DE4201520A1 - Verfahren zur herstellung einer dram-anordnung - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer dram-anordnungInfo
- Publication number
- DE4201520A1 DE4201520A1 DE4201520A DE4201520A DE4201520A1 DE 4201520 A1 DE4201520 A1 DE 4201520A1 DE 4201520 A DE4201520 A DE 4201520A DE 4201520 A DE4201520 A DE 4201520A DE 4201520 A1 DE4201520 A1 DE 4201520A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- nitride
- storage node
- polysilicon
- conductive layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/60—Electrodes
- H01L28/82—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- 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
- H10B12/033—Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/31—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
- H10B12/318—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor the storage electrode having multiple segments
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/60—Electrodes
- H01L28/82—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
- H01L28/84—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation being a rough surface, e.g. using hemispherical grains
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/60—Electrodes
- H01L28/82—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
- H01L28/90—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halblei
terschaltungs-Speichervorrichtungen und betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von in hochdichten
DRAM-Anordnungen (Dynamic Random Access Memory-
Anordnungen) verwendeten texturierten 3-dimensiona
len Stapelzellen-Kondensatoren.
Bei dynamischen Halbleiter-Speichervorrichtungen
ist es wesentlich, daß die Zellenklatten der
Speicherknoten-Kondensatoren trotz parasitärer
Kapazitäten und trotz Rauschens, die während des
Betriebs der Schaltung auftreten können, groß genug
sind, um eine angemessene Ladung oder Kapazität
beizubehalten. Wie es bei den meisten integrierten
Halbleiterschaltungen der Fall ist, nimmt die
Speicherdichte mit einer ziemlich konstanten Rate
weiter zu. Der Gesichtspunkt der Aufrechterhaltung
der Speicherknotenkapazität ist von besonderer
Bedeutung, wenn die Dichte von DRAM-Anordnungen für
zukünftige Generationen von Speichervorrichtungen
weiter erhöht wird.
Die Fähigkeit, Speicherzellen dicht zu packen und
dabei die erforderlichen Speicherfähigkeiten auf
rechtzuerhalten, ist eine Hauptanforderung an
Halbleiterherstellungstechnologien, wenn zukünftige
Generationen erweiterter Speichervorrichtungen
erfolgreich hergestellt werden sollen.
Ein Verfahren zum Aufrechterhalten sowie zum Erhö
hen der Speicherknotengröße in dicht gepackten
Speichervorrichtungen besteht in der Verwendung des
"Stapelspeicherzellen"-Aufbaus. Bei dieser Techno
logie werden zwei Schichten eines leitfähigen Ma
terials, wie z. B. polykristallines Silizium (im
folgenden kurz "Polysilizium" genannt), über einer
Zugriffsvorrichtung auf einem Siliziumwafer aufge
bracht, wobei dielektrische Schichten sandwich
artig zwischen den Polysiliziumschichten angeordnet
werden. Eine auf diese Art und Weise ausgebildete
Zelle ist als Stapelkondensatorzelle (STC) bekannt.
Eine derartige Zelle nutzt den Raum über der Zu
griffsvorrichtung für Kondensatorplatten, weist
eine geringe Soft Error Rate (SER) auf und kann in
Verbindung mit zwischen den Platten vorgesehenen
isolierenden Schichten hoher Dielektrizitäts
konstante eingesetzt werden.
Es ist jedoch schwierig, mit einem herkömmlichen
STC-Kondensator eine ausreichende Speicherkapazität
zu erhalten, da der Speicherelektrodenbereich auf
die Grenzen seines eigenen Zellenbereichs
beschränkt ist. Auch wird das Aufrechterhalten
einer hohen dielektrischen Durchschlagfestigkeit
zwischen Polysiliziumschichten in dem STC-Kondensa
tor zu einem großen Problem, sobald die Dicke des
Isolators angemessen dimensioniert ist.
Ein unter dem Titel "3-DIMENSIONAL STACKED CAPACI-
TOR CELL FOR 16M AND 64M DRAMS" von T. Ema, S. Ka
wanago, T. Nishi, S. Yoshida, H. Nishibe, T. Yabu,
Y. Kodama, T. Nakano und M. Taguchi verfaßter Ar
tikel in IEDM, Dig. Tech. Papers, Seiten 592-595,
1988, der hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird,
befaßt sich mit einer 3-dimensionalen Stapelkonden
sator-Flossenstruktur.
Die Flossenstruktur und ihre Entwicklung sind in
dem vorstehend genannten Artikel in Fig. 1 auf
Seite 593 dargestellt. Der Speicherknoten wird
durch zwei als Flossen bezeichnete Polysilizium
schichten mit Lücken zwischen den Flossen gebildet
(die Anzahl der Flossen kann erhöht werden, ist
jedoch durch die verwendeten Gestaltungregeln
begrenzt). Eine Kondensator-Dielektrikumschicht
umgibt die gesamte Oberfläche der Polysiliziumflos
sen (die für eine Kondensatorzellenplatte verwendet
werden), die die Flossen bedeckt und die Lücken
füllt. Diese Ausbildung kann unter Verwendung der
zeitiger Verfahren hergestellt werden und erhöht
die Speicherkapazität, ist jedoch nicht für eine
DRAM-Zelle geeignet, die nach den Regeln aufgebaut
ist, welche für ein Design im tiefen Submikrometer-
Bereich (wie z. B. 0,2µm) gelten, da die Gesamtdicke
der mehreren, die Zellenplatten bildenden Flos
sen viel größer ist als die minimale Merkmalsgröße.
Der zur Realisierung der Flossenstruktur erforder
liche Prozeßablauf macht außerdem eine exakte Aus
richtung zwischen zwei benachbarten Wortleitungen
und Bitstellenleitungen bzw. Ziffernleitungen er
forderlich. Diese Ausrichtung, zusammen mit dem
Erfordernis, daß das Speicherknoten-Polysilizium
den Speicherknotenkontakt überlappt, führt zu einem
größeren Zellenbereich, der nicht für die vorste
hend erwähnten Regeln für ein 0,2µm-Design geeig
net ist.
Auch ein von S. Inoue, K. Hieda, A. Nitayama, F.
Horiguchi und F. Masuoka verfaßter Artikel "A
SPREAD STACKED CAPACITOR (SSC) CELL FOR 64MBIT
DRAMS" in IEDM, Dig. Tech. Papers, Seiten 31-34,
1989, der durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird,
befaßt sich mit einer Speicherelektrode einer er
sten Speicherzelle, die bis in den Bereich der
benachbarten zweiten Speicherzelle ausgedehnt ist.
Der Herstellungsprozeß für SSC-Zellen (s. Fig. 2
auf Seite 32) beginnt damit, daß eine Speicherelek
trode über den Ziffernleitungen aufgebracht wird,
welche von der ersten Speicherzelle bis zu den ihr
benachbarten Speicherzellen ausgedehnt ist und
umgekehrt. Dies führt zu einer Stapelkondensatoran
ordnung, bei der jede Speicherelektrode zwei
Speicherzellenbereiche belegen kann, wodurch somit
die Speicherkapazität einer Speicherzelle nahezu
verdoppelt wird.
Der SSC-Prozeß ist jedoch kompliziert, fügt dem
Standard-Prozeß mindestens zwei Masken hinzu und
kann nicht mit selbstausgerichteten Kontakten aus
geführt werden.
Die vorliegende Erfindung entwickelt einen beste
henden Herstellungsprozeß für Stapelkondensatoren
weiter, um durch Verwendung selbstausgerichteter
Kontakte ohne zusätzliche photolithographische
Schritte eine texturierte 3-dimensionale Stapelkon
densatorzelle zu bilden.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, die Speicher
zellen-Oberflächenausdehnung in einem Herstellungs
verfahren für hochdichte/großvolumige DRAMs zu
maximieren. Ein bestehendes Stapelkondensator-Her
stellungsverfahren wird modifiziert, um einen als
Speicherzelle definierten, 3-dimensionalen, textu
rierten, behälterartigen Stapelkondensator (STCC)
zu bilden.
Nach Vorbereitung eines Siliziumwafers unter Ver
wendung herkömmlicher Verfahrensschritte schafft
die vorliegende Erfindung einen texturierten, be
hälterartigen Stapelkondensator (STCC) durch Bil
den einer U-förmigen texturierten Polysilizium
struktur mit verlängerten Polysilizium-Abstandswän
den, wobei dies angepaßt ist an die durch drei
benachbarte Wortleitungen, die senkrecht zu zwei
benachbarten Ziffernleitungen verlaufen, gebildete
Topologie, woraus sich ein vergrößerter Kondensa
torplatten-Oberflächenbereich für jede
Speicherzelle ergibt. Eine derartige Konstruktion
besitzt das Potential, die Kapazität einer herkömm
lichen STC-Zelle um 200% oder mehr zu erhöhen.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung
werden im folgenden anhand der zeichnerischen
Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher
erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines im
Herstellungsprozeß befindlichen Wafers
unter Darstellung von Ziffernleitungen,
Wortleitungen, aktiven Bereichen und
Speicherkondensatoren;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der
unterbrochenen Linie A-A der Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil des im
Herstellungsprozeß befindlichen Wafers
unter Darstellung von Ziffernleitungen,
Speicherknotenkontakten und Speicherkon
densatoren;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Wafers entlang
der unterbrochenen Linie B-B in Fig. 3
nach dem Niederschlag und dem Ätzen von
vertikalen dielektrischen Abstandselemen
ten für die Ziffernleitungen;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Waferteils der
Fig. 4 nach dem Niederschlag eines kon
formen Dielektrikums, gefolgt von Photo
resist- und Ätzschritten an einem vergra
benen Kontakt;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Waferteils der
Fig. 5 nach dem Entfernen des Photoresist
und Aufbringen eines Abdeckniederschlags
aus konformem Polysilizium, Dotieren des
Polysiliziums und Aufbringen eines Abdeck
niederschlags aus dickem Nitrid;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Waferteils der
Fig. 6 nach der Mustergebung eines Poly
silizium-Speicherknotens;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Waferteils der
Fig. 7 nach dem Aufbringen von Nitrid,
einem Nitrid-Abstandselement-Ätzvorgang,
gefolgt von einem Oxid-Niederschlag sowie
planarer Ausbildung;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Waferteils nach
einem kontrollierten Nitrid-Naßätz
schritt, gefolgt von einem Niederschlag
von konformem Polysilizium sowie einem
Polysilizium-Abstandselement-Ätzvorgang;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Waferteils der
Fig. 9 nach einem Stützoxid-Naßätzvor
gang, gefolgt von einer Polysilizium-
Texturierung unter Verwendung eines Naß-
Oxydationsschrittes und eines Oxid-Naß
ätzschrittes; und
Fig. 11 eine Querschnittsansicht des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Waferteils der
Fig. 10 nach einem Zellen-Dielektrikum
Niederschlag, gefolgt von der Aufbringung
einer oberen Polysiliziumplatte.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, den Speicher
zellen-Oberflächenbereich in einem Herstellungsver
fahren zur Herstellung von hochdichten/großvolumi
gen DRAMs zu maximieren, und zwar in einer Abfolge,
wie sie in den Fig. 1 bis 11 dargestellt ist.
Ein Siliziumwafer wird unter Verwendung herkömmli
cher Herstellungsschritte bis zu dem Punkt des
Festlegens einer Zellenanordnung vorbereitet. Daran
schließt sich die Kondensatorherstellung wie folgt
an:
Der Kondensator jeder Zelle stellt eine Verbindung
mit einem vergrabenen bzw. verborgenen Kontakt
innerhalb der Zelle her, während sich der Konden
sator bis zu dem aktiven Bereich einer benachbarten
Zelle erstreckt. Alle aktiven Bereiche inerhalb der
Anordnung sind durch ein dickes Feld-Oxid voneinan
der getrennt und in ineinandergreifenden Spalten
bzw. Kolonnen und nicht-ineinandergreifenden Reihen
angeordnet. Die aktiven Bereiche werden zur Bildung
aktiver MOS-Transistoren benutzt, die abhängig von
ihrer beabsichtigten Verwendung als NMOS- oder
PMOS-Typ-FETs dotiert werden können.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine fertige,
mehrschichtige Speicheranordnung mit den Hauptauf
baublöcken, die Ziffernleitungen bzw. Bitstellen
leitungen 47, Wortleitungen 28, aktive Bereiche 21
sowie STCC-Speicherknotenplatten 92 beinhalten. Die
aktiven Bereiche 21 sind in einer derartigen Weise
implantiert worden, daß einander benachbarte aktive
Bereiche jeweils in Reihenrichtung (definiert durch
die parallelen Wortleitungen 28) ineinandergreifen
und dadurch parallele ineinandergreifende Reihen
aktiver Bereiche 21 bilden. In der Spaltenrichtung
(definiert durch die parallelen Ziffernleitungen
47) verlaufen einander benachbarte aktive Bereiche
21 jeweils Ende an Ende und bilden dadurch nicht
ineinandergreifende Spalten aktiver Bereiche. Die
Stapelkondensator-Struktur der bevorzugten Ausfüh
rungsform (der STCC-Zelle) ist mit den Wortleitun
gen 28 sowie den Ziffernleitungen 47 selbstausge
richtet.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind aus Polysilizium 22
gebildete parallele Wortleitungen 28 mit Silizid 23
und Dielektrikum 24 (entweder Oxid oder Nitrid)
bedeckt. Die Wortleitungen 28 sind weiterhin von
nachfolgenden leitfähigen Schichten durch dielek
trische Abstandselemente 26 (ebenfalls Oxid oder
Nitrid) getrennt, wobei die Wortleitungen 28 zuvor
über einer dünnen Schicht aus Gate-Oxid 25 oder
einer dicken Schicht aus Feld-Oxid 27 niederge
schlagen worden sind. Die aktiven Bereiche 21 sind
in herkömmlichen Verfahrensschritten zweckmäßig zu
einem gewünschten Leitfähigkeitstyp dotiert worden,
und zwar mit Dotierstoff, der in die Hauptmasse des
Siliziumwafers 20 eindringt. Der Wafer ist nun für
die Bildung der Ziffernleitungen bereit, die im
rechten Winkel über den Wortleitungen 28 verlaufen.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich
eines im Herstellungsprozeß befindlichen Wafers
unter Darstellung von aktiven Bereichen 21, Zif
fernleitungen 47, Speicherknotenkontakten 57 sowie
Speicherknotenplatten 92.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird eine Oxidschicht 41
über der gesamten Oberfläche der Waferanordnung
niedergeschlagen, worauf eine Mustergebung und
Ätzung der verdeckten Ziffernleitungskontakte er
folgt. Danach erfolgt ein Abdeckniederschlag von
Polysilizium 42, Silizid 43 bzw. Dielektrikum 44.
Bei dem Dielektrikum 44 kann es sich entweder um
Nitrid oder Oxid handeln, und es wird durch chemi
sche Gasphasenabscheidung (CVD) abgeschieden, wobei
dies wegen seiner hervorragenden Konformität bevor
zugt wird. Die Schichten aus Polysilizium 42, Si
lizid 43 und Dielektrikum 44 werden in Muster ge
bracht und geätzt und dienen zusammen mit dem zuvor
leitfähig dotierten Polysilizium 42 als parallele
Ziffernleitungen 47. Die Ziffernleitungen 47 ver
laufen rechtwinklig zu den in Fig. 2 gezeigten
Wortleitungen 28 und sind der Waferoberfläche an
gepaßt, woraus sich eine wellenformähnliche Topolo
gie ergibt, die sowohl in Ziffernleitungsrichtung
als auch in Wortleitungsrichtung verläuft. Nun wird
ein zweites Dielektrikum, wie z. B. Nitrid oder
Oxid, vorzugsweise durch CVD niedergeschlagen,
gefolgt von einem anisotropen Ätzvorgang zur Bil
dung vertikaler dielektrischer Abstandselemente 45.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, werden die Ziffernlei
tungen 47 und ihre nachfolgenden Trennschichten
dann bis zu einer bevorzugten Dicke von 50 bis 200
nm vorzugsweise durch CVD mit einem Dielektrikum 46
aus Nitrid bedeckt. Danach wird ein durch die An
wesenheit der Abstandselemente 45 zu den Ziffern
leitungen 42 selbstausgerichteter vergrabener Kon
takt 57 durch Bedecken aller Bereiche, außer des
Kontakts 57, mit Photoresist 51 gebildet. Nach
Anwendung einer geeigenten Photomaske erzeugt ein
für die verdeckten Kontakte ausgeführter anisotro
per Ätzvorgang auf dem exponierten Dielektrikum
zusätzliche Nitrid-Abstandselemente 52 und erzeugt
eine Offnung zum Festlegen des Kontakts 57.
Bis zu diesem Punkt ist der Verfahrensablauf demje
nigen einer Anordnung mit herkömmlichen Stapel
kondensatorzellen gefolgt. Von nun an ist der Her
stellungsvorgang neuartig für eine Anordnung mit
Speicherkondensatoren vom STCC-Typ.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist das Photoresist 51
der Fig. 5 entfernt worden und ist eine konforme
Polysiliziumschicht 61 über der gesamten Anord
nungsoberfläche niedergeschlagen worden und mit dem
aktiven Bereich 21 über den verdeckten Kontakt 57
gekoppelt. Nach dem Abscheiden der Polysilizium
schicht 61 erfolgt die Abscheidung einer konformen
Schicht eines Dielektrikums 62, bei dem es sich um
dickes Nitrid handelt (wobei Nitrid mit einer
Abscheidungsdicke von 200 bis 600 nm bevorzugt
wird), wobei diese Abscheidung vorzugsweise im CVD-
Verfahren erfolgt.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, werden die Polysilizium
schicht 61 und das Nitrid 62 in ein derartiges
Muster gebracht, daß sie als Teil einer Speicher
knotenplatte des STCC-Speicherkondensators dienen.
Die Polysiliziumplatte 61 erstreckt sich über eine
benachbarte Polysilizium-Wortleitung (die Wortlei
tung ist nicht gezeigt, da sie parallel zu der
Querschnittsansicht der Fig. 7 verläuft) und reicht
bis zu der nächsten benachbarten Wortleitung. Die
Platte ist den beiden zueinander senkrechten wel
lenformähnlichen Topologien (erzeugt nach der Bil
dung der Ziffernleitungen) angepaßt, die sowohl in
Richtung der Wortleitungen als auch in Richtung der
Ziffernleitungen verlaufen.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird nun eine Schicht
aus Nitrid niedergeschlagen und sodann anisotrop
geätzt, um Nitrid-Abstandselemente 81 zu bilden.
Nach dem Ätzen der Abstandshalter 81 wird Oxid 82
niedergeschlagen und planar gemacht, wobei das Oxid
82 als Oxid-Füllmaterial zum Aufrechterhalten der
Spalten zwischen den Nitrid-Abstandselementen 81
dient.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, sind die Nitrid-
Abstandselemente 81 sowie die Nitridschicht 62 der
Fig. 8 durch einen kontrollierten Nitrid-Naßätz
schritt entfernt worden. Es wird eine Schicht aus
konformem Polysilizium niedergeschlagen, und danach
folgt ein anisotroper Ätzvorgang zur Bildung von
Polysilizium-Abstandswänden 91. Die Polysilizium-
Abstandswände 91 haften an dem Polysilizium 61 an,
wodurch die Polysiliziumplatte 61 im wesentlichen
in vertikaler Richtung verlängert wird und dadurch
eine verlängerte U-förmige Polysiliziumstruktur
gebildet wird. Nach der Ausführung eines dann er
folgenden Fülloxid-Ätzschritts stehen außerdem die
beiden Seiten der Abstandswände 91 zur Erzielung
zusätzlicher Kapazität zur Verfügung.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist das in Fig. 9 ge
zeigte Fülloxid 82 durch einen Oxid-Naßätzschritt
entfernt worden. Die Polysiliziumstruktur 92 wird
einer Naß-Oxydation unterzogen, wobei diese dann in
einem zweiten Oxid-Naßätzschritt entfernt wird,
wodurch die Polysiliziumstruktur 92 eine texturier
te Oberfläche erhält. Die texturierte Polysilizium
struktur 92 dient als fertige Speicherknotenplatte
für die STCC-Zelle. Durch Texturieren der Polysili
ziumstruktur 92 wird der Polysilizium-Oberflächen
bereich bzw. die Polysilizium-Oberflächengröße an
der Speicherknotenplatte erhöht, und zwar potenti
ell um 200%, wodurch wiederum die Speicherknoten
kapazität gesteigert wird. Ein weiterer Vorteil
einer texturierten Speicherknotenplatte gestattet
dem Konstrukteur eine Verkürzung der ebenfalls in
Fig. 9 gezeigten Polysilizium-Fortsätze 91 unter
gleichzeitiger Aufrechterhaltung der erforderli
chen, gewünschten Kapazität.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, wird eine Schicht aus
einem Dielektrikum 111 mit einer hohen Dielektrizi
tätskonstante in zu der Polysiliziumstruktur 92
konformer Weise niedergeschlagen. Es könnten viele
dielektrische Materialien verwendet werden, wobei
Nitrid, oxydiertes Nitrid und Ta205 nur als einige
Beispiele genannt werden. Das Dielektrikum 111
dient als Kondensator-Dielektrikum für die STCC-
Zelle. Nach dem Niederschlag des Dielektrikums 111
erfolgt ein Abdeckniederschlag von konformem Poly
silizium 112. Die Polysiliziumstruktur 92 und das
Polysilizium 112 werden leitfähig dotiert, und zwar
entweder mit n-Leitfähigkeit oder mit p-Leitfähig
keit, je nachdem, welcher Leitfähigkeitstyp für den
aktiven Bereich 21 erwünscht ist. Das Polysilizium
112 dient nun als obere Polysilizium-Kondensator
zellenplatte des STCC-Speicherkondensators, wobei
sie auch eine gemeinsame Zellenplatte für alle
STCC-Speicherkondensatoren in der Anordnung wird.
Durch die 3-dimensionale Gestalt und die texturier
te Oberfläche der Polysiliziumplatte 92 als
Speicherknotenplatte zusammen mit der die Polysili
ziumplatten-Struktur und das Dielektrikum 111 um
schließenden oberen Polysilizium-Kondensatorzellen
platte 112 wird am Speicherknoten in beträchtlichem
Ausmaß Kondensatorplattenoberfläche gewonnen. Da
die Kapazität in erster Linie durch den Oberflä
chenbereich bzw. die Oberflächengröße der Zellen
platten eines Kondensators bewirkt wird, kann die
zusätzlich gewonnene Fläche einen zusätzlichen
200%igen oder höheren Zuwachs der Kapazität gegen
über derjenigen eines herkömmlichen STC-Kondensa
tors verfügbar machen, ohne daß dafür mehr Raum
beansprucht wird als derjenige, der zum Bilden
einer Stapelkondensator-Speicherzelle benötigt
wird.
Claims (12)
1. Verfahren zum Herstellen einer DRAM-Anordnung
auf einem Siliziumsubstrat (20),
gekennzeichnet durch folgende Aufeinanderfolge
von Schritten:
- - Erzeugen einer Mehrzahl gesondert vonein ander isolierter aktiver Bereiche (21), die in parallelen ineinandergreifenden Reihen und parallelen nicht-ineinander greifenden Spalten angeordnet sind;
- - Erzeugen einer Gate-Dielektrikum-Schicht (25) oben auf jedem aktiven Bereich (21);
- - Niederschlagen einer über der Oberfläche der Anordnung liegenden ersten leitfähi gen Schicht (22, 23);
- - Niederschlagen einer über der ersten leitfähigen Schicht (22, 23) liegenden ersten dielektrischen Schicht (24);
- - Maskieren und Ätzen der ersten leitfähi gen Schicht (22, 23) und der ersten di elektrischen Schicht (24), um eine Anzahl von parallelen leitfähigen Wortleitungen (28) zu bilden, die entlang der Reihen derart ausgerichtet sind, daß jede Wort leitung (28) über einen inneren Teil jedes aktiven Bereichs (21) hinwegführt, der davon durch einen Überrest der Gate- Dielektrikum-Schicht (25) getrennt ist;
- - Erzeugen eines leitfähig dotierten Zif fernleitungsanschlusses und eines leitfä hig dotierten Speicherknotenanschlusses in jedem aktiven Bereich (21) an entge gengesetzten Seiten jeder Wortleitung (28);
- - Bilden von ersten dielektrischen Abstandselementen (26) benachbart vertikalen Rändern von in ein Muster ge brachten Wortleitungen (28);
- - Niederschlagen einer über der Anordnungs oberfläche liegenden zweiten dielektri schen Schicht (41);
- - Erzeugen einer ersten ausgerichteten vergrabenen Kontaktstelle an jedem Zif fernleitungsanschluß in jedem aktiven Bereich (21);
- - Niederschlagen einer über der Anordnungs oberfläche liegenden zweiten leitfähigen Schicht (42, 43), wobei die zweite leitfä hige Schicht (42, 43) direkten Kontakt zu den Ziffernleitungsanschlüssen bei den ersten vergrabenen Kontaktstellen her stellt;
- - Niederschlagen einer über der zweiten leitfähigen Schicht (42, 43) liegenden dritten dielektrischen Schicht (44);
- - Maskieren und Ätzen der zweiten leitfähi gen Schicht (42, 43) und der dritten dielektrischen Schicht (44) zur Bildung einer Mehrzahl von parallelen leitfähigen Ziffernleitungen (47), die so entlang der Spalten ausgerichtet sind, daß eine Zif fernleitung (47) bei jedem Ziffernlei tungsanschluß in einer Spalte elektri schen Kontakt herstellt, wobei die Zif fernleitungen (47) unter Bildung einer 3- dimensionalen, wellenformähnlichen Topo logie senkrecht zu und über den Wortlei tungen (28) verlaufen;
- - Bilden von zweiten dielektrischen Ab standselementen (45) benachbart verti kalen Rändern von in ein Muster gebrach ten Ziffernleitungen (47);
- - Niederschlagen einer über der Anordnungs oberfläche der wellenformähnlichen Topo logie liegenden ersten Nitridschicht (46);
- - Erzeugen einer zweiten ausgerichteten Kontaktstelle (57) bei jedem Speicherkno tenanschluß in jedem aktiven Bereich (21);
- - Niederschlagen einer dritten leitfähigen Schicht (61) über der Anordnungsoberflä che, die in Abhängigkeit von der beste henden Topologie die wellenformähnliche Topologie annimmt, wobei die dritte leitfähige Schicht (61) bei den zweiten vergrabenen Kontaktstellen (57) Kontakt zu den Speicherknotenanschlüssen her stellt;
- - Niederschlagen einer zweiten Nitrid schicht (62);
- - Mustergebung der dritten leitfähigen Schicht (61) und der zweiten Nitrid schicht (62) zur Bildung eines Polysili zium-Speicherknotenplattenbereichs bei jedem Speicherknotenanschluß, wobei der Speicherknotenplattenbereich einen U- förmigen Querschnitt besitzt;
- - Niederschlagen einer dritten Nitrid schicht;
- - Ätzen der dritten Nitridschicht zur Bil dung von vertikalen Nitrid-Abstandsele menten (81) über den vertikalen Seiten des Polysilizium-Speicherknotenplattenbe reichs und der zweiten Nitridschicht (62);
- - Niederschlagen einer ersten Oxidschicht;
- - planares Ausbilden der ersten Oxidschicht zur Bildung von Oxid-Füllelementen (82) zwischen den vertikalen Nitrid-Abstands elementen (81);
- - Ätzen der ersten Nitridschicht (62) und der Nitrid-Abstandselemente (81);
- - Niederschlagen einer vierten leitfähigen Schicht angrenzend an sowie erstreckungs gleich mit der bestehenden Topologie;
- - Äzten der vierten leitfähigen Schicht unter Bildung vertikaler Polysilizium- Abstandswände (91) benachbart den Oxid- Füllelementen (82), wobei sich die Abstandswände (91) an die dritte leit fähige Schicht (61) anhaften und dadurch eine Polysilizium-Speicherknotenplatte (92) mit verlängertem U-förmigem Quer schnitt bilden;
- - Ätzen der Oxid-Füllelemente (82);
- - Texturieren der Polysilizium-Speicherkno tenplatte (92);
- - Niederschlagen einer Zellen-Dielektrikum- Schicht (111) angrenzend an sowie er streckungsgleich mit der Speicherknoten platte (92) sowie angrenzend an die An ordnungsoberfläche; und
- - Niederschlagen einer fünften leitfähigen Schicht (112) angrenzend an sowie er streckungsgleich mit der Zellen-Dielek trikum-Schicht (111) zur Bildung einer für die gesamte Speicheranordnung gemein samen Zellenplatte.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gate-Dielektrikum-Schicht (25) aus
Oxid besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste und die zweite leitfähige
Schicht eine Schicht aus Wolfram-Silizid
(23, 43) und dotiertem Polysilizium (22, 42)
aufweisen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste (24), die zweite (41) und die
dritte (44) dielektrische Schicht aus der im
wesentlichen aus Oxid oder Nitrid bestehenden
Gruppe ausgewählt sind.
5. Verfahren nach einem der vorausgehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste und der zweite vergrabene Kon
takt (57) selbstausgerichtet sind.
6. Verfahren nach einem der vorausgehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte (61), die vierte (91) und die
fünfte (112) leitfähige Schicht aus dotiertem
Polysilizium bestehen.
7. Verfahren nach einem der vorausgehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste (24), die zweite (41) und die
dritte (44) dielektrische Schicht sowie die
erste Nitridschicht (46) durch chemische Gas
phasenabscheidung niedergeschlagen werden.
8. Verfahren nach einem der vorausgehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Nitridschicht (46) in einer
Dicke von 200 bis 600 nm niedergeschlagen
wird.
9. Verfahren nach einem der vorausgehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ätzen der ersten Nitridschicht (46)
und der vertikalen Nitrid-Abstandselemente
(81) durch einen kontrollierten Nitrid-Naßätz
vorgang erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorausgehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Texturierung folgende Schritte umfaßt:
- a) Aussetzen der Polysilizium-Speicherkno tenplatte (92) einer Naß-Oxydation; und
- b) Ausführen eines Oxid-Naßätzschrittes zur Bildung der texturierten Polysilizium- Speicherknotenplatte (92).
11. Verfahren nach einem der vorausgehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zellen-Dielektrikum-Schicht (111) aus
einem Material mit einer hohen Dielektrizi
tätskonstante besteht.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Material der Zellen-Dielektrikum-
Schicht (111) aus der im wesentlichen aus
Nitrid, oxydiertem Nitrid und Ta205
bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/645,086 US5082797A (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Method of making stacked textured container capacitor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4201520A1 true DE4201520A1 (de) | 1992-07-23 |
Family
ID=24587587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4201520A Withdrawn DE4201520A1 (de) | 1991-01-22 | 1992-01-21 | Verfahren zur herstellung einer dram-anordnung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5082797A (de) |
JP (1) | JPH0590533A (de) |
DE (1) | DE4201520A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4335997A1 (de) * | 1992-10-21 | 1994-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | Halbleiterspeichervorrichtung |
Families Citing this family (46)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6002149A (en) * | 1990-11-19 | 1999-12-14 | Micron Technology, Inc. | Capacitor structures for memory cells |
KR930009593B1 (ko) * | 1991-01-30 | 1993-10-07 | 삼성전자 주식회사 | 고집적 반도체 메모리장치 및 그 제조방법(HCC Cell) |
US5244842A (en) * | 1991-12-17 | 1993-09-14 | Micron Technology, Inc. | Method of increasing capacitance by surface roughening in semiconductor wafer processing |
USRE35420E (en) * | 1991-02-11 | 1997-01-07 | Micron Technology, Inc. | Method of increasing capacitance by surface roughening in semiconductor wafer processing |
US5213992A (en) * | 1991-10-02 | 1993-05-25 | Industrial Technology Research Institute | Rippled polysilicon surface capacitor electrode plate for high density DRAM |
US5474949A (en) * | 1992-01-27 | 1995-12-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating capacitor or contact for semiconductor device by forming uneven oxide film and reacting silicon with metal containing gas |
EP0553791A1 (de) * | 1992-01-31 | 1993-08-04 | Nec Corporation | Kondensatorelektrode für DRAM und Verfahren zu ihrer Herstellung |
KR960002097B1 (ko) * | 1992-02-28 | 1996-02-10 | 삼성전자주식회사 | 반도체장치의 커패시터 제조방법 |
US5238862A (en) * | 1992-03-18 | 1993-08-24 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a stacked capacitor with striated electrode |
US5240558A (en) * | 1992-10-27 | 1993-08-31 | Motorola, Inc. | Method for forming a semiconductor device |
US5266514A (en) * | 1992-12-21 | 1993-11-30 | Industrial Technology Research Institute | Method for producing a roughened surface capacitor |
US5459341A (en) * | 1993-02-12 | 1995-10-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
US5278091A (en) * | 1993-05-04 | 1994-01-11 | Micron Semiconductor, Inc. | Process to manufacture crown stacked capacitor structures with HSG-rugged polysilicon on all sides of the storage node |
US5429972A (en) * | 1994-05-09 | 1995-07-04 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of fabricating a capacitor with a textured polysilicon interface and an enhanced dielectric |
US5378654A (en) * | 1994-05-24 | 1995-01-03 | United Microelectronics Corporation | Self-aligned contact process |
US5418180A (en) * | 1994-06-14 | 1995-05-23 | Micron Semiconductor, Inc. | Process for fabricating storage capacitor structures using CVD tin on hemispherical grain silicon |
KR100190834B1 (ko) | 1994-12-08 | 1999-06-01 | 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 | 반도체장치및그제조방법 |
US5665625A (en) * | 1995-05-19 | 1997-09-09 | Micron Technology, Inc. | Method of forming capacitors having an amorphous electrically conductive layer |
US5663088A (en) * | 1995-05-19 | 1997-09-02 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a Ta2 O5 dielectric layer with amorphous diffusion barrier layer and method of forming a capacitor having a Ta2 O5 dielectric layer and amorphous diffusion barrier layer |
US5529946A (en) * | 1995-06-30 | 1996-06-25 | United Microelectronics Corporation | Process of fabricating DRAM storage capacitors |
US5583070A (en) * | 1995-07-07 | 1996-12-10 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Process to form rugged polycrystalline silicon surfaces |
JP3703885B2 (ja) | 1995-09-29 | 2005-10-05 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置とその製造方法 |
US5801413A (en) | 1995-12-19 | 1998-09-01 | Micron Technology, Inc. | Container-shaped bottom electrode for integrated circuit capacitor with partially rugged surface |
US5937310A (en) * | 1996-04-29 | 1999-08-10 | Advanced Micro Devices, Inc. | Reduced bird's beak field oxidation process using nitrogen implanted into active region |
US5760434A (en) * | 1996-05-07 | 1998-06-02 | Micron Technology, Inc. | Increased interior volume for integrated memory cell |
US6660610B2 (en) | 1996-07-08 | 2003-12-09 | Micron Technology, Inc. | Devices having improved capacitance and methods of their fabrication |
US5882993A (en) * | 1996-08-19 | 1999-03-16 | Advanced Micro Devices, Inc. | Integrated circuit with differing gate oxide thickness and process for making same |
US6033943A (en) * | 1996-08-23 | 2000-03-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | Dual gate oxide thickness integrated circuit and process for making same |
KR100400285B1 (ko) * | 1996-12-23 | 2003-12-24 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 제조방법 |
US5811344A (en) * | 1997-01-27 | 1998-09-22 | Mosel Vitelic Incorporated | Method of forming a capacitor of a dram cell |
US5872376A (en) * | 1997-03-06 | 1999-02-16 | Advanced Micro Devices, Inc. | Oxide formation technique using thin film silicon deposition |
US5786250A (en) | 1997-03-14 | 1998-07-28 | Micron Technology, Inc. | Method of making a capacitor |
US5792689A (en) * | 1997-04-11 | 1998-08-11 | Vanguard International Semiconducter Corporation | Method for manufacturing double-crown capacitors self-aligned to node contacts on dynamic random access memory |
JPH10313102A (ja) * | 1997-05-12 | 1998-11-24 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
US5902124A (en) * | 1997-05-28 | 1999-05-11 | United Microelectronics Corporation | DRAM process |
US5874336A (en) * | 1997-06-23 | 1999-02-23 | Vanguard International Semiconductor Manufacturing | Method to improve yield for capacitors formed using etchback of polysilicon hemispherical grains |
US5917213A (en) * | 1997-08-21 | 1999-06-29 | Micron Technology, Inc. | Depletion compensated polysilicon electrodes |
US6048763A (en) * | 1997-08-21 | 2000-04-11 | Micron Technology, Inc. | Integrated capacitor bottom electrode with etch stop layer |
US5920763A (en) * | 1997-08-21 | 1999-07-06 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for improving the structural integrity of stacked capacitors |
US5962914A (en) * | 1998-01-14 | 1999-10-05 | Advanced Micro Devices, Inc. | Reduced bird's beak field oxidation process using nitrogen implanted into active region |
US6531364B1 (en) | 1998-08-05 | 2003-03-11 | Advanced Micro Devices, Inc. | Advanced fabrication technique to form ultra thin gate dielectric using a sacrificial polysilicon seed layer |
US6677640B1 (en) * | 2000-03-01 | 2004-01-13 | Micron Technology, Inc. | Memory cell with tight coupling |
US6507063B2 (en) * | 2000-04-17 | 2003-01-14 | International Business Machines Corporation | Poly-poly/MOS capacitor having a gate encapsulating first electrode layer |
US6498088B1 (en) | 2000-11-09 | 2002-12-24 | Micron Technology, Inc. | Stacked local interconnect structure and method of fabricating same |
US6410955B1 (en) | 2001-04-19 | 2002-06-25 | Micron Technology, Inc. | Comb-shaped capacitor for use in integrated circuits |
US6888217B2 (en) * | 2001-08-30 | 2005-05-03 | Micron Technology, Inc. | Capacitor for use in an integrated circuit |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2741857B2 (ja) * | 1987-05-11 | 1998-04-22 | 株式会社日立製作所 | 半導体記憶装置 |
JP2564316B2 (ja) * | 1987-08-10 | 1996-12-18 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置およびその製造方法 |
JPH0264251A (ja) * | 1988-07-01 | 1990-03-05 | Robert Bosch Gmbh | 内燃機関の制御装置 |
-
1991
- 1991-01-22 US US07/645,086 patent/US5082797A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-01-21 DE DE4201520A patent/DE4201520A1/de not_active Withdrawn
- 1992-01-22 JP JP4029975A patent/JPH0590533A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4335997A1 (de) * | 1992-10-21 | 1994-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | Halbleiterspeichervorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0590533A (ja) | 1993-04-09 |
US5082797A (en) | 1992-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4201520A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer dram-anordnung | |
DE4217443C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer DRAM-Anordnung | |
DE4229363C2 (de) | Verfahren zur Bildung eines Kondensators | |
DE4236814C2 (de) | Verfahren zur Bildung eines Kondensators | |
DE4215203A1 (de) | Speicherkondensator und verfahren zu dessen herstellung | |
DE4142961A1 (de) | Dram-speicheranordnung | |
DE4201004C2 (de) | Verfahren zur Bildung eines Kondensators | |
DE4424933C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer dynamischen Speicherzelle | |
DE4203400A1 (de) | Auf einem siliziumsubstrat gebildeter speicherkondensator | |
DE4016686C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterspeichers | |
DE4208696A1 (de) | Verfahren zum herstellen einer dram-speicheranordnung | |
DE4213945A1 (de) | Speicherkondensator und verfahren zu dessen herstellung | |
DE19521489A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Kondensators | |
DE4341698B4 (de) | Halbleiterbauelement mit einem Speicherkondensator und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE4316503A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer beerdigten Bitleiteranordnung von Speicherzellen | |
DE4210855C2 (de) | Herstellungsverfahren für einen gestapelten Kondensator | |
DE19546999C1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren in einer Halbleiteranordnung | |
DE4327813C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines DRAM's | |
DE4447804C2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer leitfähigen Mehrfachbehälter-Struktur auf der bestehenden Topographie eines Ausgangssubstrats | |
DE19527023C1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Kondensators in einer Halbleiteranordnung | |
DE4303059A1 (de) | ||
DE4135178A1 (de) | Dram-speicheranordnung | |
DE4407532C2 (de) | DRAM-Speicherzelle und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE4441153C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Kondensators einer Halbleiterspeichervorrichtung | |
DE4137669A1 (de) | Dram-speicheranordnung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |