DE4203400A1 - Auf einem siliziumsubstrat gebildeter speicherkondensator - Google Patents
Auf einem siliziumsubstrat gebildeter speicherkondensatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Speichervorrichtungen für
Halbleiterschaltungsspeicher. Die Erfindung befaßt
sich insbesondere mit einem Verfahren zur Erzeugung
texturierter 3-dimensionaler Stapelzellenkonden
satoren, die in Anordnungen hochdichter dynamischer
Lese- und Schreibspeicher (DRAM) verwendet werden.
In Speichervorrichtungen für dynamische Halbleiter
speicher ist es wesentlich, daß die Platten von
Speicherknotenkondensatorzellen genügend groß
sind, um eine angemessene Ladung zu halten oder
eine angemessene Kapazität zu bilden, und zwar
trotz parasitärer Kapazitäten und Rauschens, das
während des Betriebes der Schaltung vorhanden sein
kann. Wie bei den meisten integrierten Halbleiter
schaltungen steigt die Schaltungsdichte fortlau
fend mit einer etwa konstanten Weiterentwicklungs
geschwindigkeit an. Das Problem, die Speicherkno
tenkapazität aufrechtzuerhalten, ist besonders
wichtig, wenn sich bei zukünftigen Generationen von
Speichervorrichtungen die Dichte der DRAM-Anordnun
gen weiterhin erhöht.
Die Fähigkeit, Speicherzellen dicht zu packen,
während die erforderlichen Speicherfähigkeiten
aufrechterhalten werden, ist ein essentielles Er
fordernis für Halbleiterherstellungstechnologien,
wenn zukünftige Generationen von Speichervorrich
tungen mit vergrößerter Speicherkapazität erfolg
reich hergestellt werden sollen.
Eine Methode zum Aufrechterhalten sowie zum Ver
größern der Speicherknotengröße in dicht gepackten
Speichervorrichtungen liegt in der Verwendung eines
"Stapelspeicherzellen"-Aufbaus. Bei dieser Techno
logie werden zwei Schichten aus einem leitenden
Material wie polykristallines Silizium (auch "Poly
silizium" oder einfach "Poly" genannt) über einer
Zugriffsvorrichtung auf einem Siliziumwafer aufge
bracht, wobei dielektrische Schichten zwischen die
beiden Polyschichten geschichtet werden. Eine auf
diese Weise aufgebaute Zelle ist als Stapelspei
cherzelle (STC) bekannt. Eine derartige Zelle ver
wendet den Raum über der Zugriffsvorrichtung für
Kondensatorplatten, weist eine niedrige Soft-Error-
Rate (SER) auf und kann in Verbindung mit isolie
renden Zwischenplattenschichten mit hoher Dielek
trizitätskonstante verwendet werden.
Es ist jedoch schwierig, mit einem herkömmlichen
STC-Kondensator eine ausreichende Speicherkapazität
zu erhalten, da die Fläche der Speicherelektrode
auf die Grenzen ihrer eigenen Zellenfläche
beschränkt ist. Außerdem wird die Aufrechterhaltung
guter Eigenschaften eines dielektrischen Durch
bruchs zwischen Poly-Schichten in dem STC-Kondensa
tor ein Hauptgesichtspunkt, wenn die Isolatordicke
erst einmal geeignet bemessen ist.
Ein Artikel von H. Arima u. a. mit dem Titel "A
NOVEL STACKED CAPACITOR CELL WITH DUAL CELL PLATE
FOR 64Mb DRAMs′", veröffentlicht in IEDM, Dig.
Techn. Papers, 1990, Seiten 651-654, der hiermit
durch Bezugnahme in die vorliegende Offenbarung
einbezogen wird, diskutiert einen Stapelkondensator
mit Doppelzellenplatten (DCP).
Die DCP-Struktur und deren Entwicklung ist in den
Fig. 2a-f, Seiten 652 ff., des genannten Artikels
gezeigt. Der Speicherknoten ist durch zwei Polysi
liziumschichten gebildet, die eine rechteckboxför
mige Poly-Struktur aufweisen. Eine Kondensator-
Dielektrikum-Schicht umgibt die Oberfläche der
rechteckigen Poly-Struktur und wird dann mit einer
Poly-Schicht bedeckt, welche die obere Zellenplatte
bildet, um die Speicherkondensatorzelle zu vervoll
ständigen. Dieses Verfahren benötigt insgesamt vier
Photomaskenschritte: Zwei Photoschritte zum Freile
gen der vergrabenen Kontakte und zum "Skizzieren"
der Poly-Pufferschicht (wie in Fig. 2a); einen
Photoschritt zum erneuten Freilegen des vergrabenen
Kontaktes, nachdem die Oberfläche mit Oxid bedeckt
worden ist, worauf Ablagerungen von Poly, Zellen
dielektrikum bzw. Poly folgen (wie in Fig. 2c
gezeigt); und ein Photoschritt, um der Speicherkno
tenplatte ein Muster zu geben (wie in Fig. 2e ge
zeigt).
Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterent
wicklung eines existierenden Verfahrens zur
Herstellung von Stapelkondensatoren dar, um eine 3-
dimensionale Stapelkondensatorzelle zu bauen, die
fortschrittlicher ist als die mit DCP, und sie
erfordert lediglich eine Gesamtheit von zwei Photo
maskenschritten.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, die Fläche
einer Speicherzellenoberfläche bei einem Verfahren
zur Herstellung hochdichter/hochvolumiger DRAM
(Dynamic Random Access Memory) zu maximieren. Ein
existierendes Verfahren zur Herstellung von Stapel
kondensatoren wird modifiziert, um einen 3-dimen
sionalen, doppelplattigen Stapelkondensator mit
einer Mehrzahl Speicherknotenzellenplattenpfosten
zu bilden, nachfolgend "MDSC" genannt, was abgelei
tet ist von dem englischsprachigen Begriff "(m)ul
ti-poly spacer (d)ouble-plate (s)tacked (c)apaci
tor" (Doppelplatten-Stapelkondensator mit mehreren
Poly-Abstandselementen). Der MDSC-Aufbau definiert
eine Kondensatorspeicherzelle, die bei der vorlie
genden Erfindung in einem DRAM-Verfahren verwendet
wird. Für den Fachmann ist allerdings klar, daß
diese Verfahrensschritte in andere Verfahren einge
baut werden können, die Speicherzellen erfordern,
wie VRAMs, EPROMs oder dergleichen.
Nachdem ein Siliziumwafer unter Verwendung herkömm
licher Verfahrensschritte bereitet worden ist, wird
mit der vorliegenden Erfindung der MDSC entwickelt,
indem eine Poly-Struktur erzeugt wird, die eine
Mehrzahl von Poly-Abstandselementen aufweist, wobei
die gesamte Struktur der Topologie des Wafers
entspricht, die durch zwei benachbarte Ziffern
oder Ziffernleitungen gebildet wird, die senkrecht
zu und über den oberen Teil von drei benachbarten
Wortleitungen verlaufen, woraus eine vergrößerte
Fläche der Kondensatorplattenoberfläche für jede
Speicherzelle resultiert. Eine derartige Struktur
stellt eine enorme Verbesserung über die DCP-Zelle
her, da lediglich zwei Photomaskenschritte anstelle
von vier erforderlich sind, während gleichzeitig
die Kapazität gegenüber der einer herkömmlichen
STC-Zelle stark vergrößert wird.
Erfindungsgemäße Strukturen und Verfahren zu deren
Herstellung sind in den Patentansprüchen angegeben,
wobei vorteilhafte Weiterbildungen in Unteransprü
chen angegeben sind.
Die Erfindung wird nun anhand einer Ausführungsform
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1A und 1B Querschnittsansichten eines voll
ständigen Speicherkondensators des
MDSC-Typs;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Bereich
eines im Herstellungsverfahren be
findlichen Wafers, wobei Ziffernlei
tungen, Wortleitungen und Speicher
kondensatoren gezeigt sind;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang
einer gestrichelten Linie A-A in
Fig. 2;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht längs einer
gestrichelten Linie B-B in Fig. 2;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des in Fig.
3 gezeigten Bereichs eines im Her
stellungsprozeß befindlichen Wafers
im Anschluß an einen konformen Ni
trid-Niederschlag, einen konformen
Oxid-Niederschlag und eine Planari
sation bzw. Einebnung;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht des in Fig.
5 gezeigten Bereichs des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Wafers im
Anschluß an Niederschläge von Poly
silizium, einer Zellen-Dielektrikum-
Schicht bzw. von Polysilizium;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht des in Fig.
6 gezeigten Bereichs des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Wafers nach
einem Photoschritt und einem Ätz
schritt für einen vergrabenen Kon
takt,
Fig. 8 eine Querschnittsansicht des in Fig.
7 gezeigten Bereichs des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Wafers nach
einem Schritt zur Entfernung von
Photoresist, einem Abdecknieder
schlag von konformem Oxid und einer
Oxid-Abstandselement-Ätzung;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht des in Fig.
8 gezeigten Bereichs eines im Her
stellungsprozeß befindlichen Wafers
nach dem Niederschlag einer konfor
men Polysilizium-Schicht, einer
konformen Nitrid-Schicht und einer
Nitrid-Abstandselement-Ätzung;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht des in Fig.
9 gezeigten Bereichs des im Herstel
lungsprozeß befindlichen Wafers nach
einem Polysilizium-Niederschlag,
gefolgt durch eine Poly-Abstandsele
ment-Ätzung;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht des in Fig.
10 gezeigten Bereichs eines im
Herstellungsprozeß befindlichen
Wafers nach einer Nitrid-Naßätzung
der Nitrid-Abstandselemente;
Fig. 12A eine Querschnittsansicht des in Fig.
11 gezeigten Bereichs des im Her
stellungsprozeß befindlichen Wafers
nach dem Maskieren und Ätzen einer
Poly-Speicherknotenplatte, wobei
diese Ätzung an der Zellen-Dielek
trikum-Schicht anhält;
Fig. 12B eine Querschnittsansicht des in Fig.
11 gezeigten Bereichs des im Her
stellungsprozeß befindlichen Wafers
nach dem Maskieren und Ätzen einer
Poly-Speicherknotenplatte, wobei
diese Ätzung an dem planarisierten
Oxid anhält; und
Fig. 1A und 1B Querschnittsansichten des in den
Fig. 12A bzw. 12B gezeigten Bereichs
des im Herstellungsprozeß befindli
chen Wafers nach dem Niederschlagen
eines konformen Zellendielektrikums
und einer Poly-Zellenplatte.
Die Erfindung ist auf die Maximierung der Fläche
einer Speicherzellenoberfläche in einem Verfahren
zum Herstellen eines hochdichten/hochvolumigen DRAM
gerichtet, wobei das Verfahren in einer Abfolge von
Verfahrensschritten abläuft, die in den Fig. 2 bis
12B gezeigt sind, wobei die End-Schritte in den
Fig. 1A und 1B gezeigt sind.
Unter Verwendung herkömmlicher Verfahrensschritte
wird ein Siliziumwafer bis zu dem Punkt der Defini
tion einer Zellenanordnung bereitet. Es folgt nun
eine Kondensatorherstellung.
Der Kondensator einer jeden Zelle steht in Kontakt
mit einem vergrabenen Kontakt innerhalb der Zelle,
während der Kondensator sich zu dem aktiven Bereich
einer benachbarten Zelle erstreckt. Die einzelnen
aktiven Bereiche innerhalb der Anordnung sind von
einander mittels eines dicken Feldoxids getrennt.
Die aktiven Bereiche können angeordnet werden in
ineinandergreifenden Spalten und nicht-ineinander
greifenden Reihen oder sie können sowohl in verti
kaler als auch in horizontaler Richtung einfach
parallel und hintereinander aufgereiht angeordnet
sein. Die aktiven Bereiche werden verwendet, um
aktive MOS-Transistoren zu erzeugen, die in Abhän
gigkeit von der gewünschten Verwendung als FETs des
NMOS-Typs oder des PMOS-Typs dotiert werden können.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich
einer vollständigen Mehrschicht-Speicheranordnung,
wobei die Hauptbausteine Ziffern oder Ziffernlei
tungen 11, Wortleitungen 12 und eine Speicher
knotenplatte 13 eines MDSC aufweisen.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind Poly 22, das mit
Silizid 23 und einem Dielektrikum 24 (entweder Oxid
oder Nitrid) bedeckt ist, in Musterform gebracht,
um als Wortleitungen 12 zu dienen. Sowohl die
Wortleitungen 12 als auch nachfolgende leitende
Schichten sind voneinander durch dielektrische
Abstandselemente 26 (ebenfalls entweder Oxid oder
Nitrid) getrennt, die zuvor über einer dünnen
Schicht Gateoxid 25 oder einer dicken Schicht Fel
doxid niedergeschlagen worden sind. Aktive Bereiche
sind in geeigneter Weise dotiert worden, um einen
gewünschten Leitfähigkeitstyp zu bilden, wobei der
Dotierstoff durch herkömmliche Verfahrensschritte
in das Innere des Siliziumwafers 20 eindringt. Der
Wafer ist nun bereit für die Erzeugung von Ziffern
leitungen, die senkrecht zu den Wortleitungen 12
verlaufen werden.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird eine Oxidschicht 31
über der gesamten Waferanordnungsoberfläche nieder
geschlagen, gefolgt durch Mustergebung und Ätzung
von verborgenen oder vergrabenen Ziffernleitungs
kontakten. Nach dem Ätzen eines vergrabenen
Ziffernleitungskontaktes werden vollflächig ab
deckende Niederschläge von Polysilizium 32, Silizid
33 bzw. eines Dielektrikums 34 durchgeführt. Das
Dielektrikum 34 kann entweder Nitrid oder Oxid sein
und es wird niedergeschlagen durch einen chemischen
Dampfphasenniederschlag (CVD), der wegen seiner
exzellenten Konformität bevorzugt wird. Die
Schichten des Polysiliziums 32, des Silizids 33 und
des Dielektrikums 34 werden in Musterform gebracht
und geätzt, um als parallele Ziffernleitungen 11 zu
dienen. Das Polysilizium 32 ist zuvor leitend do
tiert worden, um es elektrisch mit dem Silizid zu
koppeln, um als Leiter für die Ziffernleitungen 11
zu dienen. Die Ziffernleitungen 11 verlaufen
senkrecht zu und über den Wortleitungen 12 (in Fig.
2 gezeigt) und sind zu der Waferoberfläche konform,
was in einer wellenformartigen Topologie resul
tiert, die sowohl in der Ziffernleitungsrichtung
als auch in der Wortleitungsrichtung verläuft. Ein
zweites Dielektrikum, wie Nitrid oder Oxid, wird
nun niedergeschlagen, gefolgt von einer anisotropen
Ätzung zur Bildung vertikaler dielektrischer Ab
standselemente 35.
Bis zu diesem Punkt ist der Verfahrensablauf dem
einer Anordnung mit herkömmlichen Stapelkondensa
torzellen gefolgt. Von diesem Punkt ab ist das
Verfahren neuartig mit Bezug auf eine Anordnung mit
MDSC-Speicherkondensatoren.
Die Fig. 5 bis 12B zeigen die Bildung des MDSC,
gesehen von der Querschnittsansicht A-A der Fig. 2,
wobei die End-Schritte in Querschnittsansichten der
Fig. 1A und 1B gezeigt sind. Diese Ansichten zeigen
einen Querschnitt paralleler Wortleitungen 12, um
deutlichere Ansichten der vorliegenden Erfindung zu
präsentieren. Daher wird die Erfindung von jetzt an
unter Betrachtung des Wortleitungs-Querschnitts
beschrieben.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, werden die Wortleitungen
12 und deren nachfolgende Isolierschichten dann mit
einem Dielektrikum 41 bis zu einer bevorzugten
Dicke von 50-200 nm bedeckt, vorzugsweise mittels
CVD. Bei der bevorzugten Ausführungsform muß das
Dielektrikum 41 eine Nitrid-Schicht sein. Nach dem
Niederschlag des Dielektrikums 41 wird konformes
Oxid 42 niedergeschlagen und dann planarisiert oder
eben gemacht, um eine flache Waferoberfläche zu
erhalten.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, werden eine Schicht aus
Poly 51, eine dielektrische Schicht 52 und eine
Schicht aus Poly 53 nacheinander auf dem planari
sierten Oxid 42 niedergeschlagen. Die dielektrische
Schicht 52 wird als ein Kondensatorzellendielektri
kum verwendet und Materialien mit hoher Dielektri
zitätskonstante wie Nitrid, eine Oxid-Nitrid-
Verbindung oder Ta2O5 sollten verwendet werden.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist ein vergrabener
Kontakt 61 mit Wortleitungen 12 ausgerichtet, indem
die gesamte Fläche der Waferoberfläche mit Photore
sist 62 bedeckt wird. Nach Aufbringen einer geeig
neten Photomaske erzeugt eine anisotrope Ätzung für
den vergrabenen Kontakt eine Öffnung zum örtlichen
Festlegen des Kontaktes 61.
Gemäß Fig. 8 ist der Photoresist 62 (der Fig. 7)
entfernt worden und es ist eine konforme Oxid
schicht aufgebracht worden, gefolgt von einer an
isotropen Oxidätzung zur Bildung vertikaler Oxid-
Abstandselemente 71, die an den vertikalen Wänden
haften, die während des Ätzens des vergrabenen
Kontaktes 61 erzeugt worden sind.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist eine konforme Poly-
Schicht 81 über der gesamten Anordnungsoberfläche
niedergeschlagen worden, welche über den vergrabe
nen Kontakt 61 eine Verbindung zum aktiven Bereich
21 herstellt. Nach dem Niederschlag von Poly 81
wird eine Nitrid-Schicht niedergeschlagen und da
raufhin isotrop geätzt, um vertikale Nitrid-Ab
standselemente zu bilden, die an dem vertikalen
Bereich des Poly 81 haften.
Wie Fig. 10 zeigt, wird eine konforme Poly-Schicht
niedergeschlagen, gefolgt von einer anisotropen
Ätzung, um vertikale Poly-Abstandselemente 91 zu
bilden, die den Nitrid-Abstandselementen 82 be
nachbart sind, wobei die Poly-Abstandselemente 91
mit dem zuvor niedergeschlagenen Poly 81 gekoppelt
werden.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, werden die Nitrid-Ab
standselemente 82 (die man in Fig. 9 sieht) wegge
ätzt, was die Poly-Abstandselemente 91 in vertika
len Wandformationen und in der Öffnung des vergra
benen Kontaktes befindlich frei stehen läßt. Die
Anzahl der durch die Poly-Abstandselemente 91 ge
bildeten vertikalen Wände ist lediglich begrenzt
durch eine gegebene kritische Dimension im Rahmen
des Herstellungsprozesses. Wenn kleinere Zeilen-
oder Streifenbreiten erreicht werden (wie 0,2 µ),
kann somit die Zahl der vertikalen Poly-Wände er
höht werden.
Wie in den Fig. 12A und 12B gezeigt ist, wird eine
Boden-Poly-Platte des MDSC in Musterform gebracht
und geätzt, um als Speicherknotenplatte 111 zu
dienen. Die Poly-Platte 111 umfaßt das Poly 53, das
Poly 81 und Poly-Abstandselemente 91 (der Fig. 11),
die physisch miteinander verbunden sind. Die Poly-
Platte 111 kann durch herkömmliche Texturierungs-
Methoden texturiert werden, um die Oberflächenaus
dehnung der Speicherknotenplatte weiter zu vergrößern.
Wie in Fig. 12A gezeigt ist, wird die Ätzung,
die zur Bildung einer rechteckboxförmigen Poly-
Platte 111 durchgeführt wird, so gesteuert, daß sie
an der Zellen-Dielektrikum-Schicht 52 anhält. Al
ternativ, wie in Fig. 12B gezeigt, setzt sich die
Ätzung zur Bildung der rechteckboxförmigen Poly-
Platte 111 durch sowohl die Zellen-Dielektrikum-
Schicht 52 als auch das Poly 51 hindurch fort und
hält an, wenn sie das planarisierte Oxid 42 er
reicht. Wie sowohl in Fig. 12A als auch in Fig. 12B
zu sehen ist, isoliert die Dielektrikum-Schicht 52
das Poly 51 von der Poly-Platte 111.
Die Fig. 1A und 1B folgen auf die vorausgehenden
Herstellungsschritte der Fig. 12A bzw. 12B. Wie in
den Fig. 1A und 1B gezeigt ist, wird eine dielek
trische Schicht 121 niedergeschlagen, die zur Poly-
Platte 111 konform ist. Das Dielektrikum 121 kann
aus Materialien mit hoher Dielektrizitätskonstante
wie Nitrid, einem Oxid-Nitrid-Verbund oder Ta2O5
bestehen. Das Dielektrikum 121 dient als ein Zel
len-Dielektrikum für den MDSC. Nach dem Nieder
schlag des Zellen-Dielektrikums 121 wird ein voll
flächiger Niederschlag von konformem Poly 122 auf
gebracht. Als Alternative kann das Poly 122 in jeg
licher gewünschten Dicke niedergeschlagen und dann
planarisiert werden, als Hilfe dafür, nachfolgende
Herstellungsschritte leichter durchführbar zu ma
chen. Die Poly-Platte 111 und das Poly 122 werden
in Abhängigkeit von dem Leitfähigkeitstyp, der für
den aktiven Bereich 21 erwünscht ist, entweder n-
leitfähig oder p-leitfähig dotiert. Das Poly 122
dient nun als eine Poly-Kondensatorzellenplatte,
während das Poly 51 als eine zweite Kondensatorzel
lenplatte dient, indem es mit dem Poly 122 an der
Anordnungsperipherie des MDSC-Speicherkondensators
in Kontakt gebracht wird. Das Poly 122 und das Poly
51 bilden Doppelkondensatorzellenplatten, die für
alle MDSC-Speicherkondensatoren in der Anordnung zu
einer gemeinsamen Zellenplatte werden.
Mit der 3-dimensionalen Form und der texturierten
Oberfläche der Poly-Speicherknotenplatte 111, zu
sammen mit den zwei Poly-Kondensatorzellenplatten
122 und 51, welche die Platte 111 einhüllen, ist am
Speicherknoten eine beträchtliche Ausdehnung der
Kondensatorplattenoberfläche erreicht. Da die Ka
pazität hauptsächlich durch die Oberflächenausdeh
nung der Kondensator-Speicherknotenplatten beein
flußt werden, kann die gewonnene Flächenabmessung
eine Vergrößerung der Kapazität um zusätzliche 100%
oder mehr gegenüber derjenigen eines herkömmlichen
STC-Kondensators erzeugen, ohne daß mehr Platz
erforderlich wäre als derjenige, der zum Festlegen
der Speicherzelle eines Stapelkondensators benötigt
wird.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird Polysili
zium niedergeschlagen und durch Dotierung leitend
gemacht, um als Leiterbahnen und Kondensatorplatten
zu dienen. Es können jedoch anstelle von Polysili
zium viele Materialien verwendet werden, die Leit
fähigkeitseigenschaften haben und niedergeschlagen
werden können, wenn dies erwünscht ist.
Claims (20)
1. Auf einem Siliziumsubstrat (20) gebildeter
Speicherkondensator,
gekennzeichnet durch:
- - eine leitende Speicherknotenplatte (111) mit rechteckboxförmigen Planarbereichen, die vertikale Abstandselemente (91) aus polykristallinem Silizium umgeben, die sich nach unten erstrecken und Kontakt (61) zu einem Speicherknotenübergang herstellen;
- - ein Zellendielektrikum (52, 121), das der Speicherknotenplatte (111) benachbart und dieser erstreckungsgleich ist, ausgenom men an dem Speicherknotenübergangskontakt (61); und
- - leitende doppelte Zellenplatten (51, 122), die dem Zellendielektrikum (52, 121) be nachbart und diesem erstreckungsgleich sind.
2. Auf einem Siliziumsubstrat (20) gebildeter
DRAM-Speicherkondensator,
gekennzeichnet durch:
- - eine erste leitende Schicht (51), die eine planare untere Platte (51) einer Doppelzellenplatte bildet;
- - eine zweite leitende Schicht (53), die zur existierenden eingeebneten Topologie konform ist, wobei ein erstes Dielektri kum (52) zwischen der ersten leitenden Schicht (51) und der zweiten leitenden Schicht (53) eingebettet ist;
- - eine dritten leitende Schicht (81), die zur zweiten leitenden Schicht (53) kon form ist, an dieser haftet und sich ver tikal nach unten erstreckt, um einen vergrabenen Kontakt (61) zum Speicherkno tenübergang zu bilden;
- - eine an der dritte leitenden Schicht (81) haftende vierte leitende Schicht (91), die in ein derartiges Muster ge bracht ist, daß sie leitende Abstandsele nente (91) bildet, die innerhalb der Fläche des vergrabenen Kontaktes (61) angeordnet ist, wobei die leitenden Ab standselemente (91) von einem oberen Bereich der dritten leitenden Schicht (81) vertikal nach unten zu einem unteren Bereich des vergrabenen Kontaktes (61) verlaufen und wobei die zweite (53), die dritte (81) und die vierte (91) leitende Schicht zusammen die Speicherknotenplatte (111) bilden;
- - eine zweite Dielektrikum-Schicht (121), die der Speicherknotenplatte (111) benachbart und zu dieser erstreckungs gleich ist, mit Ausnahme einer Zone für den Kontakt (61) zu dem Speicherknoten übergang; und
- - eine fünfte leitende Schicht (122), die eine obere Platte (122) der doppelten Zellenplatte bildet, wobei die obere Platte (122) eine obere und eine untere Oberfläche aufweist und der zweiten Zel len-Dielektrikum-Schicht (122) benachbart und zu dieser erstreckungsgleich ist.
3. Auf einem Siliziumsubstrat (20) gebildete
DRAM-Speicheranordnung,
gekennzeichnet durch:
- - eine Mehrzahl aktiver Bereiche (21), die in parallelen ineinandergreifenden Reihen und parallelen nicht-ineinandergreifenden Spalten angeordnet und durch eine Trenn einrichtung (27) voneinander getrennt sind, wobei jeder dieser aktiven Bereiche (21) einen Ziffernleitungsübergang und einen Speicherknotenübergang aufweist;
- - eine Mehrzahl paralleler leitender Wort leitungen (12), die längs der Reihen so ausgerichtet sind, daß ein Ziffernlei tungsübergang und ein Speicherknoten übergang innerhalb eines jeden aktiven Bereichs (21) durch eine Wortleitung (12) überbrückt werden, wobei jede Wortleitung (12) von zugeordneten aktiven Bereichen (21) durch eine Gate-Dielektrikum-Schicht (25) getrennt ist;
- - eine Mehrzahl paralleler leitender Ziffernleitungen (11), die entlang der Spalten derart ausgerichtet sind, daß eine Ziffernleitung (11) elektrischen Kontakt zu jedem Ziffernleitungsübergang innerhalb einer Spalte herstellt, wobei die Ziffernleitungen (11) senkrecht zu den und über die Wortleitungen (12) ver laufen, unter Bildung einer 3-dimen sionalen, wellenformartigen Topologie, wobei die Ziffernleitungen (11) und die Wortleitungen (12) mittels einer Isoliereinrichtung (41) elektrisch von einander getrennt sind; und
- - wenigstens einen Speicherkondensator für jeden aktiven Bereich (21), wobei jeder Speicherkondensator eine Speicherknoten platte (11), die in elektrischem Kontakt mit ihrem zugeordneten aktiven Bereich (21) steht, und eine doppelte Zellenplat te (51, 122), die der gesamten Anordnung gemeinsam ist, aufweist, wobei jede Speicherknotenplatte (111) von der doppelten Zellenplatte (51, 122) durch eine erste (52) und eine zweite (121) Zellen-Dielektrikum-Schicht isoliert ist.
4. Speicheranordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kondensator aufweist:
- - eine erste leitende Schicht (51), die eine rechteckboxförmige planare untere Platte (51) der doppelten Zellenplatte (51, 122) bildet;
- - eine zweite leitende Schicht (53), die zur existierenden eingeebneten Topologie konform ist, wobei das erste Zellendi elektrikum (52) zwischen der ersten (51) und der zweiten (53) leitenden Schicht eingebettet ist;
- - eine dritte leitende Schicht (81), die zur zweiten leitenden Schicht (53) kon form ist, an dieser haftet und sich ver tikal nach unten erstreckt, um einen vergrabenen Kontakt (61) zu dem Speicher knotenübergang zu bilden;
- - eine an der dritten leitenden Schicht (81) haftende vierte leitende Schicht (91), die in ein derartiges Muster ge bracht ist, daß sie leitende Abstandsele mente (91) innerhalb des Bereichs des vergrabenen Kontaktes (61) bildet, wobei die leitenden Abstandselemente (91) von einem oberen Bereich der dritten leiten den Schicht (81) vertikal nach unten zu einem unteren Bereich des vergrabenen Kontaktes (61) verlaufen, und wobei die zweite (53), die dritte (81) und die vierte (91) leitende Schicht in Kombina tion die Speicherknotenplatte (111) bil den;
- - wobei die zweite dielektrische Schicht (121) der Speicherknotenplatte (111) benachbart und mit dieser erstreckungs gleich ist, ausgenommen eine Zone für den Kontakt (61) zu dem Speicherknotenüber gang; und
- - eine fünfte leitende Schicht (122), die eine obere Platte (122) der doppelten Zellenplatte bildet, wobei die obere Platte (122) eine obere und eine untere Oberfläche aufweist, und der zweiten Zellen-Dielektrikum-Schicht (121) be nachbart und mit dieser erstreckungs gleich ist.
5. Kondensator nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste (51), die zweite (53), die
dritte (81), die vierte (91) und die fünfte
(121) leitende Schicht leitend dotiertes po
lykristallines Silizium sind.
6. Aufbau nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste (51), die zweite (53), die
dritte (81) und die vierte (91) Schicht aus
polykristallinem Silizium texturierte Ober
flächen aufweisen.
7. Verfahren zur Herstellung einer DRAM-Anordnung
auf einem Siliziumsubstrat (20),
gekennzeichnet durch die folgende Schrittfol
ge:
- - Es wird eine Mehrzahl separat getrennter aktiver Bereiche (21) in parallelen in einandergreifenden Reihen und parallelen nicht-ineinandergreifenden Spalten er zeugt;
- - es wird eine Gate-Dielektrikum-Schicht (25) auf jedem aktiven Bereich (21) er zeugt;
- - es wird eine erste leitende Schicht (22, 23) über der Oberfläche der Anordnung niedergeschlagen;
- - es wird eine erste dielektrische Schicht (24) über der ersten leitenden Schicht (22, 23) niedergeschlagen;
- - die erste leitende Schicht (22, 23) und die erste dielektrische Schicht (24) werden maskiert und geätzt, um eine Mehrzahl paralleler leitender Wortleitun gen (12) zu bilden, die längs der Reihen derart ausgerichtet sind, daß jede Wort leitung (12) über einen inneren Bereich eines jeden aktiven Bereichs (21) hin überläuft und hiervon mittels eines Re stes der Gate-Dielektrikum-Schicht (25) getrennt ist;
- - es werden ein leitend dotierter Ziffern leitungsübergang und ein Speicherknoten übergang innerhalb eines jeden aktiven Bereichs (21) auf gegenüberliegenden Seiten einer jeden Wortleitung (12) er zeugt;
- - es werden erste dielektrische Abstands elemente (26) gebildet, die vertikalen Rändern der in Musterform gebrachten Wortleitungen (12) benachbart sind;
- - es wird eine zweite dielektrische Schicht (41) über der Anordnungsoberfläche nie dergeschlagen;
- - es wird eine erste, ausgerichtete, ver grabene Kontaktstelle an jedem Ziffern leitungsübergang in jedem aktiven Bereich (21) erzeugt;
- - es wird eine zweite leitende Schicht (32, 33) über der Anordnungsoberfläche niedergeschlagen, wobei die zweite leitende Schicht direkten Kontakt zu den Ziffernleitungsübergängen an den ersten vergrabenen Kontaktstellen herstellt;
- - es wird eine dritte dielektrische Schicht (34) über der zweiten leitenden Schicht (32, 33) niedergeschlagen;
- - die zweite leitende Schicht (32, 33) und die dritte dielektrische Schicht (34) werden maskiert und geätzt, um eine Mehrzahl paralleler leitender Ziffernlei tungen (11) zu bilden, die entlang den Spalten derart ausgerichtet sind, daß eine Ziffernleitung (11) elektrischen Kontakt zu jedem Ziffernleitungsübergang innerhalb einer Spalte herstellt, wobei die Ziffernleitungen (11) senkrecht zu den und über die Wortleitungen verlau fen, unter Bildung einer 3-dimensionalen, wellenformähnlichen Topologie;
- - es werden zweite dielektrische Abstands elemente (35) gebildet, die den vertika len Rändern der in Musterform gebrachten Ziffernleitungen (11) benachbart sind;
- - es wird eine erste Oxidschicht (42) auf der existierenden Oberfläche des Silizi umsubstrats (20) niedergeschlagen und eingeebnet;
- - es wird eine dritte leitende Schicht (51) über der eingeebneten ersten Oxidschicht (42) niedergeschlagen;
- - es wird eine erste Zellen-Dielektrikum- Schicht (52) über der dritten leitenden Schicht (51) niedergeschlagen;
- - es wird eine vierte leitende Schicht (53) über der ersten Zellen-Dielektrikum- Schicht (52) niedergeschlagen;
- - es wird eine vergrabene Kontaktstelle (61) maskiert und geätzt, um Zugriff zu einem aktiven Bereich (21) zu ermögli chen, wobei vertikale Seitenwände inner halb der Öffnung der vergrabenen Kontakt stelle (61) gebildet werden;
- - eine zweite Oxidschicht (71) wird nieder geschlagen und anisotrop geätzt, um ver tikale Oxid-Abstandselemente (21) zu bilden, die den vertikalen Seitenwänden der Öffnung für den vergrabenen Kontakt (61) benachbart sind;
- - es wird eine fünfte leitende Schicht (81) über und erstreckungsgleich zu der vier ten leitenden Schicht (53), den vertika len Oxid-Abstandselementen (71) und der freigelegten Oberfläche des aktiven Be reichs (21) niedergeschlagen;
- - es wird eine Nitrid-Schicht (82) nieder geschlagen und anisotrop geätzt, um ver tikale Nitrid-Abstandselemente (82) zu bilden, die den vertikalen Seitenwänden der fünften leitenden Schicht (81) be nachbart sind, die in der Öffnung des vergrabenen Kontaktes (61) angeordnet sind;
- - es wird eine sechste leitende Schicht (91) niedergeschlagen und anisotrop ge ätzt, um vertikale leitende Abstandsele mente (91) zu bilden, die den vertikalen Nitrid-Abstandselementen (82) benachbart sind, wobei die unteren Enden der leiten den Abstandselemente (91) Kontakt zu der fünften leitenden Schicht (81) innerhalb der Öffnung des vergrabenen Kontaktes (61) herstellen;
- - die vertikalen Nitrid-Abstandselemente (82) werden isotrop geätzt, wodurch eine Mehrzahl der vertikalen leitenden Ab standselemente (91) zurückbleibt, die freistehend in der Öffnung des vergrabe nen Kontaktes (61) angeordnet sind;
- - die vierte (53) und die fünfte (81) lei tende Schicht werden in Musterform ge bracht, um eine rechteckboxförmige lei tende Struktur zu bilden, welche die vertikalen leitenden Abstandselemente (91) umgibt und verbindet, wodurch eine Speicherknotenplatte (111) gebildet wird;
- - es wird eine zweite Zellen-Dielektrikum- Schicht (121) über und erstreckungsgleich zu der Speicherknotenplatte (111) nieder geschlagen; und
- - es wird eine siebente leitende Schicht (122) über und erstreckungsgleich zu der zweiten Zellen-Dielektrikum-Schicht (121) niedergeschlagen, wodurch eine obere Zellenplatte (122) gebildet wird, die eine Verbindung zu der dritten leitenden Schicht (512) herstellt, wobei die dritte leitende Schicht (51) eine untere Zellen platte (51) bildet, wobei die obere (122) und die untere (51) Zellenplatte in Kom bination eine doppelte Zellenplatte bil den, die der gesamten Speicheranordnung gemeinsam ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Gate-Dielektrikum-Schicht (25)
ein Oxid verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste (22, 23) und die zweite (32, 33)
leitende Schicht eine Schicht aus Wolframsili
zid (23, 33) und eine Schicht aus leitend do
tiertem polykristallinem Silizium (22, 32)
aufweisen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste (24) und die zweite (41) dielek
trische Schicht ausgewählt werden aus einer
Gruppe, die im wesentlichen aus Oxid und Ni
trid besteht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die dritte dielektrische Schicht (34)
ein Oxid verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte (51), die vierte (53), die
fünfte (81), die sechste (91) und die siebente
(122) leitende Schicht aus leitend dotiertem
polykristallinem Silizium hergestellt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite (41) und die dritte (34) di
elektrische Schicht und die erste (52) und die
zweite (121) Zellen-Dielektrikum-Schicht mit
tels Dampfphasenabscheidung niedergeschlagen
werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Rahmen der Mustergebung der vierten
(53) und der fünften (81) leitenden Schicht
eine anisotrope Ätzung der freiliegenden
vierten (53) und der fünften (81) leitenden
Schicht durchgeführt wird, wobei die Ätzung an
dem ersten Zellen-Dielektrikum (52) anhält.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Rahmen der Mustergebung der vierten
(53) und der fünften (81) leitenden Schicht
eine anisotrope Ätzung der freiliegenden
vierten (53) und der fünften (81) leitenden
Schicht durchgeführt wird, wobei die Ätzung
sich durch das erste Zellen-Dielektrikum (52)
hindurch fortsetzt und die darunterliegende
dritte leitende Schicht (51) anisotrop geätzt
wird, wobei das Ätzen an der eingeebneten
ersten Oxidschicht (42) anhält.
16. Verfahren zur Herstellung eines DRAM-Speicher
kondensators auf einem Siliziumsubstrat (20)
mit aktiven Bereichen (21), Wortleitungen (12)
und Ziffernleitung (11),
gekennzeichnet durch folgende Schrittfolge:
- - Es wird eine erste Oxidschicht (42) auf einer Oberfläche des Siliziumsubstrats (20) niedergeschlagen und eingeebnet;
- - es wird eine erste leitende Schicht (51) über der eingeebneten ersten Oxidschicht (42) niedergeschlagen;
- - es wird eine erste Zellen-Dielektrikum- Schicht (52) über der ersten leitenden Schicht (51) niedergeschlagen;
- - es wird eine zweite leitende Schicht (53) über der ersten Zellen-Dielektrikum- Schicht (52) niedergeschlagen;
- - es wird eine vergrabene Kontaktstelle (61) maskiert und geätzt, um Zutritt zu einem aktiven Bereich (21) zu ermögli chen, unter Bildung vertikaler Seitenwän de innerhalb der Öffnung der vergrabenen Kontaktstelle (61);
- - es wird eine zweite Oxidschicht (71) niedergeschlagen und anisotrop geätzt, um vertikale Oxid-Abstandselemente (71) zu bilden, die den vertikalen Seitenwänden der vergrabenen Kontaktöffnung (61) be nachbart sind;
- - es wird eine dritte leitende Schicht (81) über und erstreckungsgleich zu der zwei ten leitenden Schicht (53), den vertika len Oxid-Abstandselementen (71) und der freiliegenden Oberfläche des aktiven Bereichs (21) niedergeschlagen;
- - es wird eine Nitrid-Schicht (82) nieder geschlagen und anisotrop geätzt, um ver tikale Nitrid-Abstandselemente (82) zu bilden, die den vertikalen Seitenwänden der dritten leitenden Schicht (81) be nachbart sind, die in der vergrabenen Kontaktöffnung (61) angeordnet sind;
- - es wird eine vierte leitende Schicht (91) niedergeschlagen und anisotrop geätzt, um vertikale leitende Abstandselemente (91) zu bilden, die den vertikalen Nitrid- Abstandselementen (82) benachbart sind, wobei untere Enden der leitenden Abstandselemente (91) Kontakt zu der dritten leitenden Schicht (81) innerhalb der vergrabenen Kontaktöffnung (61) herstellen;
- - die vertikalen Nitrid-Abstandselemente (82) werden isotrop geätzt, wodurch eine Mehrzahl der vertikalen leitenden Ab standselemente (91) übrigbleibt, die freistehend in der vergrabenen Kontakt öffnung (61) angeordnet sind;
- - die zweite (53) und die dritte (81) lei tende Schicht werden in Musterform ge bracht, um eine rechteckboxförmige lei tende Struktur zu bilden, welche die vertikalen leitenden Abstandselemente (91) umgibt und verbindet, wodurch eine Speicherknotenplatte (111) gebildet wird;
- - es wird eine zweite Zellen-Dielektrikum- Schicht (121) über und erstreckungsgleich zu der Speicherknotenplatte (111) nieder geschlagen; und
- - es wird eine fünfte leitende Schicht (122) über und erstreckungsgleich zu der zweiten Zellen-Dielektrikum-Schicht (121) niedergeschlagen, wodurch eine obere Zellenplatte (122) gebildet wird, die eine Verbindung zu der ersten leitenden Schicht (51) herstellt, wobei die erste leitende Schicht (51) eine untere Zellen platte (51) bildet, wobei die obere (122) und die untere (51) Zellenplatte zusammen eine doppelte Zellenplatte bilden, die der gesamten Speicheranordnung gemeinsam ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste (51), die zweite (53), die
dritte (81), die vierte (91) und die fünfte
(122) leitende Schicht aus leitend dotiertem
polykristallinem Silizium hergestellt werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste (52) und die zweite (121) Zel
len-Dielektrikum-Schicht aus einer Gruppe
ausgewählt werden, die im wesentlichen aus
Oxid, einem Oxid-Nitrid-Verbund und Ta2O5
besteht.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Rahmen der Mustergebung der zweiten
(53) und der dritten (81) leitenden Schicht
eine anisotrope Ätzung der freiliegenden
zweiten (53) und der dritten (81) leitenden
Schicht durchgeführt wird, wobei die Ätzung an
dem ersten Zellen-Dielektrikum (52) anhält.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Rahmen der Mustergebung der zweiten
(53) und der dritten (81) leitenden Schicht
eine anisotrope Ätzung der freigelegten zwei
ten (53) und vierten (91) leitenden Schicht
durchgeführt wird, wobei sich die Ätzung durch
das erste Zellen-Dielektrikum (52) hindurch
fortsetzt und die darunterliegende erste lei
tende Schicht (51) anisotrop geätzt wird,
wobei die Ätzung an der eingeebneten ersten
Oxidschicht (42) anhält.
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |