubstrats verbleiben. Diese
Schichtstrukturen 30 umfassen jeweils die im unteren Bereich
angeordnete Titanschicht 15 und Titannitridschicht 20 und die
im oberen Bereich befindliche Platinschicht 25. Bei diesem
Ausführungsbeispiel stellt die Platinschicht 25 die dritte
leitfähige Schicht dar, hingegen bilden die Titanschicht 15
und die Titannitridschicht 20 gemeinsam die erste leitfähige
Schicht. Optional kann sich zwischen der Platinschicht 25 und
der Titannitridschicht 20 noch eine weitere Schicht, insbe
sondere eine Sauerstoffdiffusionsbarriere, befinden, die
ebenfalls zur ersten leitfähigen Schicht gerechnet werden
kann.
Die Schichtstrukturen 30 weisen jeweils zumindest eine Sei
tenwand 35 auf, die im vorliegenden Fall nahezu senkrecht zur
Oberfläche 10 des Substrats 5 ausgerichtet sind. Die Seiten
wand 35 kann jedoch auch geneigt sein. Die Neigung hängt ins
besondere von dem verwendeten Ätzprozeß zum Strukturieren der
Platinschicht 25, der Titanschicht 15 und der Titannitrid
schicht 20 ab. Andeutungsweise ist dies durch abgerundete Ec
ken 40 der Platinschicht 25 dargestellt. Sofern die Schicht
struktur 30 zylinderförmig ausgebildet ist, weist diese eine
einzige, die Schichtstruktur vollständig umlaufende Seiten
wand 35 auf. Unterhalb jeder Schichtstruktur 30 befindet sich
weiterhin ein mit Polysilizium gefüllte Kontaktloch 42, wel
ches das Substrat 5 durchsetzt und beispielsweise bis zu ei
nem hier nicht näher dargestellten Auswahltransistor führt.
Nachfolgend wird eine weitere Platinschicht 45, die hier die
zweite leitfähige Schicht darstellt, auf das Substrat 5 und
auf die Schichtstruktur 30 aufgebracht. Dabei ist es nicht
notwendig, daß die Seitenwand 35 der Schichtstruktur 30 mit
der weiteren Platinschicht 45 bedeckt wird. Dadurch können
zum Auftragen der Platinschicht 45 auch nichtkonforme Verfah
ren, z. B. Sputtern oder Aufdampfen, verwendet werden. An
schließend wird die weitere Platinschicht 45 durch einen
Sputterätzprozeß zurückgeätzt. Bei diesem Ätzverfahren werden
in der Regel Gasgemische aus Argon und weiteren Zusätzen,
z. B. Chlor und Sauerstoff, eingesetzt. Die Zusätze bewirken
insbesondere ein gleichmäßiges Zurückätzen der Platinschicht
45, wodurch sich relativ glatte Oberflächen erzeugen lassen.
Der eigentliche Abtrag der weiteren Platinschicht 45 erfolgt
während des Sputterätzprozesses durch Beschuß der weiteren
Platinschicht 45 mittels gerichteter Argonionen, d. h. die Ar
gonionen werden mittels eines elektrischen Feldes beschleu
nigt und treffen mit relativ hoher Geschwindigkeit auf die
weitere Platinschicht 45 auf. Der Winkel, unter denen die Ar
gonionen auf die weitere Platinschicht 45 auftreffen, kann
frei gewählt werden, sollte jedoch so eingestellt sein, daß
die zwischen zwei Schichtstrukturen 30 befindliche weitere
Platinschicht 45 von der Oberfläche 10 des Substrats 5 mög
lichst vollständig entfernt werden kann. Dies ist einerseits
für die vollständige elektrische Isolation benachbarter
Schichtstrukturen 30 und andererseits für eine möglichst
vollständige Bedeckung der Seitenwand 35 jeder Schichtstruk
tur 30 nötig. Die auftreffenden Argonionen sind mit Pfeilen
50 dargestellt.
Im Gegensatz zu den gerichteten Argonionen 50 weisen die aus
der weiteren Platinschicht 45 herausgeschlagenen Platinatome
eine Winkelverteilung auf, die im wesentlichen einer Cosinus
verteilung entspricht. Dadurch gelangen abgetragene
Platinatome an die Seitenwand bzw. Seitenwände 35 der
Schichtstrukturen 30 und können sich dort ablagern. Die her
ausgelösten Platinatome sind mit Pfeilen 55 gekennzeichnet.
Durch das Zurückätzen der weiteren Platinschicht 45 bilden
sich metallische Schutzschichten 60 in Form von seitlichen
Randstegen an der Seitenwand 35 der Schichtstruktur 30 her
aus. Diese bestehen nahezu vollständig aus abgetragenem Mate
rial aus der weiteren Platinschicht 45, die ihrerseits von
der Oberfläche 10 des Substrats 5 nahezu vollständig entfern
te wurde. Wichtig dabei ist, daß die Schichtstrukturen 30
nunmehr nicht mehr durch die Platinschicht 45 elektrisch mit
einander verbunden sind. Durch die aus Platin bestehende me
tallische Schutzschicht 60, die die Seitenwand 35 vollständig
bedeckt und bis zur Platinschicht 25 reicht, ist die Schicht
struktur 30 vollständig von einer Platinschicht überzogen.
Dadurch wird eine aus einem einzigen Material bestehende
Oberfläche für die nachfolgende Abscheidung der dielektri
schen metalloxidhaltigen Schicht bereitgestellt. Außerdem
schützt die metallische Schutzschicht 60 die Titanschicht 15
und die Titanschicht 20 in ihren Randbereichen 65, d. h. im
Bereich der Seitenwand 35 der Schichtstruktur 30. Ein weitere
Vorteil der mit diesem Verfahren hergestellten mikroelektro
nischen Struktur besteht darin, daß die aufgebrachte metalli
sche Schutzschicht 60 eventuell vorhandene scharfe Kanten der
Schichtstruktur überdeckt und leicht ausgleicht. Dadurch wer
den schwer zu bedeckende Topologien entschärft, wodurch ste
tige bzw. kontinuierlich verlaufende Höhenübergänge geschaf
fen werden, auf denen die nachfolgend aufzubringende dielek
trische metalloxidhaltige Schicht gleichmäßig und streßfrei
aufwachsen kann. Außerdem weist die metallische Schutzschicht
60 eine leichte Neigung auf, die ebenfalls zu einer verbes
serten Abscheidung der dielektrischen metalloxidhaltigen
Schicht beiträgt. Die beschriebene Struktur ist in Fig. 4
dargestellt.
Abschließend wird gemäß Fig. 5 auf die Schichtstruktur 30
und das Substrat 5 eine dielektrische metalloxidhaltige
Schicht 70, z. B. eine BST-Schicht, ganzflächig und konform
aufgetragen. Dies folgt bevorzugt mittels eines CVD-Prozesses
wobei die Schichtdicke zumindest im Bereich der metallischen
Schutzschicht 60 und der Platinschicht 25 aufgrund des glei
chen Materials nahezu konstant ist. Auf die dielektrische me
talloxidhaltige Schicht 70 wird abschließend ganzflächig und
weitestgehend konform eine obere Elektrodenschicht 75 aus
Platin aufgetragen. Ggf. muß die dielektrische metalloxidhal
tige Schicht 70 noch durch einen Hochtemperaturschritt in An
wesenheit von Sauerstoff einem Kristallisationsprozeß unter
worfen werden, durch den die angestrebten dielektrischen Ei
genschaften, d. h. entweder eine hohe relative Dielektrizi
tätskonstante oder remanente Polarisation, verbessert werden
sollen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere bei der Her
stellung von Halbleiterspeichern eingesetzt, bei denen sich
auf einem isolierenden Substrat 5 eine Vielzahl von Speicher
kondensatoren befindet, die bevorzugt in Form eines Stapels
aufgebaut sind. Dabei stellen die erste, zweite und dritte
leitfähige Schicht die untere Elektrode einschließlich not
wendiger Barrieren dar, die von einem Kondensatordielektrikum
(dielektrische metalloxidhaltige Schicht) und einer weiteren
oberen Elektrodenschicht bedeckt sind.
5
Substrat
10
Oberfläche
15
Titanschicht/erste leitfähige Schicht
20
Titannitridschicht/erste leitfähige Schicht
25
Platinschicht/dritte leitfähige Schicht
30
Schichtstruktur
35
Seitenwand
40
Ecken
42
Kontaktlöcher
45
Weitere Platinschicht/zweite leitfähige Schicht
50
Argonionen
55
abgetragene Pt-Atome
60
metallische Schutzschicht/seitlicher Randsteg
65
Randbereiche
70
dielektrische metalloxidhaltige Schicht
75
obere Elektrodenschicht
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung einer mikroelektronischen Struk
tur, mit folgenden Schritten:
- 1. eine auf einem Substrat (5) angeordnete Schichtstruktur (30), die das Substrat (5) teilweise bedeckt und zumindest eine bis zu einer Seitenwand (35) der Schichtstruktur (30) reichende erste leitfähige Schicht (15, 20) aufweist, wird bereitgestellt;
- 2. auf die Schichtstruktur (30) und das Substrat (5) wird ei ne zweite leitfähige Schicht (45) aufgebracht; und
- 3. die zweite leitfähige Schicht (45) wird nachfolgend unter Verwendung eines Ätzverfahrens mit physikalischem Abtrag zumindest teilweise vom Substrat (5) abgetragen, so daß sich abgetragenes Material zumindest teilweise an der Sei tenwand (35) der Schichtstruktur (30) ablagert.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
durch das abgetragene und an der Seitenwand (35) abgelagerte
Material eine zusammenhängende Schutzschicht (60) gebildet
wird, die zumindest die erste leitfähige Schicht (15, 20)
vollständig bedeckt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schichtstruktur (30) eine dritte leitfähige Schicht (25)
aufweist, die die erste leitfähige Schicht (15, 20) bedeckt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die erste leitfähige Schicht (15, 20) eine Barrieren-
und/oder Haftschicht (15, 20) ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Barrieren- und/oder Haftschicht (15, 20) aus einer Titan
nitrid/Titan- oder aus einer Tantalnitrid/Tantal-Kombination
besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die dritte leitfähige Schicht (25) eine Metallschicht (25)
ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Metallschicht (25) Platin, Ruthenium, Iridium, Osmium,
Rhodium, Rhenium, Palladium oder eine Legierung vorgenannter
Metalle enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die dritte leitfähige Schicht (25) eine Metalloxidschicht
(25) ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Metalloxidschicht (25) Rutheniumoxid, Iridiumoxid, Rheni
umoxid, Osmiumoxid, Strontium-Rutheniumoxid oder Rhodiumoxid
enthält.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite leitfähige Schicht (45) aus Platin besteht.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf die Schichtstruktur (30) eine dielektrische metalloxid
haltige Schicht (70) aufgebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die dielektrische metalloxidhaltige Schicht (70) ein Material
der allgemeinen Form ABOx oder DOx enthält, wobei A für we
nigstens ein Metall aus der Gruppe Strontium (Sr), Wismut
(Bi), Niob (Nb), Blei (Pb), Zirkon (Zr), Lanthan (La), Lithi
um (Li), Kalium (K), Kalzium (Ca) und Barium (Ba), B für we
nigstens eine Metall aus der Gruppe Titan (Ti), Niob (Nb),
Ruthenium (Ru), Magnesium (Mg), Mangan (Mn), Zirkon (Zr) oder
Tantal (Ta), D für Titan (Ti) oder Tantal (Ta), O für Sau
erstoff steht und X zwischen 2 und 12 liegt.
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