DE19946719A1 - Grabenkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Grabenkondensator und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/01—Manufacture or treatment
- H10B12/02—Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/03—Making the capacitor or connections thereto
- H10B12/038—Making the capacitor or connections thereto the capacitor being in a trench in the substrate
- H10B12/0385—Making a connection between the transistor and the capacitor, e.g. buried strap
Abstract
Die vorliegende Erfindung umfaßt einen Grabenkondensator (160) zur Verwendung in einer Halbleiterspeicherzelle (100). Der Grabenkondensator (160) ist in einem Substrat (101) gebildet und besteht aus einem Graben (108) mit einem oberen Bereich (109) und einem unteren Bereich (111); einem Isolationskragen (168), der in dem oberen Bereich (109) des Grabens (108) gebildet ist; einer vergrabenen Wanne (170), die von dem unteren Bereich (111) des Grabens (108) durchsetzt ist; einer vergrabenen Platte (165), als äußere Kondensatorelektrode, die um den unteren Bereich (111) des Grabens (108) gebildet ist; einer dielektrischen Schicht (164), als Kondensatordielektrikum, zur Verkleidung des unteren Bereichs (111) des Grabens (108) und des Isolationskragens (168); einer leitenden Grabenfüllung (161), welche in den Graben (108) gefüllt ist; einer leitenden Kontaktschicht (420), die sich in dem Graben (108) oberhalb des Isolationskragens (168) zwischen dem Substrat (101) und der leitenden Grabenfüllung (161) befindet und als Diffusionsbarriere wirkt. Dadurch ist es möglich, den Grabenkondenstor dichter an dem Transistor anzuordnen, da der Transistor nicht durch Material beschädigt wird, das sich in der leitenden Grabenfüllung (161) befindet.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Grabenkondensator und
ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
Obwohl auf beliebige Grabenkondensatoren anwendbar, wird die
vorliegende Erfindung in bezug auf einen in einer DRAM-Spei
cherzelle verwendeten Grabenkondensator erläutert. Zu Diskussi
onszwecken wird die Erfindung hinsichtlich der Bildung einer
einzelnen Speicherzelle beschrieben.
Integrierte Schaltungen (ICs) oder Chips verwenden Kondensato
ren zum Zwecke der Ladungsspeicherung, wie zum Beispiel ein dy
namischer Schreib-/Lesespeicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM).
Der Ladungszustand in dem Kondensator repräsentiert dabei ein
Datenbit.
Ein DRAM-Chip enthält eine Matrix von Speicherzellen, welche in
Form von Zeilen und Spalten angeordnet sind und von Wortleitun
gen und Bitleitungen angesteuert werden. Das Auslesen von Daten
aus den Speicherzellen, oder das Schreiben von Daten in die
Speicherzellen, wird durch die Aktivierung geeigneter Wortlei
tungen und Bitleitungen bewerkstelligt.
Üblicherweise enthält eine DRAM-Speicherzelle einen mit einem
Kondensator verbundenen Transistor. Der Transistor enthält zwei
Diffusionsgebiete, welche durch einen Kanal voneinander ge
trennt sind, der von einem Gate gesteuert wird. Abhängig von
der Richtung des Stromflusses wird ein Diffusionsbereich als
Drain und der andere als Source bezeichnet. Das Drain-Gebiet
ist mit der Bitleitung, das Source-Gebiet ist mit dem Graben
kondensator und das Gate ist mit der Wortleitung verbunden.
Durch Anlegen geeigneter Spannungen an das Gate wird der Tran
sistor so gesteuert, daß ein Stromfluß zwischen dem Drain-
Gebiet und dem Source-Gebiet durch den Kanal ein- und ausge
schaltet wird.
Die in dem Kondensator gespeicherte Ladung baut sich mit der
Zeit, aufgrund von Leckströmen ab. Bevor sich die Ladung auf
einen unbestimmten Pegel unterhalb eines Schwellwertes abgebaut
hat, muß der Speicherkondensator aufgefrischt werden. Aus die
sem Grund werden diese Speicherzellen als dynamisches RAM
(DRAM) bezeichnet. Aus der Patentschrift US 5,867,420 sind die
Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 bekannt.
Das zentrale Problem bei den bekannten DRAM-Varianten ist die
Erzeugung einer ausreichend großen Kapazität des Grabenkonden
sators. Diese Problematik verschärft sich in Zukunft durch die
fortschreitende Miniaturisierung von Halbleiterbauelementen.
Die kontinuierliche Erhöhung der Integrationsdichte bedeutet,
daß die pro Speicherzelle zur Verfügung stehende Fläche und da
mit die Kapazität des Grabenkondensators immer weiter abnimmt.
Eine zu geringe Kapazität des Grabenkondensators kann die Funk
tionstüchtigkeit und Verwendbarkeit der Speichervorrichtung
widrig beeinflussen, da eine zu geringe Ladungsmenge auf ihm
gespeichert wird.
Beispielsweise erfordern Leseverstärker einen ausreichenden
Signalpegel für ein zuverlässiges Auslesen der in der Speicher
zelle befindlichen Information. Das Verhältnis der Speicherka
pazität zu der Bitleitungskapazität ist entscheidend bei der
Bestimmung des Signalpegels. Falls die Speicherkapazität zu ge
ring ist, kann dieses Verhältnis zu klein zur Erzeugung eines
hinreichenden Signals sein.
Ebenfalls erfordert eine geringere Speicherkapazität eine höhe
re Auffrischfrequenz, denn die in dem Grabenkondensator gespei
cherte Ladungsmenge ist durch seine Kapazität begrenzt und
nimmt zusätzlich durch Leckströme ab. Wird eine Mindestladungs
menge in dem Speicherkondensator unterschritten, so ist es
nicht mehr möglich, die in ihm gespeicherte Information mit den
angeschlossenen Leseverstärkern auszulesen, die Information
geht verloren und es kommt zu Lesefehlern.
Zur Vermeidung von Lesefehlern bietet sich die Reduktion der
Leckströme an. Zum einen können Leckströme durch Transistoren,
zum anderen Leckströme durch Dielektrika, wie zum Beispiel das
Kondensatordielektrikum, reduziert werden. Durch diese Maßnah
men kann eine unerwünscht verringerte Haltezeit (Retention Ti
me) verlängert werden.
Üblicherweise wird in DRAMs ein Grabenkondensator verwendet.
Ein Grabenkondensator hat eine dreidimensionale Struktur, wel
che in einem Siliziumsubstrat ausgebildet ist. Eine Erhöhung
der Kondensatorelektrodenfläche und damit der Kapazität des
Grabenkondensators kann durch tieferes Ätzen in das Substrat
erreicht werden. Dabei bewirkt die Steigerung der Kapazität des
Grabenkondensators keine Vergrößerung der von der Speicherzelle
beanspruchten Substratoberfläche. Dieses Verfahren ist aber
auch beschränkt, da die erzielbare Ätztiefe des Grabenkondensa
tors von dem Grabendurchmesser abhängt, und bei der Herstellung
nur bestimmte, endliche Aspektverhältnisse erzielbar sind.
Bei fortschreitender Erhöhung der Integrationsdichte nimmt die,
pro Speicherzelle zur Verfügung stehende Substratoberfläche,
immer weiter ab. Die damit verbundene Reduktion des Graben
durchmessers führt zwangsläufig zu einer Verringerung der Gra
benkondensatorkapazität. Ist die Grabenkondensatorkapazität so
gering bemessen, daß die speicherbare Ladung nicht zum einwand
freien Auslesen mit den nachgeschalteten Leseverstärkern aus
reicht, so hat dies Lesefehler zur Folge.
Aus der Patentanmeldung US 5,360,758 ist bekannt, daß bei Spei
cherzellen mit Grabenkondensator und Transistor ein Mindestab
stand zwischen dem Grabenkondensator und dem Transistor einge
halten werden muß. Dies ist erforderlich, da bei Temperatur
schritten der elektrische Kontakt zwischen dem Grabenkondensa
tor und dem Transistor durch Ausdiffusion von Dotierstoff, der
sich ursprünglich in dem Grabenkondensator befindet, herge
stellt wird. Die Ausdiffusion des Dotierstoffs erstreckt sich
dabei typischerweise über Strecken, die länger als 100 Nanome
ter sind. Hierbei muß sichergestellt werden, daß der Dotier
stoff nicht in den Kanal des Transistors diffundiert, dadurch
zu erhöhten Leckströmen durch den Transistor führt und die be
treffende Speicherzelle unbrauchbar macht. Das bedeutet, daß
eine theoretisch ohne Ausdiffusion mögliche Speicherzelle um
die Größe der Ausdiffusion vergrößert werden muß.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die
Kapazität des Grabenkondensators, unter Konstanthaltung der
Substratoberfläche, die von einer Speicherzelle genutzt wird,
zu erhöhen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der
Schaffung eines entsprechenden Herstellungsverfahrens.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den in Anspruch 1 an
gegebenen Grabenkondensator gelöst. Weiterhin wird die gestell
te Aufgabe durch das in Anspruch 11 angegebene Verfahren ge
löst.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Un
teransprüche.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht in
der Vergrößerung des Grabens 108 in Richtung des Transistors
110, unter Konstanthaltung der Substratoberfläche, die von der
Speicherzelle 100 verwendet wird. Dadurch wird der Anteil des
Grabenkondensators 160 an der verwendeten Substratoberfläche
vergrößert und seine Kapazität nimmt zu. Dies wird durch die
Verwendung einer leitenden Kontaktschicht 420 ermöglicht, die
als Diffusionsbarriere dient. In herkömmlichen Grabenkondensa
toren ist diese Diffusionsbarriere nicht vorhanden und der
elektrische Anschluß des Grabenkondensators 160 an den Transi
stor 110 wird durch die Ausdiffusion von Dotierstoffen aus ei
ner leitenden Grabenfüllung 161, zur Bildung eines vergrabenen
Kontakts 250, hergestellt. Die Diffusionsbarriere verhindert
die Ausdiffusion von Materialien wie zum Beispiel Dotierstoffen
oder Metallen, aus denen die Grabenfüllung 161 besteht, in das
Substrat 101, so daß der Transistor 110 vor den Materialien,
aus denen die leitende Grabenfüllung 161 besteht, geschützt ist
und seine vorteilhaften Eigenschaften behält. Der Anschluß des
Grabenkondensators an den Transistor wird in diesem Fall durch
die leitende Kontaktschicht 420 hergestellt. Die leitende Kon
taktschicht 420 gewährleistet einen niederohmigen Anschluß an
die leitende Grabenfüllung 161 und an das Source-Gebiet 114
bzw. an einen zusätzlich eingebrachten, vergrabenen Kontakt
250. Dadurch kann der Abstand zwischen Grabenkondensator und
Transistor verringert werden. Zusätzlich kann unter Beibehal
tung des Lithographiemaßes und der, von der Speicherzelle ge
nutzten Substratoberfläche, der Grabenkondensator in Richtung
des Transistors vergrößert werden.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung befindet sich
in dem Graben 108, oberhalb der leitenden Grabenfüllung 161,
eine vergrabene Brücke 162, wodurch eine bessere Prozeßkontrol
le bei der Herstellung des Vergrabenen Kontakts 250 ermöglicht
wird, denn durch das Einsenken der leitenden Grabenfüllung 161
mit einem Ätzprozeß mit Endpunktkontrolle kann die Einsenktiefe
besser bestimmt werden. In dieser Ausführung stellt die einge
senkte leitende Grabenfüllung 161 zusammen mit der vergrabenen
Brücke 162 die leitende Grabenfüllung dar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird
das Source-Gebiet 114 des Transistors 110 so gebildet, daß es
bis an die leitende Kontaktschicht 420 heranreicht. Dadurch
wird ein niederohmiger Anschluß des Transistors 110 an die lei
tende Kontaktschicht 420 und damit an die leitende Grabenfül
lung 161 bzw. die vergrabene Brücke 162 erreicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung befin
det sich in dem Substrat 101 unterhalb einer Substratoberfläche
400 der vergrabene Kontakt 250, der bis an die leitende Kon
taktschicht 420 heranreicht, so daß der vergrabene Kontakt 250
in vorteilhafterweise die vergrabene Brücke 162 beziehungsweise
die Grabenfüllung 161 elektrisch mit dem Source-Gebiet 114 des
Transistors 110 verbindet. Zur Bildung des vergrabenen Kontakts
250 kann Dotierstoff mittels einer senkrechten oder schrägen
Implantation, mittels Plasmadotierung oder mittels Gasphasendo
tierung durch die Substratoberfläche 400 eingebracht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Er
findung wird ein zusätzlicher seitlicher Isolationssteg 410 an
eine Seitenwand des Gates eines Transistors angebracht, um den
Transistor vor dem Dotierstoff, der zur Bildung des vergrabenen
Kontakts 250 verwendet wird, zu schützen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist
die leitende Kontaktschicht 420 eine Diffusionsbarriere für Ma
terialien, die sich in der Grabenfüllung 161 beziehungsweise in
der vergrabenen Brücke 162 befinden. Dadurch wird der Transi
stor 110 vor Materialien geschützt, welche seine Funktion wid
rig beeinflussen können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist eine Grabenisolierung 180 (STI), welche einen Isolationsbe
reich 181 aufweist, so angebracht, daß der Graben 108 minde
stens teilweise von dem Isolationsbereich 181 abgedeckt wird.
Dadurch wird die passierende Wortleitung 120' von der leitenden
vergrabenen Brücke 162 bzw. der leitenden Grabenfüllung 161
isoliert, welche die innere Kondensatorelektrode bildet.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, daß die leitende Kontaktschicht 420 aus Wolframnitrid WN,
Titannitrid TiN oder Tantalnitrid TaN ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah
rens bildet eine vergrabene Brücke 162 in dem Graben 108 ober
halb der leitenden Grabenfüllung 161.
Eine vorteilhafte Ausprägung des Herstellungsverfahrens bildet
eine Grabenisolierung 180 mit einem Isolationsbereich 181, wo
bei die Unterkante 182 des Isolationsbereiches 181 oberhalb der
unteren Begrenzung 251 des vergrabenen Kontakts 250 gebildet
wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens bildet einen seitlichen Isolationssteg 410 an einem Ga
te 112. Der seitliche Isolationssteg 410 dient als Maske für
das Einbringen von Dotierstoff durch die Substratoberfläche
400, wodurch ein vergrabener Kontakt 250 gebildet wird.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt und nachfolgend näher erläutert.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer DRAM-Speicher
zelle gemäß der vorliegenden Erfindung, ent
sprechend einer ersten Ausführungsform des er
findungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer DRAM-
Speicherzelle gemäß der vorliegenden Erfindung,
entsprechend einer zweiten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 3a eine Anordnung von Grabenkondensator, Transi
stor, Bitleitungskontakt, Wortleitung und pas
sierender Wortleitung, wie sie aus dem Stand
der Technik bekannt ist;
Fig. 3b eine Anordnung von Grabenkondensator, Transi
stor, Bitleitungskontakt, Wortleitung und pas
sierender Wortleitung, wie sie in einem weite
ren Ausführungsbeispiel einer DRAM-Speicherzel
le gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt
ist;
Fig. 4a bis g eine erste Ausführungsform des erfindungsgemä
ßen Verfahrens zur Herstellung der DRAM-Spei
cherzelle nach Fig. 1;
Fig. 5a und b eine weitere Ausführungsform einer DRAM-Spei
cherzelle gemäß der vorliegenden Erfindung zur
Herstellung der DRAM-Speicherzelle nach Fig.
2.
Fig. 6a und b eine weitere Ausführungsform einer DRAM-Spei
cherzelle gemäß der vorliegenden Erfindung zur
Herstellung der DRAM-Speicherzelle nach Fig.
2.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder
funktionsgleiche Elemente.
Mit Bezug auf Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung gezeigt. Die dargestellte Speicherzelle 100
besteht aus einem Grabenkondensator 160 und einem Transistor
110. Der Grabenkondensator 160 wird in einem Substrat 101 ge
bildet. In dem Substrat 101 ist eine vergrabene Wanne 170 ein
gebracht, die zum Beispiel aus Dotierstoff besteht. Der Graben
kondensator 160 weist einen Graben 108 mit einem oberen Bereich
109 und einem unteren Bereich 111 auf. In dem oberen Bereich
109 des Grabens 108 befindet sich ein Isolationskragen 168. Der
untere Bereich des Grabens durchdringt die vergrabene Wanne 170
zumindest teilweise. Um den unteren Bereich 111 des Grabens 108
ist eine vergrabene Platte 165 angeordnet, welche die äußere
Kondensatorelektrode bildet. Die vergrabenen Platten 165 der
benachbarten Speicherzellen werden durch die vergrabene Wanne
170 miteinander elektrisch verbunden.
Der untere Bereich 111 des Grabens 108 und der Isolationskragen
168 sind mit einer dielektrischen Schicht 164 verkleidet, wel
che das Speicherdielektrikum des Grabenkondensators bildet. Die
dielektrische Schicht 164 kann aus Schichten beziehungsweise
Schichtstapeln hergestellt werden, die aus Oxid, Nitrid, oder
Oxinitrid bestehen. Es können auch Speicherdielektrika verwen
det werden, die eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweisen,
wie zum Beispiel Tantaloxid, BST (Barium-Strontium-Titanat),
sowie jedes andere geeignete Dielektrikum.
Der Graben 108 ist mit einer leitenden Grabenfüllung 161 aufge
füllt, welche die innere Kondensatorelektrode bildet.
Der Transistor 110 besteht aus einem Source-Gebiet 114 und ei
nem Drain-Gebiet 113, welches mit einem randlosen Kontakt 183
verbunden ist. Weiterhin besteht der Transistor 110 aus einem
Kanal 117, der durch ein Gate 112 gesteuert wird. Das Gate 112
ist mit einer Wortleitung 120 verbunden. Der randlose Kontakt
183 ist mit einer Bitleitung 185 verbunden, die oberhalb einer
dielektrischen Schicht 189 verläuft.
Oberhalb des Isolationskragens 168 befindet sich zwischen dem
Substrat 101 und der Grabenfüllung 161 eine leitende Kontakt
schicht 420, welche dazu dient, den elektrischen Kontakt zwi
schen dem Source-Gebiet 114 des Transistors 110 und der leiten
den Grabenfüllung 161 herzustellen. Zusätzlich hat die leitende
Kontaktschicht 420 die Aufgabe, den Transistor 110 vor Materia
lien zu schützen, aus denen die Grabenfüllung 161 besteht und
die den Transistor schädigen könnten. Dabei kann es sich zum
Beispiel um Dotierstoffe handeln, mit denen die leitende Gra
benfüllung 161 dotiert ist. Bei einem Temperaturschritt verhin
dert die leitende Kontaktschicht 420 die Ausdiffusion des Do
tierstoffs in den Transistor 110.
Oberhalb einer Grabenisolierung 180 verläuft in dieser Variante
eine passierende Wortleitung 120' (Passing Word Line), die
durch die Grabenisolierung 180 von der Grabenfüllung 161 iso
liert wird. Die Grabenisolierung 180 weist einen Isolationsbe
reich 181 auf, der eine Unterkante 182 besitzt. An dem Gate 112
des Transistors 110 kann sich bei einer Variante der Speicher
zelle 100 ein seitlicher Isolationssteg 410 (Spacer) befinden.
In dem Bereich des Source-Gebiets 114, unterhalb einer Substra
toberfläche 400, kann sich bei einer weiteren Variante der
Speicherzelle 100 ein vergrabener Kontakt 250 befinden. Dieser
besitzt dann eine untere Begrenzung 251.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen
Grabenkondensators 160 gezeigt, die sich von der in Fig. 1
dargestellten Variante durch eine leitende vergrabene Brücke
162 unterscheidet, welche sich oberhalb der leitenden Graben
füllung 161 befindet und eine Grenzfläche 200 zwischen der lei
tenden Grabenfüllung 161 und der vergrabenen Brücke 162 bildet.
In Fig. 3a ist die Draufsicht auf eine Speicherzelle 100 ge
zeigt, welche eine herkömmliche DRAM-Speicherzelle ohne die er
findungsgemäßen Verbesserungen darstellt. Die Wortleitung 120
und die passierende Wortleitung 120' verlaufen oberhalb der
Speicherzelle 100. Neben der Wortleitung 120 ist der randlose
Bitleitungskontakt 183 angeordnet. Unterhalb des randlosen Bit
leitungskontakts 183 befindet sich das Drain-Gebiet 113 des
Transistors 110. Neben dem randlosen Bitleitungskontakt 183 be
findet sich unterhalb der Wortleitung 120 der Kanal 117 des
Transistors 110. Neben dem Kanal 117 des Transistors 110 befin
det sich das Source-Gebiet 114, welches den Kanal 117 an den
Grabenkondensator 160, der sich in dem Graben 108 befindet, an
schließt. Die passierende Wortleitung 120' verläuft oberhalb
des Grabens 108.
In Fig. 3b ist die Ausführung der Speicherzelle 100 mit dem
erfindungsgemäßen Grabenkondensators 160 dargestellt. Oberhalb
der Speicherzelle 100 verlaufen die Wortleitung 120 und die
passierende Wortleitung 120'. Neben der Wortleitung 120 ist der
randlose Bitleitungskontakt 183 angeordnet. Unterhalb des rand
losen Bitleitungskontakts 183 befindet sich das Drain-Gebiet
113 des Transistors 110. Dieses ist an den Kanal 117 des Tran
sistors 110 angeschlossen, welcher sich neben dem randlosen
Bitleitungskontakt 183 und unterhalb der Wortleitung 120 befin
det. Neben dem Kanal 117 befindet sich das Source-Gebiet 114
des Transistors 110. Dieses ist auf der einen Seite an den Ka
nal 117 und auf der anderen Seite an den Grabenkondensator 160
angeschlossen, der sich in dem Graben 108 befindet. Die passie
rende Wortleitung 120' verläuft oberhalb des Grabens 108. Im
Vergleich zu Fig. 3a ist in Fig. 3b die Vergrößerung des Gra
bens deutlich zu erkennen. Die vom Graben 108 verwendete Sub
stratoberfläche ist bei konstantgehaltener Fläche der Speicher
zelle 100 in Richtung des Transistors 110 vergrößert worden. Zu
diesem Zweck ist das Source-Gebiet 114 in entsprechender Weise
verkleinert worden, was durch die leitende Kontaktschicht 420,
die als Barriere dient, ermöglicht wird.
Mit Bezug auf Fig. 4a wird das Substrat 101 bereitgestellt,
auf dem die DRAM-Speicherzelle herzustellen ist. Bei der vor
liegenden Variante ist das Substrat 101 leicht mit p-Typ Do
tierstoffen dotiert, wie zum Beispiel Bor. In das Substrat 101
wird in geeigneter Tiefe eine n-dotierte, vergrabene Wanne 170
gebildet. Zur Dotierung der vergrabenen Wanne 170 kann Phosphor
oder Arsen als Dotierstoff verwendet werden. Die vergrabene
Wanne 170 kann zum Beispiel durch Implantation erzeugt werden.
Sie dient zur Isolation der p-Wanne von dem Substrat 101 und
bildet zusätzlich eine leitende Verbindung zwischen den vergra
benen Platten 165 der benachbarten Grabenkondensatoren. Alter
nativermaßen kann die vergrabene Wanne 170 durch epitaktisch
aufgewachsene, dotierte Siliziumschichten oder durch eine Kom
bination von Kristallwachstum (epitaxy) und Implantation gebil
det werden. Diese Technik ist in dem US-Patent 5,250,829 von
Bronner et al. beschrieben.
Ein Unterbaustapel 107 wird auf der Oberfläche des Substrats
101 gebildet und umfaßt beispielsweise eine Unterbau-Oxid
schicht 104 und eine Unterbau-Stoppschicht 105, welche als Po
litur- oder Ätzstopp verwendet werden kann und beispielsweise
aus Nitrid besteht. Oberhalb der Unterbau-Stoppschicht 105 ist
eine Hartmaskenschicht 106 vorgesehen, welche aus Tetra-Ethyl-
Ortho-Silicate (TEOS) oder anderen Materialien, wie zum Bei
spiel Borsilikatglas (BSG), bestehen kann. Zusätzlich kann eine
Antireflexionsbeschichtung (ARC) verwendet werden, um die li
thographische Auflösung zu verbessern.
Die Hartmaskenschicht 106 wird unter Verwendung üblicher photo
lithographischer Techniken strukturiert um einen Bereich 102 zu
definieren, in dem in Graben 108 zu bilden ist. Anschließend
wird die Hartmaskenschicht 106 als Ätzmaske für einen reaktiven
Ionenätzschritt (RIE) verwendet, der den tiefen Graben 108 bil
det.
In dem Graben 108 wird eine natürliche Oxidschicht 151 gebil
det, die in späteren Ätzschritten als Ätzstopp dient. Anschlie
ßend wird der Graben mit einer Isolationskragen-Opferschicht
152 gefüllt, die eine ausreichende Temperaturstabilität bis
1100°C gewährleistet und selektiv gegenüber Nitrid und/oder
Oxid entfernbar ist, wie zum Beispiel Poly-, amorphes - Silizi
um oder andere geeignete Materialien. In dieser Prozeßvariante
besteht die Isolationskragen-Opferschicht 152 aus Polysilizium.
Wie in Fig. 4b gezeigt, wird die Polysilizium-Opferschicht 152
bis zur Unterseite des zu bildenden Isolationskragens 168 ent
fernt. Das Entfernen der Opferschicht 152 kann zum Beispiel
durch Planarisieren mit chemisch-mechanischem Polieren (CMP)
oder chemischem Trockenätzen (CDE) oder einem selektiven Io
nenätzen durchgeführt werden. Anschließend wird durch selekti
ves Ionenätzen die Isolationskragen-Opferschicht 152 in den
Graben 108 eingesenkt. Die Verwendung einer chemischen Troc
kenätzung zum Einsenken des Polysiliziums 152 in den Graben
108, ist ebenfalls möglich.
Anschließend wird eine dielektrische Schicht auf dem Wafer ab
geschieden, welche den Unterbaustapel 107 und die Seitenwände
des Grabens 108 in seinem oberen Bereich 109 bedeckt. Die die
lektrische Schicht wird zur Bildung des Isolationskragens 168
verwendet und besteht beispielsweise aus Oxid. Anschließend
wird die dielektrische Schicht beispielsweise durch reaktives
Ionenätzen (RIE) oder mir CDE geätzt, um den Isolationskragen
168 zu bilden. Die chemischen Mittel für das reaktive Ionenät
zen werden derart gewählt, daß das Oxid selektiv gegenüber dem
Polysilizium der Isolationskragen-Opferschicht 152 und dem Ni
trid der Hartmaskenschicht 106 geätzt wird.
Mit Bezug auf Fig. 4c wird die Isolationskragen-Opferschicht
152 aus dem unteren Bereich des Grabens 108 entfernt. Dies wird
vorzugsweise durch CDE erreicht, wobei die dünne natürliche
Oxidschicht 151 als CDE-Ätzstopp dient. Alternativermaßen kann
eine Naßätzung, beispielsweise unter Verwendung von KOH oder
einer HF, HNO3 und CH3COOH Mischung ebenfalls beim Entfernen
der Isolationskragen-Opferschicht 152 verwendet werden. Nach
Entfernung der Isolationskragen-Opferschicht 152 wird die dünne
natürliche Oxidschicht 151 z. B. mit HF-Dampf entfernt und eine
vergrabene Platte 165 mit n-Typ Dotierstoffen, wie zum Beispiel
Arsen oder Phosphor als äußere Kondensatorelektrode gebildet.
Der Isolationskragen 168 dient dabei als Dotiermaske, welche
die Dotierung auf den unteren Bereich 111 des Grabens 108 be
schränkt. Zur Bildung der vergrabenen Platte 165 kann eine Gas
phasendotierung, eine Plasmadotierung oder eine Plasmaimmer
sions-Ionenimplantation (PIII) verwendet werden. Diese Techni
ken sind beispielsweise in Ransom et al., J. Electrochemical.
Soc., Band 141, Nr. 5 (1994), S. 1378 ff.; US-Patent 5,344,381
und US-Patent 4,937,205 beschrieben. Eine Ionenimplantation un
ter Verwendung des Isolationskragens 168 als Dotiermaske ist
ebenfalls möglich. Alternativermaßen kann die vergrabene Platte
165 unter Verwendung eines dotierten Silikatglases, wie zum
Beispiel ASG, als Dotierstoffquelle, gebildet werden. Diese Va
riante ist beispielsweise in Becker et al., J. Electrochemical.
Soc., Band 136 (1989), S. 3033 ff. beschrieben. Wird dotiertes
Silikatglas zur Dotierung verwendet, so wird es nach der Bil
dung der vergrabenen Platte 165 entfernt.
Mit Bezug auf Fig. 4d wird eine dielektrische Schicht 164 ge
bildet, welche die Oberfläche des Unterbaustapels 107 und das
innere des Grabens 108 bedeckt. Die dielektrische Schicht 164
dient als Speicherdielektrikum, zum Separieren der Kondensato
relektroden. Bei einer Variante besteht die dielektrische
Schicht 164 aus einem Oxid, einem Nitrid, einem Oxinitrid oder
einem Schichtstapel aus Oxid und Nitridschichten. Auch Materia
lien mit einer hohen Dielektrizitätskonstante, wie zum Beispiel
Tantaloxid oder Titanoxid können verwendet werden.
Die leitende Grabenfüllung 161, die beispielsweise aus dotier
tem Poly- oder amorphem - Silizium bestehen kann, wird zum Fül
len des Grabens 108 und zum Bedecken des Unterbaustapels 107
abgeschieden. Hierzu können beispielsweise CVD oder andere be
kannte Prozeßtechniken verwendet werden.
Mit Bezug auf Fig. 4e wird die leitende Grabenfüllung 161 bei
spielsweise in einem CDE-Schritt, in einem RIE-Schritt, in ei
nem chemischen Trockenätzschritt oder in einem kombinierten
CMP-RIE-Schritt, unter Verwendung geeigneter Chemikalien,
planarisiert und anschließend eingesenkt.
Gemäß Fig. 4f wird die dielektrische Schicht 164 oberhalb der
Grabenfüllung 161 mit einer geeigneten Ätzung, die selektiv ge
gen die Grabenfüllung 161 ist, entfernt. Die Hartmaskenschicht
106 wird ebenfalls entfernt. Die Hartmaskenschicht 106 kann be
reits zu einem früheren Zeitpunkt in dem Prozeßablauf, aber
erst nach Bildung des tiefen Grabens 108 entfernt werden. Der
Isolationskragen 168 und die dielektrische Schicht 164 sind
ebenfalls leicht in Graben 108 eingesenkt.
Zu dem Entfernen der dielektrischen Schicht 164 und der Hart
maskenschicht 106 oberhalb der leitenden Grabenfüllung 161 kön
nen sowohl selektive Trockenätzprozesse verwendet werden, wel
che die Materialien nacheinander entfernen, als auch kombinier
te Trockenätz- und Naßätzprozesse, bei denen einzelne Schich
ten, wie zum Beispiel die dielektrische Schicht 164 oberhalb
der Grabenfüllung 161, mit einem Naßätzprozeß selektiv entfernt
werden.
Wie in Fig. 4g gezeigt, wird anschließend der Isolationskragen
168 und die dielektrische Schicht 164, beispielsweise mit einem
CDE-Schritt oder einem RIE-Schritt, unter Verwendung geeigneter
Chemikalien, eingesenkt. Das Einsenken des Isolationskragens
168 und der dielektrischen Schicht 164, welche in diesem Aus
führungsbeispiel aus Oxid, beziehungsweise Oxid und Nitrid be
stehen, ist auch mit einem Naßätzprozeß durchführbar. Der Naß
ätzprozeß entfernt Oxid und Nitrid selektiv zu dem Substrat 101
und der Grabenfüllung 161, die in diesem Ausführungsbeispiel
aus Polysilizium besteht. Die leitende Kontaktschicht 420, die
aus einem geeigneten niederohmigen Material besteht und vor
teilhafterweise eine Barriere für Stoffe bildet, die in der
Grabenfüllung 161 enthalten sind, wird mit einem geeigneten
Verfahren hergestellt. In diesem Ausführungsbeispiel besteht
die leitende Grabenfüllung 161 aus hochdotiertem Polysilizium.
Um eine Schädigung des Transistors 110 durch Dotierstoff, wel
cher aus der leitenden Grabenfüllung 161 ausdiffundiert, zu
verhindern, wird die leitende Kontaktschicht 420 aus einem Ma
terial hergestellt, welches eine Diffusionsbarriere für Dotier
stoff darstellt. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel wird
die leitende Kontaktschicht 420 aus Wolframnitrid gebildet. Die
leitende Kontaktschicht 420 kann zum Beispiel mit einem CVD-
Prozeß (Chemical Vaper Deposition) auf die Unterbau-Stopp
schicht 105 und in den Graben 108 abgeschieden werden. Auch
Verfahren wie LPCVD (Low Pressure CVD), mikrowellenaktiviertes
CVD und strahlungsaktiviertes CVD können zum Abscheiden der
leitenden Kontaktschicht 420 verwendet werden. Auch Aufstäub-
Prozesse (Sputter-Prozeß) und Aufdampf-Prozesse werden in einer
Prozeßvariante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zu
der Herstellung der leitenden Kontaktschicht 420 verwendet.
In einem anschließenden Ätzschritt wird die leitende Kontakt
schicht 420 von der Unterbau-Stoppschicht 105, beispielsweise
in einem CDE-Schritt, in einem RIE-Schritt, in einem chemischem
Trockenätzschritt oder in einem kombinierten CMP-RIE-Schritt,
unter Verwendung geeigneter Chemikalien zurückgeäzt und plana
risiert.
Die weiteren Schritte, die zu der in Fig. 1 gezeigten Spei
cherzelle führen, sind nicht in einzelnen Figuren gezeigt, da
sie gemäß dem bekannten Stand der Technik ausgeführt werden.
Der nicht aktive Bereich der Speicherzelle wird entfernt und
durch die Grabenisolierung 180 ersetzt. Anschließend werden die
Fotolack- und ARC-Schichten entfernt.
Die Unterbau-Stoppschicht 105 wird ebenfalls entfernt, was bei
spielsweise durch eine naßchemische Ätzung, die selektiv gegen
über der Unterbau-Oxidschicht 104 ist, geschieht. Die Unterbau-
Oxidschicht 104 wird durch eine naßchemische Ätzung entfernt,
welche selektiv gegenüber Silizium ist.
Damit ist das Verfahren zur Herstellung einer ersten Variante
des Grabenkondensators 160 abgeschlossen und die nachfolgenden
Prozeßschritte dienen dazu, den Transistor 110 nach dem beste
henden Stand der Technik herzustellen, wie er z. B. in der US-
Patentschrift 5,867,420 beschrieben wird. Optionellerweise kann
der vergrabene Kontakt 250 durch Einbringen von Dotierstoff
durch die Substratoberfläche 400, mittels einer senkrechten
oder schrägen Implantation, mittels Plasmadotierung oder mit
tels Gasphasendotierung, gebildet werden. Vorteilhaft ist da
bei, daß die Dotierung zur Bildung eines niederohmigen An
schlusses des Drain-Gebiets 113 an den randlosen Kontakt 183
zusammen mit der Bildung des vergrabenen Kontakts 250 durchge
führt werden kann und keinen gesonderten Prozeßschritt erfor
dert.
In Fig. 5a wird die Herstellung der Variante des Grabenkonden
sators nach Fig. 2 dargestellt, die sich an das Prozeßstadium
aus Fig. 4d anschließt. Zunächst werden die Grabenfüllung 161,
die dielektrische Schicht 164 und der Isolationskragen 168 auf
die Höhe der Grenzfläche 200 in den Graben 108 eingesenkt. Dazu
werden in einer Prozeßvariante selektive Ätzprozesse verwendet,
die zuerst die leitende Grabenfüllung 161, anschließend die
dielektrische Schicht 164 und abschließend den Isolationskragen
168 auf die Höhe der Grenzfläche 200 zurückätzen. Da bei dieser
Prozeßvariante der Isolationskragen 168 und die dielektrische
Schicht 164 aus Oxid beziehungsweise nitridiertem Oxid beste
hen, werden diese beiden Schichten durch einen Ätzprozeß ge
ätzt. In einer anderen Prozeßvariante wird ein anisotroper Ätz
schritt verwendet, welcher die leitende Grabenfüllung 161, die
dielektrische Schicht 164 und den Isolationskragen 168 in einem
einzigen Schritt entfernt. Dazu kann ein RIE-Ätzschritt verwen
det werden, bei dem die Hartmaskenschicht 106 als Ätzmaske
dient.
Anschließend wird die Hartmaskenschicht 106 entfernt und die
leitende Kontaktschicht 420 konform auf der Unterbau-
Stoppschicht 105 und in dem Graben 108 abgeschieden. Die Ab
scheidung der leitenden Kontaktschicht 420 kann mit den bekann
ten CVD-Abscheideprozessen durchgeführt werden. Die leitende
Kontaktschicht 420 kann dabei aus leitenden Materialien herge
stellt werden, die für solche Stoffe als Barriere dienen, die
sich in der leitenden Grabenfüllung 161 befinden. In der vor
liegenden Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
die leitende Kontaktschicht zum Beispiel aus Wolframnitrid
(WN), Titannitrid (TiN) oder Tantalnitrid (TaN), die eine Dif
fusionsbarriere für Dotierstoffe darstellen, die in der leiten
den Grabenfüllung 161, die aus Polysilizium besteht, enthalten
sind.
Mit Bezug auf Fig. 5b wird die leitende Kontaktschicht 420 von
der Unterbau-Stoppschicht 105 und von der Grenzfläche 200 zu
rückgeäzt. Dies wird mit einer selektiven Ätzung durchgeführt,
welche die leitende Kontaktschicht 420 selektiv gegen die Un
terbau-Stoppschicht 105 und die Grabenfüllung 161 entfernt. In
diesem Ausführungsbeispiel besteht die leitende Kontaktschicht
420 aus Wolframnitrid und wird durch fluorhaltige Tröckenätz
chemikalien wie Tetrafluormethan oder Schwefelhexafluorid ge
ätzt. Dazu ist beispielsweise eine Reaktive Ionenätzung (RIE)
geeignet. Die leitende Kontaktschicht 420 wird in einem Ausfüh
rungsbeispiel aus Wolframnitrid gebildet. Dazu wird eine selek
tive Wolframabscheidung durchgeführt und das abgeschiedene
Wolfram anschließend nitridiert. Zur Nitridierung wird bei
spielsweise ein Temperaturschritt in Stickstoffhaltiger Atmo
sphäre durchgeführt.
Anschließend wird die leitende vergrabene Brücke 162 konform
auf der Unterbau-Stoppschicht 105 und in dem Graben 108 abge
schieden. Die leitende vergrabene Brücke 162 besteht aus einem
leitenden Material, welches einen niederohmigen Anschluß der
leitenden Grabenfüllung 161 an die leitende Kontaktschicht 420
gewährleistet. Beispielsweise kann es sich bei der leitenden
vergrabenen Brücke 162 um Metalle, Silizide, Nitride oder Sili
zium handeln. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist die
leitende vergrabene Brücke 162 aus hochdotiertem Polysilizium
hergestellt.
In einem anschließenden Ätzschritt wird die Unterbau-Stopp
schicht 105 entfernt und zusammen mit dem Polysilizium, welches
die vergrabene Brücke 162 bildet, planarisiert. Dies kann bei
spielsweise mit einem CDE-Schritt, einem RIE-Schritt, einem
chemischem Trockenätzschritt oder mit einem kombinierten CMP-
RIE-Schritt, unter Verwendung geeigneter Chemikalien, durchge
führt werden. Die nachfolgenden Bearbeitungsschritte zur Her
stellung der Grabenisolierung 180 und des Transistors 110 wer
den durchgeführt, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt
sind. Der nicht aktive Bereich der Speicherzelle 100 wird ent
fernt und durch die Grabenisolierung 180 ersetzt.
Mit Bezug auf Fig. 1 und Fig. 2 ist die leitende Kontakt
schicht 420 so angebracht, daß sie die leitende Grabenfüllung
161 und das Source-Gebiet 114 des Transistors 110 elektrisch
miteinander verbindet. Weiterhin ist die leitende Kontakt
schicht 420 von der passierenden Wortleitung 120', durch die
Grabenisolierung 180, die den Isolationsbereich 181 aufweist,
elektrisch isoliert. Desweiteren ist der elektrische Anschluß
des vergrabenen Kontaktes 250 zu der leitenden Kontaktschicht
420 gewährleistet, indem zum Beispiel die Unterkante 182 des
Isolationsbereiches 181 oberhalb der unteren Begrenzung 251 des
vergrabenen Kontaktes 250 liegt.
In einer Prozeßvariante ist das Source-Gebiets 114 für den
elektrischen Anschluß des Transistors 110 an die leitende Kon
taktschicht 420 ausreichend, so daß kein zusätzlicher vergrabe
ner Kontakt 250 gebildet wird. In diesem Fall ist es erforder
lich, daß die leitende Kontaktschicht 420 einen elektrischen
Kontakt zu dem Source-Gebiet 114 herstellt. Um dies zu errei
chen kann z. B. der Isolationsbereich 181 mit seiner unteren
Kante 182 zumindest teilweise oberhalb des Source-Gebiets 114
des Transistors 110 liegen.
In Fig. 6a wird die Herstellung einer weiteren Variante des
Grabenkondensators nach Fig. 2 dargestellt, die sich an das
Prozeßstadium aus Fig. 5a anschließt. Es wird eine Deckschicht
430, die zum Beispiel aus amorphem Silizium besteht, auf der
Barrierenschicht abgeschieden. Die Deckschicht weist dabei eine
Dicke von 2 bis 200 Nanometer, bevorzugt 5 bis 20 Nanometer
auf. Anschließend wird ein seitlicher Randsteg (Spacer) aus der
Deckschicht 430 und der leiten Kontaktschicht 420 mit einer
Isotropen Ätzung erzeugt, die beispielsweise die Chemikalie
Schwefelhexafluorid verwendet.
In Fig. 6b ist das ergebnis der Spacer-Ätzung abgebildet. An
schließend wird die Deckschicht 430 selektiv entfernt. Dazu
kann zum Beispiel ein Naßchemischer Ätzprozeß mit Kaliumhydro
xid (KOH) oder Ammoniumhydroxid (NH4OH) verwendet werden. Nach
dem Entfernen der Deckschicht ist ein verbreiterter Sockel am
unteren Ende der leitenden Kontaktschicht 420 entstanden, der
die Ätzanfälligkeit der leitenden Kontaktschicht 420 in diesem
Bereich durch das zusätzliche Material schützt.
100
Speicherzelle
101
Substrat
102
Grenzflächenschicht
104
Unterbau-Oxidschicht
105
Unterbau-Stoppschicht
106
Hartmaskenschicht
107
Unterbaustapel
108
Graben
109
oberer Bereich des
Grabens
110
Transistor
111
unterer Bereich des
Grabens
112
Gate
113
Drain-Gebiet
114
Source-Gebiet
115
untere Begrenzung des
Source-Gebiets
114
117
Kanal des Transistors
120
Wortleitung
125
Kondensatordiffu
sionsbereich
151
natürliche Oxidschicht
152
Isolationskragen-
Opferschicht
160
Grabenkondensator
161
leitende Grabenfüllung
als innere
Kondensatorelektrode
162
leitende vergrabene
Brücke
164
dielektrische Schicht
165
vergrabene Platte
166
leitendes Material
168
Isolationskragen
170
vergrabene Wanne
180
Grabenisolierung (STI)
181
Isolationsbereich der
Grabenisolierung
182
Unterkante
183
randloser Kontakt zur
Bitleitung
185
Bitleitung
189
dielektrische Schicht
200
erste Grenzfläche
201
zweite Grenzfläche
250
vergrabener Kontakt
251
untere Begrenzung des
vergrabenen Kontakts
310
leitende Schicht als
äußere
Kondensatorelektrode
311
oberer Bereich der
leitenden Schicht
310
320
vergrabener
Isolationssteg
321
isolierende Schicht
330
vergrabene Opferschicht
340
Isolationsschicht
350
Source-Drain-Gebiet
360
Gate-Oxid
370
Gate-Material
400
Substratoberfläche
410
seitlicher
Isolationssteg
420
leitende Kontaktschicht
430
Deckschicht
Claims (17)
1. Grabenkondensator mit:
- - einem Graben (108), der in einem Substrat (101) gebildet ist und einen oberen Bereich (109) und einen unteren Bereich (111) aufweist;
- - einem Isolationskragen (168), der in dem oberen Bereich (109) des Grabens (108) gebildet ist;
- - einer vergrabenen Wanne (170) in dem Substrat (101), die von dem unteren Bereich (111) des Grabens (108) zumindest teil weise durchsetzt ist;
- - einer vergrabenen Platte (165) als äußere Kondensatorelektro de, die um den unteren Bereich (111) des Grabens (108) gebil det ist;
- - einer dielektrischen Schicht (164) als Kondensatordielektri kum, zur Verkleidung des unteren Bereichs (111) des Grabens (108) und des Isolationskragens (168); und
- - einer leitenden Grabenfüllung (161), welche in den Graben (108) gefüllt ist;
2. Grabenkondensator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich in dem Graben (108) oberhalb der leitenden Grabenfüllung
(161) eine vergrabene Brücke (162) befindet.
3. Grabenkondensator nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Source-Gebiet (114) bis an die leitende Kontaktschicht
(420) heranreicht.
4. Grabenkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Substrat (101) unterhalb einer Substratoberfläche (400) ei
nen vergrabenen Kontakt (250) aufweist, der bis an die leitende
Kontaktschicht (420) heranreicht.
5. Grabenkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich ein seitlicher Isolationssteg (410) an einer Seitenwand
des Gates (112) eines Transistors (110) befindet.
6. Grabenkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die leitende Kontaktschicht (420) eine Diffusionsbarriere für
Materialien darstellt, die sich in der Grabenfüllung (161) bzw.
in der vergrabenen Brücke (162) befinden.
7. Grabenkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die leitende Kontaktschicht (420) aus Wolframnitrid WN, Titan
nitrid TiN oder Tantalnitrid TaN besteht.
8. Grabenkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die leitende Kontaktschicht (420) einen elektrischen Kontakt
zwischen dem vergrabenen Kontakt (250) oder dem Source-Gebiet
(114) und der leitenden Grabenfüllung (161) oder der leitenden
vergrabenen Brücke (162) herstellt.
9. Grabenkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Grabenisolierung (180), welche einen Isolationsbereich
(181) aufweist, den Graben (108) mindestens teilweise mit dem
Isolationsbereich (181) abdeckt.
10. Grabenkondensator nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Unterkante (182) des Isolationsbereichs (181) nicht weiter
unterhalb der Substratoberfläche (400) liegt, als die untere
Begrenzung (251) des vergrabenen Kontakts (250).
11. Verfahren zur Herstellung eines Grabenkondensators mit den
Schritten:
- - Einbringen einer vergrabenen Wanne (170) in ein Substrat (101);
- - Bilden eines Grabens (108) bestehend aus einem oberen Be reich (109) und einem unteren Bereich (111), in dem Substrat (101);
- - Bilden eines Isolationskragens (168) in dem oberen Bereich (109) des Grabens (108);
- - Bilden einer vergrabenen Platte (165) als äußere Kondensato relektrode, in dem Substrat (101) in der Umgebung des unte ren Bereichs (111) des Grabens (108);
- - Bilden einer dielektrischen Schicht (164) als Kondensator dielektrikum, zur Verkleidung des unteren Bereichs (111) des Grabens (108) und der Innenseite des Isolationskragens (168); und
- - Füllen des Grabens (108) mit einer leitenden Grabenfüllung (161) als innere Kondensatorelektrode;
12. Verfahren nach Anspruch 11,
gekennzeichnet durch
Aufbringen einer Deckschicht (430) auf der leitenden Kontakt
schicht (420).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
gekennzeichnet durch
Bilden einer vergrabenen Brücke (162) in dem Graben (108) ober
halb der leitenden Grabenfüllung (161).
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
gekennzeichnet durch
Bilden eines seitlichen Isolationsstegs (410) an einem Gate
(112).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
gekennzeichnet durch
Einbringen von Dotierstoff durch die Substratoberfläche (400).
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß durch das Ein
bringen von Dotierstoff durch die Substratoberfläche (400) ein
vergrabener Kontakt (250) gebildet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
gekennzeichnet durch
Bilden einer Grabenisolierung (180) mit einem Isolationsbereich
(181), wobei eine Unterkante (182) des Isolationsbereichs (181)
oberhalb einer unteren Begrenzung (251) des vergrabenen Kon
takts (250) gebildet wird.
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