DE4136420C2 - Verfahren zur Bildung eines Kondensators - Google Patents
Verfahren zur Bildung eines KondensatorsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Bildung eines Kondensators auf einen Halblei
ter-Wafer.
Da dynamische Schreib-Lesespeicher, die auch als
DRAMs (Dynamic Random Access Memories) bezeichnet
werden, die Speicherzellendichte erhöhen, besteht
eine kontinuierliche Herausforderung in der Erhal
tung einer ausreichend hohen Speicherkapazität
trotz sich vermindernder Zellenfläche. Ein grund
sätzlicher Weg zur Erhöhung der Zellendichte be
steht durch entsprechende Zellenstrukturtechniken.
Derartige Techniken beinhalten dreidimensionale
Zellenkondensatoren, wie z. B. mit grabenartigen
Einrichtungen versehene Kondensatoren oder stapel
artig ausgebildete Kondensatoren bzw.
Stapelkondensatoren.
Bei einem herkömmlichen Stapelkondensator wird der
Kondensator unmittelbar oberhalb der aktiven
Vorrichtungsfläche des zugehörigen MOS-Transistors
der Speicherzelle ausgebildet und mit dieser Fläche
elektrisch verbunden. Typischerweise wird nur die
obere Oberfläche des aus polykristallinem Silizium
(im folgenden auch kurz "Polysilizium" bezeichnet)
gebildeten Speicher-Verbindungspunkts des Konden
sators zur Erzielung von Kapazität verwendet. Man
hat jedoch einige Versuche zur Schaffung von
Konstruktionen unternommen, mit denen sich die
Rückseite einer Kondensatorelektrode zum Speichern
von Ladung verwenden läßt. Eine derartige Konstruk
tion wird beispielsweise gezeigt von T. Ema et al.
"3-Dimensional Stacked Capacitor Cell For 16M And
64M DRAMS" (3-dimensionale Stapelkondensatorzelle
für 16M- und 64M-DRAMs) im IEDM Tech. Digest, Sei
ten 592-595, 1988, sowie von S. Inoue et al. "A
Spread Stacked Capacitor (SSC) Cell For 64MBIT
DRAMS" (Gespreizte Stapelkondensator-Zelle (SSC-
Zelle) für 64-MBit DRAMs) im IEDM Tech. Digest,
Seiten 31-34, 1989.
Der Artikel von Ema et al. offenbart eine Konstruk
tion für 16- und 64-Megabit-DRAMs. Die Fig. 1 und
11 dieses Artikels zeigen eine sich vertikal
erhebende Kondensator-Konstruktion mit einer Mehr
zahl von Rippen, von denen beide Seiten zum Spei
chern von Kapazität verwendet werden. Der Artikel
von Inoue et al verwendet eine Spreizung der hori
zontalen Fläche für eine dreidimensionale Stapel
kondensator-Konstruktion. Bei beiden dieser Verfah
ren werden im Vergleich zu herkömmlichen Techniken
zur Schaffung dreidimensionaler Stapelzellen-Kon
densatoren in beträchtlichem Ausmaß Arbeitsschritte
hinzugefügt, und außerdem müssen dabei bei der
Kontaktausrichtung enge Toleranzen eingehalten
werden.
Eine Erhöhung der Gesamtkapazität kann man durch
Texturierung von Kondensatorelektroden erreichen
wie in dem Artikel "Thin Nitride Films on Textured
Polysilicon to Increase Multimegabit DRAM Cell
Charge Capacity" von Fazan und Lee, veröffentlicht
in IEEE Electron Device Letters, Vol. 11, No. 7,
Juli 1990, Seiten 279 bis 281, beschrieben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf
möglichst kleiner Chip-Fläche des Halbleiter-Wafers
mit möglichst wenigen Herstellungsschritten eine
möglichst hohe Gesamtkapazität zu erreichen.
Eine Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1
angegeben.
Einige der Verfahrensschritte des Anspruchs 1 sind
bereits aus dem Artikel von Ema et al. bekannt.
Dies gilt für die Verfahrensschritte der Bildung
eines elektrisch leitfähigen Elementes, der elek
trischen Isolierung dieses Elementes, einer ersten
dielektrischen Schicht und für das selektive Atzen
von Kontaktöffnungen, das Aufbringen von elektrisch
leitfähigem Material für die Bildung einer ersten
Kondensatorelektrode, das Bilden der dritten di
elektrischen Schicht und für das Aufbringen eines
weiteren elektrisch leitfähigen Materials zur
Bildung einer zweiten Kondensatorelektrode. Eine
zweite dielektrische Schicht im Sinn des Anspruchs
1, eine Oxidschicht, die gleichzeitig als Ätzschutz
für die erste Kondensatorelektrode und zu deren
Texturierung dient, ist bei der von Ema et al.
beschriebenen Struktur nicht vorhanden. Auch das im
Anspruch 1 angegebene Ätzratenverhältnis ist aus
dem Artikel von Ema et al. nicht bekannt.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung
werden im folgenden anhand der zeichnerischen
Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbei
spiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen
zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Bereich eines
Halbleiterchips, der in einem erfindungs
gemäßen Verfahren hergestellt wurde;
Fig. 2 bis 13
jeweils ein Paar einer linken und einer
rechten Querschnittsansicht eines Be
reichs eines erfindungsgemäß herge
stellten Halbleiter-Wafers an einem be
stimmten Punkt des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Dabei zeigt der linke Bereich
in den Fig. 2 bis 13 jeweils eine Ansicht
entlang der Schnittlinie A-A der Fig.
1, während die rechten Bereiche in den
Fig. 2 bis 13 jeweils Schnittansichten
entlang der Linien B-B der Fig. 1 dar
stellen. Genauer gesagt zeigen
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht der
vorstehend genannten Art bei einem
Arbeitsschritt eines erfindungsgemäßen
Arbeitsverfahrens;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht des
Substrat-Wafers bei einem Arbeitsschritt
anschließend an den in Fig. 2 gezeigten
Schritt;
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht des
Substrat-Wafers bei einem Arbeitsschritt
anschließend an den in Fig. 3 gezeigten
Schritt;
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht des
Substrat-Wafers bei einem Arbeitsschritt
anschließend an den in Fig. 4 gezeigten
Schritt;
Fig. 6 eine schematische Schnittansicht des
Substrat-Wafers bei einem Arbeitsschritt
anschließend an den in Fig. 5 gezeigten
Schritt;
Fig. 7 eine schematische Schnittansicht des
Substrat-Wafers bei einem Arbeitsschritt
anschließend an den in Fig. 6 gezeigten
Schritt;
Fig. 8 eine schematische Schnittansicht des
Substrat-Wafers bei einem Arbeitsschritt
anschließend an den in Fig. 7 gezeigten
Schritt;
Fig. 9 eine schematische Schnittansicht des
Substrat-Wafers bei einem Arbeitsschritt
anschließend an den Fig. 8 gezeigten
Schritt;
Fig. 10 eine schematische Schnittansicht des
Substrat-Wafers bei einem Arbeitsschritt
anschließend an den in Fig. 9 gezeigten
Schritt;
Fig. 11 eine schematische Schnittansicht des
Substrat-Wafers bei einem Arbeitsschritt
anschließend an den in Fig. 10 gezeigten
Schritt;
Fig. 12 eine schematische Schnittansicht des
Substrat-Wafers bei einem Arbeitsschritt
anschließend an den in Fig. 11 gezeigten
Schritt; und
Fig. 13 eine schematische Schnittansicht des
Substrat-Wafers bei einem Arbeitsschritt
anschließend an den in Fig. 12 gezeigten
Schritt.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich
einer DRAM-Anordnung. Dargestellt ist ein Wafer-
Fragment 10, bestehend aus einer Reihe von Bit-
Leitungen 12a, 12b, 12c und Wortleitungen 14a, 14b,
14c und 14d. Der im großen und ganzen Z-förmig
umschlossene Bereich 16 bezeichnet den gemeinsamen
aktiven Drain-Bereich zwischen einem Paar
Transistoren, der mit der Bit-Leitung 12b durch
einen Kontakt 18 verbunden ist. Außerdem besitzt
das Wafer-Fragment 10 ein Paar Kondensatoren 20,
die mit dem aktiven Bereich 16 über versenkte
Kontakte 22 elektrisch verbunden sind.
Die Beschreibung zur Herstellung einer derartigen
Konstruktion erfolgt nun zuerst unter Bezugnahme
auf Fig. 2. Zuerst werden die elektrisch leitfähi
gen Zwischenverbindungs-Bit-Leitungen 12a und 12b
gebildet. Wie in der Zeichnung zu sehen ist,
besitzen die Bit-Leitungen 12a und 12b eine her
kömmliche Sandwich-Konstruktion bzw. Schicht
konstruktion mit jeweils einem dotierten Polysili
ziumbereich 24 und einem darüberliegenden Bereich
26, der aus einem Material mit einer höheren Leit
fähigkeit als Polysilizium, wie z. B. WSix gebildet
ist. Die Oberseite des eine höhere Leitfähigkeit
aufweisenden Bereichs 26 wird mit einer elektrisch
isolierenden Schicht 28 aus Oxid überdeckt. Um die
Seiten der Bit-Leitungen 12a, 12b werden
isolierende Abstandshalter 30 aus Oxid herumge
formt. Bei der Ausbildung der Bit-Leitungen 12a,
12b kann eine beliebige herkömmliche Technik ver
wendet werden, die keinen Bestandteil der vor
liegenden Erfindung bildet.
Nach der Bildung der Bit-Leitungen 12a, 12b wird
eine erste dielektrische Schicht 32 über dem Wafer
auf den isolierten Bit-Leitungen 12a, 12b gebildet.
Die erste dieketrische Schicht 32 sollte eine be
kannte, ausgewählte Ätzgeschwindigkeit besitzen,
und zwar aus Gründen, die nachfolgend noch verdeut
licht werden. Ein Beispiel für ein geeignetes Ma
terial für die erste dielektrische Schicht ist
Si₃N₄. Dieses Material kann durch bekannte, mit
niedrigem Druck ablaufende chemische Aufdampftech
niken (Low Pressure Vapor Deposition Techniques
oder LPCVD) aufgebracht werden.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird eine zweite
dielektrische Schicht 34 über der ersten dielektri
schen Schicht 32 auf den Wafer aufgebracht. Bei der
zweiten dielektrischen Schicht 34 sollte es sich um
ein Material mit einer zweiten Ätzgeschwindigkeit
handeln, die langsamer ist als die erste Ätzge
schwindigkeit des ersten dielektrischen Materials,
wobei die Gründe hierfür nachfolgend ebenfalls
deutlich werden. Ein Beispiel für ein geeignetes
dielektrisches Material wäre Tetraethylorthosilikat
(TEOS), eine Form von Siliziumdioxid, das sich
durch bekannte Techniken bei 650°C bis 750°C in
einem mit niedrigem Druck ablaufenden chemischen
Aufdampfverfahren durch Zersetzung von Tetrathoxy-
Silan, Si(OC₂H₅)₄, aufbringen läßt. Das aufge
brachte Tetraethylorthosilikat sollte verdichtet
werden, wie z. B. durch Erwärmung bei 900°C für eine
Zeitdauer von ca. 5 Minuten, um dadurch eine Tetra
ethylorthosilikat-Schicht zu schaffen, die eine
Ätzgeschwindigkeit besitzt, die beträchtlich lang
samer als die Ätzgeschwindigkeit der ersten dielek
trischen Schicht ist. Die Dicke der ersten dielek
trischen Schicht ist typischerweise größer als die
Dicke der zweiten dielektrischen Schicht. Eine
typische Dicke der ersten dielektrischen Schicht
wäre beispielsweise ca. 100 nm, während eine typi
sche Dicke der zweiten dielektrischen Schicht bei
spielsweise ca. 70 nm wäre. Die Dicke der ersten
Schicht 32 sollte ausreichend groß sein, um einen
über dem isolierenden Oxidbereich 28 der Bit-
Leitungen 12a und 12b auszubildenden Kondensator-
Verbindungspunkt zu beabstanden, wie dies nach
folgend noch deutlicher erläutert wird. Die erste
und die zweite dielektrische Schicht sollten eine
kombinierte Dicke aufweisen, die geringer ist als
der definierte Abstand zwischen benachbarten Bit-
Leitungen.
Wie in Fig. 4 zu sehen ist, wird eine Photoresist-
Schicht 36 aufgebracht und selektiv belichtet sowie
anschließend zur Schaffung einer durch die erste
und die zweite dielektrische Schicht 32, 34 hin
durchgehenden Kontaktöffnung 38 geätzt, um diese
mit selektiven aktiven Bereichen 16 auf dem Wafer
auszurichten. Die Kontaktöffnungen 38 werden zur
Bildung der in Fig. 1 dargestellten versenkten
Kontakte 22 verwendet. Es ist an dieser Stelle
darauf hinzuweisen, daß einige der in den Fig. 2
und 3 verwendeten Bezugszeichen in Fig. 4 und den
nachfolgenden Figuren aus Gründen der Klarheit
weggelassen worden sind.
Wie in Fig. 5 zu sehen ist, wird die Photoresist-
Schicht entfernt, und anschließend wird ein elek
trisch leitfähiges Material 40 auf den Wafer aufge
bracht, um die Kontaktöffnungen 38 in effektiver
Weise auszufüllen sowie Kontakt, oder anderweitigen
Eingriff mit dem darin befindlichen aktiven Bereich
16 herzustellen. Das bevorzugte Material für die
Schicht 40 ist leitfähig dotiertes Polysilizium.
Die Schicht 40 wird letztendlich zur Bildung der
ersten Kondensatorelektrode 42 des Zellenkonden
sators verwendet.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, hat die elektrisch
leitfähige Schicht 40 durch das Photoresist ein
Muster erhalten und ist selektiv geätzt worden,
wobei gleichzeitig eine Ätzung freiliegender Be
reiche der zweiten dielektrischen Schicht 34 er
folgte. Die Ätzung wird an der oberen Oberfläche
der ersten dielektrischen Schicht 32 gestoppt. Dies
dient zum Beginn der Bildung eines Bereichs, der
später eine erste Kondensatorelektrode 42 des
Zellenkondensators wird. Die erste
Kondensatorelektrode 42 erstreckt sich zwischen
benachbarten Bit-Leitungen 12a und 12b nach oben
sowie über diese Bit-Leitungen hinaus, wie dies in
der Zeichnung gezeigt ist.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, wird eine Oxidschicht 44
auf der ersten Kondensatorelektrode 42 zum Ätz
schutz ausgebildet, wie dies nachfolgend noch er
läutert wird. Die Bildung der Oxidschicht 44 dient
auch zur Texturierung der Oberseite der ersten
Kondensatorelektrode 42 zur Maximierung des expo
nierten Oberflächenbereichs und dadurch zur Steige
rung der Kapazität, wie dies anschließend erläutert
wird. Die ausgebildete Oxidschicht 44 besitzt eine
Ätzgeschwindigkeit bzw. Ätzrate, die beträchtlich
langsamer als die erste Ätzgeschwindigkeit des
Materials der ersten dielektrischen Schicht 32
ist. Während der Bildung der Oxidschicht 44 wird
eine Oxidschicht 46 typischerweise natürlich auch
auf der freiliegenden ersten dielektrischen Schicht
32 ausgebildet. Die auf der ersten dielektrischen
Schicht 32 ausgebildete Oxidschicht 46 hat jedoch
eine Dicke, die viel geringer ist als die Dicke der
Oxidschicht 44 auf der ersten Kondensatorelektrode
42. Die bevorzugte Dicke der Oxidschicht 44 liegt
z. B. im Bereich von 50 nm und 70 nm, und dies würde
typischerweise zur Bildung einer Oxidschicht 46 auf
der ersten dielektrischen Schicht 32 mit einer
Dicke von nur ca. 2 nm führen. Wie in der Zeichnung
zu sehen ist, wird Oxid auch um die einander gegen
überliegenden Seitenkanten der ersten Kondensator
elektrode 42 herum gebildet.
Wie in Fig. 8 zu erkennen ist, wird die dünne
Oxidschicht 46 dann typischerweise naßgeätzt, und
zwar durch rasches Eintauchen der Oxidschicht z. B.
in eine Lösung aus HF. Ein Beispiel für eine derar
tige Lösung wäre 100 Volumen-Teile Wasser auf 1
Volumen-Teil HF, wobei die Ätzung der Schicht 46
über 2 Minuten erfolgt und die Lösungstemperatur
auf ungefähr 22°C gehalten wird. Alternativ hierzu
könnte ein nasses gepuffertes Oxidätzmittel verwen
det werden, wie z. B. ein Volumenverhältnis an NH₄F
von 7 : 1 in einer 49%-igen (Volumen-Prozent) HF-
Lösung. Letzteres würde zu einer viel rascheren
Atzung führen, die beispielsweise 5 Sekunden bei
einer Lösungstemperatur von ca. 22°C beträgt. Das
Ziel besteht in der Entfernung der auf der ersten
dielektrischen Schicht 32 ausgebildeten Oxid
schicht.
Wie nun in Fig. 9 zu sehen ist, ist die erste die
lektrische Schicht 32 im wesentlichen weggeätzt, so
daß die erste Kondensatorelektrode 42 über die
benachbarten Bit-Leitungen 12a, 12b oben hinaus
ragt. Dadurch werden in der dargestellten Weise der
Boden (durch die Schicht 34) sowie die Oberseite
(durch die Schicht 44) und die Seitenbereiche der
ersten Kondensatorelektroden 42 über den Bit-
Leitungen freigelegt. Der Grund für die unter
schiedlichen Ätzraten der ersten und der zweiten
dielektrischen Schicht 32 bzw. 34 ist nun offen
sichtlich. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, bleibt die
Unterseite der ersten Kondensatorelektroden 42
durch die zweite dielektrische Schicht 34 während
des Ätzvorgangs an der ersten dieletrischen Schicht
32 geschützt. Die Seiten und der obere Bereich der
ersten Kondensatorelektrode 42 werden während der
Ätzung der ersten dielektrischen Schicht 32 durch
die auf ihnen ausgebildete Oxidschicht 44 ge
schützt. Die Schicht 44 und die zweite Schicht 34
dienen wenigstens zum Teil zum Schützen des Polysi
lizium-Materials der ersten Kondensatorelektrode
42 gegen Ätzung während des Ätzvorgangs an der
ersten Schicht 32 zum Freilegen der Unterseiten
bereiche der ersten Kondensatorelektrode 42. Zur
Erzielung dieser Wirkung müssen die Schichten 44
und 34 somit aus einem Material bestehen, das eine
langsamere Ätzrate als die erste Schicht 32 auf
weist. Ein Beispiel für einen Ätzschritt an einer
ersten dielektrischen Schicht 32 aus Si₃N₄ wäre ein
Ätzvorgang mit einer H₃PO₄-Lösung bei einer
Temperatur von über 130°C.
Wie Fig. 10 zeigt, werden die Oxidschicht 44 und
die verbliebene zweite dielektrische Schicht 34
unter Verwendung herkömmlicher Technik von der
wegragenden ersten Kondensatorelektrode 42 wegge
ätzt, um das elektrisch leitfähige Material der
Kondensatorelektrode 42 freizulegen. Die Bildung
und die anschließende Entfernung der Schicht 44 von
der Oberseite und den Seiten der ersten Konden
satorelektrode 42 dient zum Texturieren bzw. Auf
rauhen dieser Flächen, wobei dies in der Technik
zur Vergrößerung des Oberflächenbereichs und da
durch zur Erhöhung der Kapazität bekannt ist. Die
Entfernung der an der Unterseite der Elektrode
befindlichen Schicht 34 bewirkt keine Texturierung
der Unterseite der ersten Kondensatorelektrode 42,
da das zur Bildung der Kondensatorelektrode 42
aufgebrachte Polysilizium nach der Bildung der
zweiten Schicht 34 aufgebracht worden ist. Ausge
hend von der in Fig. 10 dargestellten Ausbildung
könnte als nächstes eine dielektrische Schicht
aufgebracht werden, gefolgt von der Aufbringung
eines polykristallinen Silizium-Materials oder
eines anderen leitfähigen Materials und einer
Mustergebung zur vollständigen Ausbildung des
Stapelkondensators unter Verwendung beider Seiten
der ersten Kondensatorelektroden 42. Alternativ
hierzu und in noch weiter bevorzugter Weise können
anschließende Schritte erfolgen, in denen auch die
Unterseite der ersten Kondensatorelektrode 42 zur
weiteren Maximierung der Kapazität desselben
texturiert wird.
Diese noch weiter bevorzugte Verfahrensweise wird
nun unter Bezugnahme auf Fig. 11 erläutert. Dabei
wird in der gezeigten Weise eine Oxidschicht 46 um
die wegstehende erste Kondensatorelektrode 42 aus
gebildet. Die Ausbildung der Oxidschicht 46 in der
dargestellten Weise dient zur Texturierung der
übrigen freiliegenden Bereiche der wegstehenden
ersten Kondensatorelektrode 42.
Wie in Fig. 12 zu sehen ist, wird die Oxidschicht
46 dann von der ersten Kondensatorelektrode 42 weg
geätzt, um den Bodenbereich bzw. Unterseitenbereich
der ersten Kondensatorelektrode 42 in wirksamer
Weise zu texturieren.
Wie Fig. 13 zeigt, wird eine dritte dielektrische
Schicht 48, die z. B. aus Si₃N₄ besteht, über den
freiliegenden Oberseiten-, Boden- und Seitenberei
chen der freiliegenden und geätzten wegstehenden
ersten Kondensatorelektrode 42 ausgebildet. Die
Schicht 48 besitzt typischerweise eine Dicke von
ca. 10 nm. Elektrisch leitfähiges Material, wie
z. B. dotiertes Polysilizium, wird dann auf die
dritte dielektrische Schicht 48 aufgebracht, um
eine Schicht 50 zu bilden. Die Schicht 50 besitzt
typischerweise eine Dicke von ca. 200 nm. Die
Schicht 50 würde dann einem selektiven Musterge
bungsvorgang unterzogen sowie geätzt, um die zwei
ten Kondensatorelektroden herzustellen, deren
Abmessungen den für den Kondensator 20 in Fig. 1
schematisch dargestellten Abmessungen entsprechen.
Die Texturierung von beiden Seiten der ersten Kon
densatorelektrode 42 in der vorstehend erläuterten
Weise kann zur Erzielung einer Steigerung der Ge
samtkapazität von bis zu 250% im Vergleich zu
herkömmlichen gestapelten Zellenkondensatoren
führen, bei denen nur eine Seite einer Polysilizum-
Kondensatorelektrode verwendet wird. Das vorstehend
erläuterte, erfindungsgemäße Verfahren erzielt dies
ohne jegliche Hinzufügung von Photomaskierschritten
zu der herkömmlichen Verarbeitung, bei der nur eine
Seite einer Kondensatorelektrode verwendet wird,
und dem herkömmlichen Verfahren werden lediglich
zwei Naßätzschritte und zwei Oxidbildungsschritte
hinzugefügt.
Die vorliegende Erfindung wurde in erster Linie in
bezug auf die Anwendung derselben bei dynamischen
Schreib-Lesespeichern beschrieben. Für den Fachmann
ist jedoch klar, daß das erfindungsgemäße Verfahren
auch über anderen Zwischenverbindungsleitungen oder
zur Ausbildung über jeder beliebigen elektrisch
leitfähigen Komponente auf einem Wafer geeignet
ist, über der Bereiche eines dreidimensionalen
Stapelkondensators gebildet werden.
Claims (24)
1. Verfahren zur Bildung eines Kondensators auf einem Halbleiter-
Wafer, mit folgender Schrittfolge:
- a) Bildung eines elektrisch leitfähigen Elementes (12a, 12b, 12c) auf dem Wafer, wobei das Element (12a, 12b, 12c) einen oberen Bereich aufweist;
- b) elektrisches Isolieren wenigstens eines Teils des oberen Bereichs des Elementes (12a, 12b, 12c) durch Ausbilden einer oder mehrerer elektrisch isolierender Schichten (28, 30) wenigstens über einem Teil des oberen Bereichs des Elementes (12a, 12b, 12c);
- c) Bildung einer ersten dielektrischen Schicht (32) über dem Wafer, wobei die erste dielektrische Schicht (32) eine erste Ätzrate aufweist;
- d) Bilden einer zweiten dielektrischen Schicht (34) über dem Wafer auf der ersten dielektrischen Schicht (32), wobei die zweite dielektrische Schicht (34) eine zweite Ätzrate besitzt, die langsamer als die erste Ätzrate ist;
- e) selektives Ätzen von Kontaktöffnungen (38) durch die erste (32) und die zweite (34) dielektrische Schicht hindurch in Aus richtung mit selektiven aktiven Bereichen (16) auf dem Wafer;
- f) Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Materials (40) auf dem Wafer, das mit den aktiven Bereichen (16) innerhalb der Kontaktöffnungen (38) in Kontakt ist;
- g) selektives Ätzen des aufgebrachten elektrisch leitfähigen Materials (40) und der zweiten dielektrischen Schicht (34) hinunter bis zur ersten dielektrischen Schicht (32) zur Bildung einer ersten Kondensatorelektrode (42) eines Kondensators (20), wobei sich die erste Kondensatorelektrode (42) oben über das Element (12a, 12b, 12c) hinauserstreckt;
- h) Bilden einer Oxidschicht (44) auf dem elektrisch leitfähigen Material (40) als Ätzschutz der ersten Kondensatorelektrode (42) während des nachfolgenden Schrittes i) und zur Ermöglichung einer Texturierung der Oberseite der ersten Kondensatorelektrode (42) zum Zweck der Erhöhung der Kapazität des Kondensators (20), wobei die Oxidschicht (44) eine Ätzrate besitzt, die langsamer ist als die erste Ätzrate;
- i) Ätzen der ersten dielektrischen Schicht (32) derart, daß die erste Kondensatorelektrode (42) oben über das Element (12a, 12b, 12c) hinausragt und der Boden sowie die Oberseite und die seitlichen Bereiche der ersten Kondensatorelektrode (42) oberhalb des Elementes (12a, 12b, 12c) freiliegen;
- j) Wegätzen der Oxidschicht (44) und des verbliebenen Restes der zweiten dielektrischen Schicht (34) von der wegstehenden ersten Kondensatorelektrode (42);
- k) Bilden einer dritten dielektrischen Schicht (48) über den frei liegenden Oberseiten-, Boden- und Seiten-Bereichen der frei liegenden und geätzten, wegstehenden ersten Kondensatorelek trode (42); und
- l) Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Materials (50) auf der dritten dielektrischen Schicht (48) zur Bildung einer zweiten Kondensatorelektrode.
2. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das elektrisch leitfähige Element als eine
Zwischenverbindungsleitung (12a, 12b, 12c)
ausgebildet wird, die neben dem oberen Bereich
seitliche Bereiche aufweist;
und daß im wesentlichen die seitlichen Berei
che und der obere Bereich der Zwischenverbin
dungsleitung (12a, 12b, 12c) elektrisch iso
liert werden durch die eine oder mehreren
elektrisch isolierenden Schichten (28, 30).
3. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste dielektrische Schicht (32) im
wesentlichen aus Si₃N₄ besteht.
4. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ätzung der ersten dielektrischen
Schicht (32) mit einer H₃PO₄-Lösung bei einer
Temperatur von mehr als 130°C ausgeführt wird.
5. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite dielektrische Schicht (34) im
wesentlichen aus verdichtetem Tetraethylortho
silikat besteht.
6. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste dielektrische Schicht (32) im
wesentlichen aus Si₃N₄ besteht und daß die
zweite dielektrische Schicht (32) im wesentli
chen aus verdichtetem Tetraethylorthosilikat
besteht.
7. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste dielektrische Schicht (32) im
wesentlichen aus Si₃N₄ besteht, daß die zweite
dielektrische Schicht (32) im wesentlichen aus
verdichtetem Tetraethylorthosilikat besteht
und daß es sich bei dem elektrisch leitfähigen
Material (40, 50) durchweg um leitfähig do
tiertes Polysilizium handelt.
8. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 2 für die Herstellung von RAM-Spei
cherschaltungen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrisch leitfähigen Zwischenverbin
dungsleitungen (12a, 12b, 12c) als Bitleitun
gen verwendet werden.
9. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Paar elektrisch leitfähiger Zwischen
verbindungsleitungen (z. B. 12a, 12b) auf dem
Wafer ausgebildet wird, wobei die beiden Zwi
schenverbindungsleitungen (12a, 12b) in einem
definierten Abstand voneinander getrennt ange
ordnet werden, und daß die erste (32) und die
zweite (34) dielektrische Schicht eine kombi
nierte Dicke besitzen, die geringer ist als
der definierte Abstand.
10. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste dielektrische Schicht (32) im
wesentlichen aus Si₃N₄ besteht und daß die
zweite dielektrische Schicht (34) im wesent
lichen aus verdichtetem Tetraethylorthosilikat
besteht.
11. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste dielektrische Schicht (32) im
wesentlichen aus Si₃N₄ besteht, daß die zweite
dielektrische Schicht (34) im wesentlichen aus
verdichtetem Tetraethylorthosilikat besteht
und daß es sich bei dem elektrisch leitfähigen
Material (40, 50) durchweg um leitfähig do
tiertes Polysilizium handelt.
12. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 2, bei dem die erste dielektrische
Schicht (32) im wesentlichen aus Si₃N₄ be
steht,
gekennzeichnet durch:
- - Bildung einer weiteren Oxidschicht (46) auf der ersten dielektrischen Schicht (32) aus Si₃N₄ während der Ausbildung der Oxidschicht (44) auf dem elektrisch leitfähigen Material (40) zur Texturie rung der Oberseite der ersten Kondensa torelektrode (42), wobei die auf der er sten dielektrischen Schicht (32) aus Si₃N₄ gebildete weitere Oxidschicht (46) eine Dicke besitzt, die geringer ist als die Dicke der Oxidschicht (44), die während dieses Herstellungsschrittes auf dem elektrisch leitfähigen Material (40) ausgebildet wird; und
- - Ätzen der freiliegenden weiteren Oxid schicht (46) auf der ersten dielektischen Schicht (32) aus Si₃N₄ in einem separaten Schritt, der vor dem Wegätzen der Oxid schicht (44) auf dem elektrisch leitfähi gen Material (40) und dem verbliebenen Rest der zweiten dielektrischen Schicht (34) von der ersten Kondensatorelektrode (42) erfolgt.
13. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ätzung der weiteren Oxidschicht (46)
auf der ersten dielektrischen Schicht (32) aus
Si₃N₄ eine Naßätztechnik verwendet wird.
14. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ätzung der weiteren Oxidschicht (46)
auf der ersten dielektrischen Schicht (32) aus
Si₃N₄ eine Naßätztechnik unter Verwendung
einer HF-Lösung eingesetzt wird.
15. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite dielektrische Schicht (34) im
wesentlichen aus verdichtetem Tetraethylortho
silikat besteht.
16. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite dielektrische Schicht (34) im
wesentlichen aus verdichtetem Tetraethylortho
silikat besteht und daß es sich bei dem elek
trisch leitfähigen Material (40, 42) durchweg
um leitfähig dotiertes Polysilizium handelt.
17. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Paar elektrisch leitfähiger Zwischen
verbindungsleitungen (z. B. 12a, 12b) auf dem
Wafer ausgebildet wird, wobei die beiden Zwi
schenverbindungsleitungen (12a, 12b) in einem
definierten Abstand voneinander getrennt ange
ordnet werden, und daß die erste (32) und die
zweite (34) dielektrische Schicht eine kombi
nierte Dicke besitzen, die geringer ist als
der definierte Abstand.
18. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ätzung der ersten dielektrischen
Schicht (32) mit einer H₃PO₄-Lösung bei einer
Temperatur von mehr als 130°C ausgeführt wird.
19. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 2 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Oxidschicht auf dem Bodenbereich der
wegstehenden ersten Kondensatorelektrode (42)
zur Texturierung dieses Bodenbereichs ausge
bildet wird und daß anschließend die auf dem
Bodenbereich ausgebildete Oxidschicht wegge
ätzt wird, bevor eine dritte dielektrische
Schicht (48) über der freiliegenden und ge
ätzten wegstehenden ersten Kondensatorelektro
de (42) gebildet wird.
20. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wegätzen der Oxidschicht vor der Aus
bildung der dritten dielektrischen Schicht
(48) unter Verwendung einer Naßätztechnik
ausgeführt wird.
21. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste dielektrische Schicht (32) im
wesentlichen aus Si₃N₄ besteht, und daß die
zweite dielektrische Schicht (34) im wesent
lichen aus verdichtetem Tetraethylorthosilikat
besteht.
22. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste dielektrische Schicht (32) im
wesentlichen aus Si₃N₄ besteht, daß die zweite
dielektrische Schicht (34) im wesentlichen aus
verdichtetem Tetraethylorthosilikat besteht
und daß es sich bei dem elektrisch leitfähigen
Material (40, 50) durchweg um leitfähig do
tiertes Polysilizium handelt.
23. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Paar elektrisch leitfähiger Zwischen
verbindungsleitungen (z. B. 12a, 12b) auf dem
Wafer gebildet wird, wobei die beiden Zwi
schenverbindungsleitungen (12a, 12b) in einem
definierten Abstand voneinander beabstandet
angeordnet werden, und daß die erste (32) und
die zweite (34) dielektrische Schicht eine
kombinierte Dicke besitzen, die geringer ist
als der definierte Abstand.
24. Verfahren zur Bildung eines Kondensators nach
Anspruch 7 für eine Halbleiter-Anordnung mit
Bitleitungen aufweisenden RAM-Speicherzellen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bitleitungen durch die elektrisch leitfähigen Zwischenverbindungsleitungen (12a, 12b, 12c) gebildet werden;
daß die Schicht (34) aus verdichtetem Tetraethylorthosilikat und die Schicht (32) aus Si₃N₄ eine kombinierte Dicke besitzen, die geringer ist als der definierte Abstand zwi schen benachbarten Ziffernleitungen (z. B. 12a, 12b);
daß die selektiven aktiven Bereiche (16) Teile von MOS-Transistoren bilden;
daß sich die ersten Kondensatorelektroden (24) zwischen benachbarten Paaren von Ziffernlei tungen (z. B. 12a, 12b) oben über beide Ziffernleitungen (12a, 12b) hinauserstrecken;
daß zusätzlich zu der Oxidschicht (44) auf der Schicht (40) aus dotiertem Polysilizium eine Oxidschicht (46) auf der Schicht (32) aus Si₃N₄ aufgebracht wird, wobei beide Oxid schichten (44, 46) eine langsamere Ätzrate als die Schicht (32) aus Si₃N₄ aufweisen;
daß die freiliegende Oxidschicht (46) auf der Si₃N₄-Schicht (32) weggeätzt wird;
daß die Si₃N₄-Schicht (32) derart geätzt wird, daß die ersten Kondensatorelektroden (42) über je benachbarte Paare von Ziffernleitungen (z. B. 12a, 12b) oben hinausragen und ein Bodenbereich sowie die Oberseite und die seit lichen Bereiche der ersten Kondensatorelektro den (42) oberhalb der je benachbarten Paare von Ziffernleitungen (z. B. 12a, 12b) freilie gen;
daß die Oxidschicht (44) und die Si₃N₄-Schicht (32) von dem dotierten Polysilizium (40) der wegstehenden ersten Kondensator elektroden (42) zum Bewirken einer Texturie rung des Oberseitenbereichs der ersten Konden satorelektroden (42) weggeätzt werden;
daß an dem Bodenbereich der wegstehenden er sten Kondensatorelektroden (42) eine Oxid schicht gebildet und anschließend von den ersten Kondensatorelektroden (42) zum Bewir ken einer Texturierung des Bodenbereichs der ersten Kondensatorelektrode (42) weggeätzt wird;
daß als dritte dielektrische Schicht (48) eine Schicht aus Si₃N₄ gebildet wird; und
daß die dotierte Polysiliziumschicht (50) zur Bildung von zweiten Kondensatorelektroden geätzt wird.
daß die Bitleitungen durch die elektrisch leitfähigen Zwischenverbindungsleitungen (12a, 12b, 12c) gebildet werden;
daß die Schicht (34) aus verdichtetem Tetraethylorthosilikat und die Schicht (32) aus Si₃N₄ eine kombinierte Dicke besitzen, die geringer ist als der definierte Abstand zwi schen benachbarten Ziffernleitungen (z. B. 12a, 12b);
daß die selektiven aktiven Bereiche (16) Teile von MOS-Transistoren bilden;
daß sich die ersten Kondensatorelektroden (24) zwischen benachbarten Paaren von Ziffernlei tungen (z. B. 12a, 12b) oben über beide Ziffernleitungen (12a, 12b) hinauserstrecken;
daß zusätzlich zu der Oxidschicht (44) auf der Schicht (40) aus dotiertem Polysilizium eine Oxidschicht (46) auf der Schicht (32) aus Si₃N₄ aufgebracht wird, wobei beide Oxid schichten (44, 46) eine langsamere Ätzrate als die Schicht (32) aus Si₃N₄ aufweisen;
daß die freiliegende Oxidschicht (46) auf der Si₃N₄-Schicht (32) weggeätzt wird;
daß die Si₃N₄-Schicht (32) derart geätzt wird, daß die ersten Kondensatorelektroden (42) über je benachbarte Paare von Ziffernleitungen (z. B. 12a, 12b) oben hinausragen und ein Bodenbereich sowie die Oberseite und die seit lichen Bereiche der ersten Kondensatorelektro den (42) oberhalb der je benachbarten Paare von Ziffernleitungen (z. B. 12a, 12b) freilie gen;
daß die Oxidschicht (44) und die Si₃N₄-Schicht (32) von dem dotierten Polysilizium (40) der wegstehenden ersten Kondensator elektroden (42) zum Bewirken einer Texturie rung des Oberseitenbereichs der ersten Konden satorelektroden (42) weggeätzt werden;
daß an dem Bodenbereich der wegstehenden er sten Kondensatorelektroden (42) eine Oxid schicht gebildet und anschließend von den ersten Kondensatorelektroden (42) zum Bewir ken einer Texturierung des Bodenbereichs der ersten Kondensatorelektrode (42) weggeätzt wird;
daß als dritte dielektrische Schicht (48) eine Schicht aus Si₃N₄ gebildet wird; und
daß die dotierte Polysiliziumschicht (50) zur Bildung von zweiten Kondensatorelektroden geätzt wird.
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110601 Effective date: 20110531 |