DE4224946A1 - Halbleiterbauelement mit einem kondensator und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
Halbleiterbauelement mit einem kondensator und verfahren zu dessen herstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein, insbesondere hochintegriertes, Halbleiterbauele
ment, insbesondere Halbleiterspeicherbauelement, mit einem Kondensator und ein
Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements.
Die durch eine reduzierte Speicherzellenfläche verursachte Abnahme der Zellenka
pazität wird für die Steigerung der Packungsdichte in dynamischen Schreib-Lese-
Speichern (abgekürzt DRAMs) zu einem ernsthaften Hindernis. Um in einem Halb
leiterspeicherbauelement höhere Packungsdichten zu erzielen, muß daher das Pro
blem der verminderten Wellenkapazität gelöst werden, da es durch Behinderung des
Bauelementbetriebs sowohl die Auslesefähigkeit verschlechtert als auch die Rate der
durch Alphateilchen hervorgerufenen Fehler einer Speicherzelle erhöht und während
Niederspannungsbetrieb einen übermäßigen Leistungsbedarf aufweist.
Allgemein kann in einem 64 Mbit DRAM mit einer 1,5 µm2 großen Speicherzel
lenfläche, wenn eine zweidimensionale Speicherzelle mit gestapelter Struktur ver
wendet wird, keine ausreichende Zellenkapazität erzielt werden, auch wenn ein Ma
terial mit höherer Dielektrizitätskonstante, z. B. Tantaloxid (Ta2O5); benutzt wird.
Daher wurden zur Verbesserung der Zellenkapazität Stapelkondensatoren mit einer
dreidimensionalen Struktur vorgeschlagen. Die Doppelstapel-, Rippen-, zylindrische
Elektroden-, ausgedehnte Stapel- und Box-Strukturen wurden alle für eine Speiche
relektrode mit einer dreidimensionalen Struktur vorgeschlagen, um die Zellenkapa
zität zu erhöhen.
Da sowohl Außen- als auch Innenflächen als effektive Kondensatorflächen verwendet
werden können, wird für den dreidimensionalen Stapelkondensator bevorzugt die
zylindrische Struktur gewählt, die für eine integrierte Speicherzelle mit 64 Mb oder
mehr geeignet ist. Vor kurzem wurde auch ein verbesserter Stapelkondensator mit
einer Ringstruktur vorgestellt, bei dem im Inneren des Zylinders eine Säule gebildet
ist, wodurch nicht nur die Innen- und Außenfläche des Zylinders sondern auch die
Außenfläche der im Inneren des Zylinders gebildeten Säule als effektive Kondensa
torflächen verwendet werden (siehe "A Stacked Capacitor Cell with Ring Structure",
22. Konferenz für SSDN 1990, Teil II, Seiten 833-836).
Die Fig. 2A bis 2G sind Querschnitte, die einen Prozeß zur Bildung einer zy
lindrischen Speicherelektrode mit einem säulenförmigen Elektrodenteil im Inneren
veranschaulichen.
Eine Isolationszwischenschicht (19) und eine Nitridschicht (22) werden aufeinander
folgend auf einem Halbleitersubstrat übereinandergeschichtet, auf dem ein Transi
stor mit einer Source(14)-, einer Drain(16)- und einer Gate(18)-Elektrode und eine
vergrabene Bitleitung (20) in Kontakt mit dem Drain-Bereich des Transistors aus
gebildet sind (siehe Fig. 2A). Anschließend wird der über dem Source-Bereich abge
schiedene Teil der Isolationszwischenschicht und der Nitridschicht geätzt, wodurch
ein Kontaktloch (24) gebildet wird (siehe Fig. 2B). Nacheinander werden eine das
Kontaktloch (24) füllende erste polykristalline Siliziumschicht (26) mit einer vorge
gebenen Dicke auf der Nitridschicht (22) gebildet und eine Oxidschicht darüberge
schichtet und zur Bildung eines säulenförmigen Elektrodenteils innerhalb eines Zy
linders strukturiert, wodurch eine Oxidschichtstruktur (28) entsteht (siehe Fig. 2C).
Daraufhin wird die polykristalline Siliziumschicht (26) unter Verwendung der Oxid
schichtstruktur (28) als Maske bis zu einer vorgegebenen Tiefe zurückgeätzt, so daß
ein Säulenelektrodenteil (26a) entsteht, wonach eine Isolationsschicht mit einer von
derjenigen der Oxidschichtstruktur (28) verschiedenen Ätzselektivität auf der er
sten polykristallinen Siliziumschicht gebildet wird. Dann wird die Isolationsschicht
durch anisotropes Ätzen teilweise entfernt. Hierbei verbleiben Teile der Isolations
schicht auf der Oxidschichtstruktur (28) an den Seitenwänden des säulenförmigen
Elektrodenteils (26a), wodurch eine Abstandsschicht (30) entsteht (siehe Fig. 2D).
Nach Abscheidung einer zweiten polykristallinen Siliziumschicht auf der gesamten
Oberseite des Halbleitersubstrats, auf dem sich die Oxidschichtstruktur (28), die
Abstandsschicht (30) und der säulenförmige Elektrodenteil (26a) befinden, werden
die erste und die zweite polykristalline Siliziumschicht anisotrop geätzt, um weitere
Abstandsschichtteile an der Seite der Abstandsschicht (30) zu bilden, die aus der
zweiten polykristallinen Siliziumschicht bestehen, wodurch ein zylindrischer Elektro
denteil (32) fertiggestellt wird (siehe Fig. 2E). Außerdem werden die Oxidschicht
struktur (28) und die Abstandsschicht (30) durch Naßätzen entfernt, so daß aus dem
verbliebenen Teil (26b) der ersten polykristallinen Siliziumschicht und dem zylindri
schen Elektrodenteil (32) gebildete Speicherelektroden fertiggestellt werden (siehe
Fig. 2F).
Schließlich werden eine dielektrische Schicht (34) auf der gesamten Oberfläche der
Speicherelektrode und eine dritte polykristalline Siliziumschicht (36) auf der gesam
ten Oberseite des Halbleitersubstrats abgeschieden, wodurch ein Stapelkondensator
mit einer Ringzylinderstruktur fertiggestellt wird (siehe Fig. 2G).
Das oben beschriebene hochintegrierte Halbleiterspeicherbauelement wurde als füh
rendes Modell bei der Realisierung von 64 Mbit DRAM-Zellen eingeführt. Der
Grund dafür liegt darin, daß innerhalb des zylindrischen Elektrodenteils der säulen
förmige Elektrodenteil gebildet wird, wodurch sowohl die Innen- und Außenflächen
des zylindrischen Elektrodenteils als auch die Außenfläche des säulenförmigen Elek
trodenteils als effektive Kondensatorbereiche benutzt werden können. Das mit
Zylinder- und Säulen-Elektrodenteil versehene obige Speicherbauelement weist je
doch das Problem auf, daß Zylinder- und Säulen-Elektrodenteil von verschiede
nen Schichten eines leitenden Materials (nicht einer Einzelschicht) gebildet werden,
was Schwierigkeiten bei der Herstellung hervorruft. Außerdem wird der Zylinder-
Elektrodenteil durch anisotropes Ätzen der zweiten polykristallinen Siliziumschicht
erzeugt, wodurch Doppelabstandsschichten an der Seitenwand der Abstandsschicht
(30) gebildet werden, wobei der abgeätzte Anteil der zweiten polykristallinen Silizi
umschicht über den gesamten Wafer ungleich ist, so daß die Höhe des zylindrischen
Elektrodenteils (32) zwischen der Peripherie und dem mittigen Waferbereich vari
iert, was Zellen mit verschiedenen Kapazitäten sogar auf demselben Wafer zur Folge
haben kann. Allgemein kann, wenn das geätzte Material polykristallines Silizium
ist, nur in der Mitte eines Wafers eine Speicherelektrode, wie sie im Querschnitt der
Fig. 2H gezeigt ist, gebildet werden, da die Ätzraten sich an der Peripherie und in der
Mitte voneinander unterscheiden. Daher kann die erhaltene Zellenkapazität niedri
ger als die gewünschte Zellenkapazität sein. Außerdem wird aufgrund der Bildung
des zylindrischen Elektrodenteils (32) mittels einer zusätzlichen Abstandsschicht an
der Seitenwand der Abstandsschicht (30) der obere Teil des Zylinder-Elektrodenteils
wegen des zweimaligen anisotropen Ätzens scharfkantig, was leicht einen Durch
bruch der darauf abgeschiedenen dielektrischen Schicht verursacht und dadurch die
elektrischen Charakteristika, die Ausbeute und die Zuverlässigkeit des Bauelements
verschlechtert.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines, insbesondere hochintegrierten, Halb
leiterbauelements, das die oben angesprochenen Schwierigkeiten der bekannten Tech
nik vermeidet, insbesondere eines Halbleiterspeicherbauelements hoher Speicherka
pazität, sowie die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung derartiger Halb
leiterbauelemente.
Diese Aufgabe wird durch ein hochintegriertes Halbleiterbauelement mit den Merk
malen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zu dessen Herstellung mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Die Speicherelektrodenstruktur eines
solchen Halbleiterspeicherbauelements erfüllt die Anforderungen an die Speicherzel
lenkapazität für DRAMs mit 64 Mbit und mehr.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In den Zeichnungen sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nach
folgend beschrieben werden, sowie zu deren besserem Verständnis die oben beschrie
bene bekannte Ausführungsform dargestellt.
Fig. 1A bis 1D zeigen perspektivische Ansichten von durch Verfahren nach der
vorliegenden Erfindung hergestellten Halbleiterspeicherbauele
menten;
Fig. 2A bis 2G ein bekanntes Halbleiterspeicherbauelement im Querschnitt in
aufeinanderfolgenden Stufen seiner Herstellung mittels eines be
kannten Verfahrens;
Fig. 2H ein bekanntes, nach dem Verfahren der Fig. 2A bis 2G herge
stelltes Halbleiterspeicherbauelement im Querschnitt, bei dem
ein Ätzprozeß ungleichmäßig über den ganzen Wafer erfolgt;
Fig. 3A bis 3E Querschnitte, die ein erstes Verfahren zur Herstellung eines er
findungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen;
Fig. 4A und 4B Querschnitte, die ein zweites Verfahren zur Herstellung eines
erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen;
Fig. 5A bis 5E Querschnitte, die ein drittes Verfahren zur Herstellung eines er
findungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen;
Fig. 6A bis 6C Querschnitte, die ein viertes Verfahren zur Herstellung eines er
findungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen;
Fig. 7A bis 7C Querschnitte, die ein fünftes Verfahren zur Herstellung eines
erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen;
Fig. 8 einen Querschnitt, der ein sechstes Verfahren zur Herstellung ei
nes erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellt;
Fig. 9A bis 9D Querschnitte, die ein siebtes Verfahren zur Herstellung eines er
findungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen;
Fig. 10A bis 10D Querschnitte, die ein achtes Verfahren zur Herstellung eines er
findungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen;
Fig. 11A bis 11D Querschnitte, die ein neuntes Verfahren zur Herstellung eines
erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen;
Fig. 12A bis 12E Querschnitte, die ein zehntes Verfahren zur Herstellung eines
erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen;
Fig. 13A bis 13E Querschnitte, die ein elftes Verfahren zur Herstellung eines er
findungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen;
Fig. 14A und 14B Querschnitte, die ein zwölftes Verfahren zur Herstellung eines er
findungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen; und
Fig. 15A bis 15C Querschnitte, die ein dreizehntes Verfahren zur Herstellung eines
erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements darstellen.
Die Fig. 1A bis 1D sind perspektivische Ansichten, die durch Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gebildete Halbleiterspeicherbauelemente zeigen. Hierbei
veranschaulicht Fig. 1A eine Speicherelektrode mit Einzylinderstruktur ohne eine
Säule, bei der ein einziger zylindrischer Elektrodenteil (100b) und ein Basiselektro
denteil (100c) ausgebildet sind. Fig. 1B zeigt eine Speicherelektrode mit Mehrzy
linderstruktur ohne eine Säule, bei der eine Mehrzahl von zylindrischen Elektro
denteilen (100b) konzentrisch ausgebildet und über einen Basiselektrodenteil (100c)
miteinander verbunden sind. Fig. 1C veranschaulicht eine Speicherelektrode mit
Einzylinder-Mehrsäulen-Struktur, bei der eine Mehrzahl von Säulenelektrodenteilen
(100a) innerhalb eines einzigen Zylinderelektrodenteils (100b) ausgebildet und über
einen Basiselektrodenteil (100c) miteinander verbunden ist. Fig. 1D zeigt eine Spei
cherelektrode mit Mehrzylinder-Mehrsäulen-Struktur, bei der eine Mehrzahl von
Zylinderelektrodenteilen (100b) konzentrisch gebildet und eine Mehrzahl von Säu
lenelektrodenteilen (100a) im Inneren der Zylinderelektrodenteile ausgebildet sind,
wobei alle über einen einzigen Basiselektrodenteil (100c) verbunden sind.
Jede Ausführungsform der oben beschriebenen Speicherelektroden beinhaltet wenig
stens einen zylindrischen Elektrodenteil (100b), keinen, einen oder mehrere Säulen
elektrodenteile (100a) und einen Basiselektrodenteil (100c) und wird entsprechend
der Anzahl der jeweiligen Zylinder- und Säulenelektrodenteile klassifiziert. Hierbei
sind die Seitenwände der Speicherelektroden so geneigt, daß ihre Neigung bezüglich
der horizontalen Oberfläche nicht-negativ (R < 90°) ist, wobei der Boden des Basis
elektrodenteils ebenfalls als effektive Fläche für die Zellenkapazität benutzt wird.
Demgemäß ist, da das Oberflächengebiet der zur Ladungsspeicherung fähigen Spei
cherelektroden durch die Innen- und Außenflächen des bzw. der Zylinderelektroden
teile (100a) und die Außenfläche des bzw. der Säulenelektrodenteile (100b) innerhalb
eines abgegrenzten Speicherzellenbereiches vergrößert wird, die gewünschte Zellen
kapazität durch geeignete Wahl der Höhe und der Anzahl von Zylinder- und Säulen
elektrodenteilen erreichbar. Außerdem weist das erhaltene Profil keine entlang der
Innenwände des bzw. der Zylinderelektrodenteile ausgebildete scharfe Umrandung
auf.
Die Fig. 3A bis 3E sind Querschnitte, die ein erstes Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements illustrieren.
Beginnend mit Fig. 3A wird ein Prozeß für ein sequentielles Aufeinanderschichten
einer planarisierenden Schicht (40), einer Ätzstoppschicht (42) und einer Abstands
schicht (44) auf ein Halbleitersubstrat, auf dem ein Transistor ausgebildet ist, veran
schaulicht. Dieser Prozeß wird folgendermaßen ausgeführt. Als erstes wird ein Tran
sistorpaar, jeweils mit einem Source-Bereich (14) und einer Gate-Elektrode (18), die
sich gemeinsam einen Drain-Bereich (16) und eine Bitleitung (20) in Kontakt mit
dem Drain-Bereich (16) teilen, auf einem aktiven Bereich des durch eine Feldoxid
schicht (12) in aktive und isolierende Bereiche aufgeteilten Halbleitersubstrats (10)
gebildet. Danach wird eine isolierende Schicht (19) zur Isolierung des Transistors
auf der gesamten Oberseite des Halbleitersubstrats gebildet. Anschließend wird die
planarisierende Schicht (40) auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struk
tur erzeugt, um die Oberseite des Halbleitersubstrats, die durch den Schritt zur
Ausbildung des Transistors stufig wird, zu planarisieren. Ein Material wie z. B. Si
liziumnitrid (Si3N4) wird als Ätzstoppschicht (42) mit einer Dicke von 3 nm bis
30 nm abgeschieden. Als letztes wird durch Abscheidung eines Materials wie z. B.
eines Oxides mit einer Dicke von 50 nm bis 200 nm eine Abstandsschicht (44) ge
bildet.
Dabei muß im Hinblick auf einen Naßätzprozeß zur Entfernung der Abstandsschicht
die Ätzrate des die Ätzstoppschicht (42) bildenden Materials von jener des die Ab
standsschicht (44) bildenden Materials verschieden sein. (Wenn zum Beispiel unter
der Voraussetzung, daß die Ätzrate eines Materials "A" 1 gesetzt ist, die Ätzrate
eines Materials "B" über 4 liegt, kann man sagen, daß das Material "A" eine hinsicht
lich jeder Art von Ätzen von der des Materials "B" verschiedene Ätzrate aufweist.)
Allgemein sollte das die Ätzstoppschicht bildende Material eine sehr viel niedrigere
Ätzrate als das die Abstandsschicht bildende Material besitzen. In der vorliegen
den Erfindung handelt es sich, wie oben beschrieben, bei dem die Ätzstoppschicht
(42) bildenden Material um Siliziumnitrid und bei dem die Abstandsschicht (44)
bildenden um ein Oxid.
Fig. 3B veranschaulicht einen Prozeß zur Erzeugung eines Kontaktlochs (9), das
den Source-Bereich des Transistors teilweise freilegt. Hierzu wird durch teilweises
Entfernen der Isolationsschicht (19), der planarisierenden Schicht (40), der Ätzstopp
schicht (42) und der Abstandsschicht (44), die sequentiell über den Source-Bereich
geschichtet sind, ein erster Schritt zur Bildung des Kontaktlochs ausgeführt. Außer
dem wird ein zweiter Schritt derart ausgeführt, daß das gleiche Material wie jenes,
das die Ätzstoppschicht bildet, d. h. Siliziumnitrid, und das gleiche Material wie
jenes, das die Abstandsschicht bildet, d. h. ein Oxid, sequentiell über die gesamte
Oberseite des Halbleitersubstrats mit dem Kontaktloch geschichtet werden; zudem
wird durch anisotropes Ätzen der resultierenden Struktur eine Abstandsschicht (82)
an den Seitenwänden des Kontaktlochs gebildet.
Der Trend in Richtung Miniaturisierung von Transistoren erhöht die Wahrschein
lichkeit für eine teilweise Freilegung der Oberfläche der Gate-Elektrode (18) oder der
Bitleitung (20) durch den Ätzprozeß zur Bildung des Kontaktlochs trotz der Erzeu
gung des Kontaktlochs auf dem Transistor mit kleinster Strukturbreite, was somit
Leckströme in der Speicherzelle, besonders in einer DRAM-Zelle, erzeugt. Gemäß
des zweiten Schritts kann die Verursachung eines Leckstroms durch Isolierung der
Gate-Elektrode oder der Bitleitung, deren Oberflächen aufgrund des Ätzprozesses
zur Erzeugung des Kontaktlochs möglicherweise zum Teil freigelegt werden, elimi
niert werden.
Fig. 3C veranschaulicht einen Prozeß zur Bildung einer ersten leitenden Schicht (46),
einer ersten Struktur (70), die aus einem ersten Material besteht, und einer ersten
Seitenwandabstandsschicht (80a), die aus einem zweiten Material besteht, und zum
Ätzen der ersten leitenden Schicht bis zu einer vorgegebenen Tiefe, wobei die er
ste Struktur und die erste Seitenwandabstandsschicht als Ätzmaske dienen. Dieser
Prozeß wird folgendermaßen ausgeführt. Die erste leitende Schicht (46) wird durch
Deposition eines leitenden Materials, z. B. störstellendotierten polykristallinen Si
liziums in einer Dicke von 300 nm bis 600 nm, auf der gesamten Oberfläche der
resultierenden Struktur mit dem Kontaktloch gebildet. Eine erste Schicht aus dem
ersten Material wird durch Abscheidung eines Materials, z. B. eines Photoresists, ei
nes Oxids oder Nitrids in einer Dicke von 100 nm bis 300 nm, gebildet, dessen Ätzrate
hinsichtlich jeder Art von Ätzen von jener der ersten leitenden Schicht und von jener
einer (später zu bildenden) ersten Schicht aus einem zweiten Material verschieden
ist. Danach wird die aus der ersten Schicht des ersten Materials bestehende erste
Struktur (70) dadurch gebildet, daß die erste Schicht über einen auf diese Schicht
angewendeten Photolithographieprozeß in einzelne Zelleneinheiten unterteilt wird.
Anschließend wird die erste Schicht aus dem zweiten Material durch Abscheidung
eines ungefähr 50 nm bis 150 nm dicken Materials mit einer Ätzrate, die hinsicht
lich jeder Art anisotropen Ätzens von jener des die erste leitende Schicht bildenden
Materials verschieden ist, gebildet. Anders ausgedrückt wird, wenn Photoresist als
das die erste Struktur bildende Material benutzt wird, ein Oxid verwendet, das ei
ner Niederdruck-Deposition unterworfen werden kann. In derselben Weise werden,
wenn zuerst Oxid benutzt wird, Nitrid, und wenn zuerst Nitrid benutzt wird, Oxid
verwendet. Nachfolgend wird eine erste Seitenwandabstandsschicht (80a), die aus
der ersten Schicht des zweiten Materials besteht, durch anisotropes Ätzen der ersten
Schicht aus dem zweiten Material an den Seitenwänden der ersten Struktur gebil
det. Danach wird durch Ausführen eines anisotropen Ätzschritts an der gesamten
Oberfläche der resultierenden Struktur unter Verwendung der ersten Struktur und
der ersten Abstandsschicht als Ätzmasken die erste leitende Schicht bis zu einer
vorgegebenen Tiefe, z. B. ungefähr 50 nm bis 150 nm, geätzt.
Fig. 3D veranschaulicht einen Prozeß zur Bildung einer ersten Speicherelektroden
struktur (47) und einer zweiten Seitenwandabstandsschicht (80b). Hierzu wird die
erste Struktur entfernt und die erste Speicherelektrodenstruktur (47) wird auf der
ersten leitenden Schicht durch anisotropes Ätzen der ersten leitenden Schicht bis zu
einer Tiefe von ungefähr 150 nm unter Verwendung der ersten Seitenwandabstands
schicht als Ätzmaske gebildet. Anschließend wird ein Material mit einer Ätzrate, die
hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens von jener des Materials, aus dem die erste
leitende Schicht besteht, verschieden ist, z. B. ein Oxid oder Nitrid in einer Dicke
von ungefähr 50 nm bis 150 nm, auf der gesamten Oberfläche der resultierenden
Struktur abgeschieden. Dann wird das abgeschiedene Material, z. B. das Oxid oder
Nitrid, anisotrop geätzt, wodurch die zweite Seitenwandabstandsschicht (80b) an
den Seitenwänden der ersten Speicherelektrodenstruktur gebildet wird.
Dabei geht der Schritt zur Entfernung der Materialien, aus denen die erste Struk
tur (70) und die erste Seitenwandabstandsschicht (80a) besteht, mit einem für die
entfernten Materialien geeigneten Ätzmittel vonstatten. Zum Beispiel wird eine Ver
aschungstechnik verwendet, wenn es sich beim eliminierten Material um das Photo
resist handelt, ein gepuffertes Oxid-Ätzmittel (B.O.E., d. h. eine in einem geeigneten
Verhältnis gemischte Lösung von HF und NH4F) wird für Oxid verwendet oder eine
Phosphorsäurelösung für Nitrid.
Fig. 3E veranschaulicht einen Prozeß zur Bildung einer Speicherelektrode (100), ei
ner dielektrischen Schicht (110) und einer Plattenelektrode (120). Zuerst wird durch
anisotropes Ätzen der ersten leitenden Schicht bis zum Erreichen der Oberfläche der
Abstandsschicht (44) unter Verwendung der zweiten Seitenwandabstandsschicht als
Ätzmaske die Speicherelektrode (100) gebildet. Danach wird nach Entfernen der
zweiten Seitenwandabstandsschicht (80b) und der Abstandsschicht (44) ein dielek
trisches Material, z. B. eine ONO(Oxid/Nitrid/Oxid)-Schicht oder Ta2 mit einer
Dicke von ungefähr 6 nm, auf der gesamten Oberfläche der Speicherelektrode ab
geschieden, wodurch die dielektrische Schicht (110) gebildet wird. Anschließend
wird die Plattenelektrode (120) durch Deposition eines leitenden Materials, wie z. B.
störstellendotierten polykristallinen Siliziums, auf der gesamten Oberfläche der re
sultierenden Struktur gebildet.
Gemäß der obigen ersten Ausführungsform wird, da die Speicherelektrode durch eine
einzige leitende Schicht gebildet wird, ein durch eine Zwischenschicht aus andersarti
gem Material, wie z. B. einer natürlichen Oxidschicht, verursachter Leckstrom verhin
dert. Außerdem ist die Anzahl der Zylinderelektrodenteile verdoppelt (Mehrzylinder-
Struktur ohne Säule), wodurch auf einfache Art die Zellenkapazität erhöht wird.
Die Fig. 4A und 4B sind Querschnitte, die ein zweites Verfahren zur Herstel
lung einer erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements illustrieren. Nach der
Bildung der ersten Struktur (70) und der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a)
mittels der zu den Fig. 3A, 3B und 3C beschriebenen ersten Verfahrensweise
wird die erste leitende Schicht durch anisotropes Ätzen der gesamten Oberfläche
der resultierenden Struktur bis zum Erreichen der Abstandsschicht (44) unter Ver
wendung der ersten Struktur und der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) als
Ätzmasken in einzelne Zelleneinheiten unterteilt (Fig. 4A). Danach wird die erste
Struktur entfernt und eine Speicherelektrode (100) durch anisotropes Ätzen der er
sten leitenden Schicht bis in eine vorgegebene Tiefe, z. B. 200 nm bis 500 nm, unter
Verwendung der ersten Seitenwandabstandsschicht als Ätzmaske gebildet (Fig. 4B).
Gemäß der obigen zweiten Ausführungsform kann ein einzelner Zylinderelektroden
teil (Einzylinder-Struktur ohne Säule) mittels eines einfachen Prozesses gebildet
werden.
Die Fig. 5A bis 5E sind Querschnitte, die ein drittes Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements zeigen.
Fig. 5A veranschaulicht die Bildung der ersten Struktur (70), die aus dem ersten
Material besteht, und der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) auf der ersten lei
tenden Schicht (46) ebenfalls nach der zu den Fig. 3A, 3B und 3C beschriebenen
Verfahrensweise.
Fig. 5B veranschaulicht einen Schritt zur Bildung einer zweiten Speicherelektro
denstruktur (48) an der Oberflache der ersten leitenden Schicht, was die Schritte
Entfernen der ersten Struktur und Bilden der zweiten Speicherelektrodenstruktur
(48) durch Ätzen der ersten leitenden Schicht bis in eine vorgegebene Tiefe unter
Verwendung der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) als Ätzmaske beinhaltet.
Vorzugsweise beträgt die vorgegebene Tiefe ungefähr 50 nm bis 150 nm.
Fig. 5C zeigt einen Schritt zur Bildung einer dritten Seitenwandabstandsschicht
(80c) an den Seitenwänden der zweiten Speicherelektrodenstruktur. Hierzu wird die
erste Seitenwandabstandsschicht entfernt, und ein Material mit einer hinsichtlich
jeder Art anisotropen Ätzens von jener des Materials, aus dem die erste leitende
Schicht besteht, verschiedenen Ätzrate, z. B. ein Oxid oder Nitrid, wird auf der
gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur in einer Dicke von ungefähr 50 nm
bis 150 nm abgeschieden. Dann wird das abgeschiedene Oxid oder Nitrid anisotrop
geätzt, wodurch die dritte Seitenwandabstandsschicht (80c) gebildet wird.
Fig. 5D zeigt einen Schritt zur Bildung der Speicherelektrode (100), in dem die Spei
cherelektrode durch Ausführung eines anisotropen Ätzprozesses an der ersten leiten
den Schicht über die gesamte Oberfläche der Struktur bis zum Erreichen der Ab
standsschicht (44) unter Verwendung der dritten Seitenwandabstandsschicht (80c)
als Ätzmaske vollendet wird.
Fig. 5E illustriert einen Schritt zur Bildung der dielektrischen Schicht (110) und der
Plattenelektrode (120). Zuerst werden die dritte Seitenwandabstandsschicht (80c)
und die Abstandsschicht (44) entfernt und dann die dielektrische Schicht (110) durch
Abscheiden eines dielektrischen Materials, z. B. einer ONO-Schicht, auf der gesamten
Oberfläche der Speicherelektrode gebildet. Die Plattenelektrode (120) wird durch
Deposition eines leitenden Materials, wie z. B. störstellendotierten polykristallinen
Siliziums, auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur gebildet.
Gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Speicher
elektrode als eine Doppelzylinderelektrode (Mehrzylinder-Struktur ohne Säule) ge
bildet.
Die Fig. 6A, 6B und 6C sind Querschnitte, die ein viertes Verfahren zur Herstel
lung eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements zeigen. Hierbei wird
nach Bilden der ersten Struktur (70) auf der ersten leitenden Schicht (was unter
Bezugnahme auf Fig. 3C oben beschrieben wurde) die erste leitende Schicht bis in
eine vorgegebene Tiefe, z. B. ungefähr 150 nm, unter Verwendung der ersten Struk
tur als Ätzmaske geätzt (Fig. 6A). Danach werden die erste Struktur entfernt, die
erste Seitenwandabstandsschicht (80a) auf der resultierenden Struktur gebildet (wie
unter Bezugnahme auf Fig. 3C oben beschrieben) und die Speicherelektrode (100)
(Einzylinder-Struktur ohne Säule) mittels Durchführen eines anisotropen Ätzschritts
an der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur bis zum Erreichen der Ab
standsschicht (44) unter Verwendung der ersten Seitenwandabstandsschicht als Ätz
maske gebildet (Fig. 6C).
Die Fig. 7A, 7B und 7C sind Querschnitte, die ein fünftes Verfahren zur Her
stellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements veranschaulichen.
Hierbei wird die erste Seitenwandabstandsschicht (80a) nach der unter Bezugnahme
auf die Fig. 6A und 6B beschriebenen Verfahrensweise gebildet (Fig. 7A). Da
nach werden eine dritte Speicherelektrodenstruktur (49) durch Ätzen der ersten
leitenden Schicht bis in eine vorgegebene Tiefe unter Verwendung der ersten Seiten
wandabstandsschicht als Ätzmaske erzeugt und ein Material mit einer hinsichtlich
jeder Art anisotropen Ätzens von jener des Materials, aus dem die erste leitende
Schicht besteht, verschiedenen Ätzrate auf der gesamten Oberfläche der resultieren
den Struktur abgeschieden und dann anisotrop geätzt, so daß eine vierte Seitenwan
dabstandsschicht (80d) an den Seitenwänden der dritten Speicherelektrodenstruktur
gebildet wird (Fig. 7B). Daraufhin wird mittels Durchführung eines anisotropen Ätz
schritts an der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur bis zum Erreichen
der Abstandsschicht (44) unter Verwendung der vierten Seitenwandabstandsschicht
als Ätzmaske die Speicherelektrode (100) gebildet. Danach werden die vierte Sei
tenwandabstandsschicht (80d) und die Abstandsschicht (44) entfernt und die dielek
trische Schicht (110) durch Abscheidung einer dielektrischen Schicht, wie z. B. einer
ONO-Schicht, auf der gesamten Oberfläche der Speicherelektrode gebildet. Schließ
lich wird die Plattenelektrode (120) durch Deposition eines leitenden Materials, wie
z. B. störstellendotierten polykristallinen Siliziums, auf der gesamten Oberfläche der
resultierenden Struktur gebildet.
Gemäß der fünften Ausführungsform wird die Speicherelektrode als eine Doppelzy
linderelektrode (Mehrzylinder-Struktur ohne Säule) gebildet.
Fig. 8 veranschaulicht ein durch ein sechstes erfindungsgemäßes Herstellungsverfah
ren gebildetes Halbleiterspeicherbauelement. Nach Durchführung des unter Bezug
nahme auf die Fig. 7A und 7B beschriebenen Prozesses wird die erste leitende
Schicht unter Verwendung der vierten Seitenwandabstandsschicht als Ätzmaske bis
in eine vorgegebene Tiefe geätzt, wodurch eine nicht gezeigte vierte Speicherelek
trodenstruktur erzeugt wird. Dann werden die vierte Seitenwandabstandsschicht
entfernt und eine ebenfalls nicht gezeigte fünfte Seitenwandabstandsschicht an den
Seitenwänden der vierten Speicherelektrodenstruktur gebildet. Danach wird die
Speicherelektrode (100) mittels Durchführen eines anisotropen Ätzschritts an der ge
samten Oberfläche der resultierenden Schicht bis zum Erreichen der Abstandsschicht
unter Verwendung der fünften Seitenwandabstandsschicht als Ätzmaske gebildet.
Schließlich werden die dielektrische Schicht (110) auf der gesamten Oberfläche der
Speicherelektrode und die Plattenelektrode (120) auf der gesamten Oberfläche der
dielektrischen Schicht gebildet.
Gemäß der obigen sechsten Ausführungsform wird die Speicherelektrode als Vier
zylinderelektrode (Mehrzylinder-Struktur ohne Säule) gebildet.
Die Fig. 9A bis 9D sind Querschnitte, die ein siebtes Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements zeigen.
Fig. 9A veranschaulicht einen Schritt zur Bildung einer zweiten Schicht (82) aus
dem zweiten Material und der ersten Struktur (70) auf der ersten leitenden Schicht.
Hierzu wird nach Bilden der ersten leitenden Schicht (46) mittels der zu den Fig.
3A bis 3C beschriebenen Verfahrensweise ein Material mit einer hinsichtlich
jeder Art anisotropen Ätzens von jener des Materials, aus dem die erste leitende
Schicht besteht, verschiedenen Ätzrate, z. B. ein Oxid oder Nitrid, auf der gesamten
Oberfläche der resultierenden Struktur mit einer Dicke von ungefähr 10 nm bis 30 nm
abgeschieden, wodurch die zweite Schicht (82) aus dem zweiten Material gebildet
wird. Danach wird ein Material mit einer hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens
gleichen oder ähnlichen Ätzrate wie jene des Materials, aus dem die erste leitende
Schicht besteht, z. B. polykristallines Silizium mit einer Dicke von ungefähr 100 nm
bis 300 nm, auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur abgeschieden,
so daß eine erste Schicht aus dem ersten Material gebildet wird. Dann wird die erste
Schicht aus dem ersten Material strukturiert, um sie in einzelne Zelleneinheiten zu
unterteilen, wodurch die erste Struktur (70) entsteht.
Fig. 9B veranschaulicht einen Prozeß zur Bildung der ersten Seitenwandabstands
schicht (80a). Auf der gesamten Oberfläche, auf der sich die erste Struktur befindet,
wird ein Material mit einer hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens von jener des
Materials, aus dem die erste leitende Schicht (46) besteht, verschiedenen Ätzrate,
z. B. ein Oxid oder Nitrid, in einer Dicke von ungefähr 50 nm bis 150 nm abgeschie
den, wodurch die erste Schicht aus dem zweiten Material gebildet wird. Danach
wird zur Bildung der Seitenwandabstandsschicht (80a) an den Seitenwänden der
ersten Struktur ein anisotroper Ätzprozeß ausgeführt. Dabei wird, was dem Durch
schnittsfachmann klar ist, die zweite Schicht aus dem zweiten Material (82) in den
Bereichen zwischen der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) ebenfalls entfernt.
Fig. 9C veranschaulicht einen Prozeß zur Bildung einer fünften Speicherelektroden
struktur (50). An der ersten leitenden Schicht wird unter Verwendung der ersten
Seitenwandabstandsschicht (80a) als Ätzmaske ein anisotroper Ätzprozeß durch
geführt, so daß die erste leitende Schicht bis in eine vorgegebene Tiefe, z. B. ungefähr
50 nm bis 150 nm, geätzt und so die fünfte Speicherelektrodenstruktur (50) erzeugt
wird. Dabei wird die erste Struktur (70) im Verlauf des Ätzprozesses zur Bildung
der fünften Speicherelektrodenstruktur entfernt, da sie die gleiche oder eine ähnliche
Ätzrate wie jene des Materials, aus dem die erste leitende Schicht besteht, aufweist.
Fig. 9D illustriert einen Prozeß zur Bildung der Speicherelektrode (100), was die
Schritte Entfernen der zweiten Schicht aus dem zweiten Material bis auf einen un
terhalb der ersten Seitenwandabstandsschicht verbleibenden Teil und Bilden der
Speicherelektrode (100) mittels Durchführen eines anisotropen Ätzprozesses an der
gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur bis zum Erreichen der Abstands
schicht (44) unter Verwendung der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) als Ätz
maske beinhaltet.
Die Fig. 10A bis 10D sind Querschnitte, die ein achtes Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements zeigen.
Beginnend mit Fig. 10A wird ein Schritt zur Bildung einer Struktur (82b) für die
Erzeugung eines Säulenelektrodenteils und der ersten Struktur (70) auf der ersten
leitenden Schicht veranschaulicht. Nach der Bildung der ersten Struktur (70) mittels
der unter Bezugnahme auf Fig. 9A beschriebenen Verfahrensweise wird ein aniso
troper, ein isotroper oder ein anisotroper plus isotroper Ätzprozeß an der zweiten
Schicht aus dem zweiten Material durchgeführt, so daß die zweite Schicht aus dem
zweiten Material teilweise entfernt wird, wobei der unterhalb der ersten Struktur
gelegene Teil derselben zurückbleibt, wodurch die Struktur (82b) zur Erzeugung des
Säulenelektrodenteils gebildet wird. Vorzugsweise wird die zweite Schicht aus dem
zweiten Material mit einer Dicke von ungefähr 20 nm bis 150 nm gebildet und die
Neigung der Seitenwand der ersten Struktur hat nicht positiv (R < 90°) zu sein,
was durch Überätzen der Seitenwände der ersten Struktur unter Verwendung der
zweiten Schicht aus dem zweiten Material als Ätzstoppschicht möglich ist.
Fig. 10B veranschaulicht einen Schritt zur Bildung einer zweiten Schicht (72) aus
dem ersten Material sowie der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a). Ein Ma
terial mit einer hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens derjenigen der Materia
lien, aus denen die erste Struktur (70) und die erste leitende Schicht (46) bestehen,
gleichen oder ähnlichen Ätzrate, z. B. polykristallines Silizium, wird auf der gesam
ten Oberfläche der resultierenden Struktur in einer Dicke von ungefähr 30 nm bis
150 nm abgeschieden, wodurch die zweite Schicht (72) aus dem ersten Material ge
bildet wird. Dann wird die erste Seitenwandabstandsschicht (80a) mittels derselben
Verfahrensweise gebildet, wie sie unter Bezugnahme auf Fig. 9B beschrieben ist.
Fig. 10C veranschaulicht einen Prozeß zur Bildung der Speicherelektrode (100), bei
dem ein anisotroper Ätzschritt an der resultierenden Struktur mit der sich darauf be
findenden ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) bis zum Erreichen der Abstands
schicht (44) unter Ätzen der zweiten Schicht (72) aus dem ersten Material durch
geführt wird, wodurch die aus einem zylindrischen Elektrodenteil (100b) und einem
Säulenelektrodenteil (100a) bestehende Speicherelektrode (100) vollendet wird. Da
bei werden, was dem Durchschnittsfachmann klar ist, da die erste Struktur und
die erste leitende Schicht aus Materialien aufgebaut sind, die die gleiche oder eine
ähnliche Ätzrate hinsichtlich anisotropen Ätzens aufweisen, die erste Struktur und
die erste leitende Schicht während des anisotropen Ätzprozesses zusammen entfernt,
und die Struktur (82b) zur Erzeugung des Säulenelektrodenteils wird als Ätzmaske
benutzt.
Wenn die Seitenwandneigung positiv ist, wird eine nicht gezeigte scharfkantige Be
randung entlang der Innenwand (Teil A) des Zylinderelektrodenteils erzeugt, so daß
die Wahrscheinlichkeit für einen bei dem bekannten Verfahren (siehe Fig. 2A bis
2H) beschriebenen Leckstrom hoch ist. In dieser Ausführungsform wird jedoch, da
der nachfolgende Prozeß nach der Bildung der Seitenwandneigung derart, daß diese
nicht positiv ist, durchgeführt wird, die Bildung einer solchen Berandung verhindert,
so daß damit ein äußerst zuverlässiges Halbleiterspeicherbauelement hergestellt wird.
Fig. 10D veranschaulicht einen Prozeß zur Bildung der dielektrischen Schicht (110)
und der Plattenelektrode (120). Hierzu werden die erste Seitenwandabstandsschicht,
die Struktur zur Erzeugung des Säulenelektrodenteils und die Abstandsschicht (44)
entfernt. (Hierbei kann die zweite Schicht (72a) aus dem ersten Material, die un
terhalb der ersten Seitenwandabstandsschicht zurückbleibt, entfernt oder nicht ent
fernt werden; sie wird aber in dem Fall, daß polykristallines Silizium für die zweite
Schicht aus dem ersten Material verwendet wird, intakt gelassen und nicht entfernt.)
Danach wird die dielektrische Schicht (110) auf der gesamten Oberfläche der Spei
cherelektrode abgeschieden, und die Plattenelektrode (120) wird durch Deposition
eines leitenden Materials, z. B. störstellendotierten polykristallinen Siliziums, auf der
gesamten Oberfläche der dielektrischen Schicht gebildet.
Gemäß der achten Ausführungsform wird ein Einsäulenelektrodenteil innerhalb des
zylindrischen Elektrodenteils derart gebildet, daß eine scharfe Umrandung nicht er
zeugt wird. Daher können auch Zuverlässigkeit und Packungsdichte des Halbleiter
speicherbauelements gesteigert werden.
Die Fig. 11A bis 11D sind Querschnitte, die ein neuntes Verfahren zur Herstel
lung eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements zeigen.
Fig. 11 A veranschaulicht einen Prozeß zur Bildung der Struktur (82b) für die Erzeu
gung eines Säulenelektrodenteils sowie der ersten Struktur (70), wobei die Struktur
(82b) zur Erzeugung des Säulenelektrodenteils mittels derselben Verfahrensweise
wie zu Fig. 10A beschrieben gebildet wird mit der Ausnahme, daß hier die zweite
Schicht aus dem zweiten Material in einer Dicke von ungefähr 50 nm bis 150 nm ge
bildet wird und der einzige verwendete Ätzprozeß zur Erzeugung der Struktur für die
Bildung des Säulenelektrodenteils ein isotroper oder ein anisotroper plus isotroper
Ätzprozeß ist.
Fig. 11B veranschaulicht einen Prozeß zur Bildung einer Schicht (90) aus einem
dritten Material und einer Schicht (92) aus einem vierten Material. Die Schicht (90)
aus dein dritten Material wird durch Abscheidung eines Materials gebildet, dessen
Ätzrate hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens gleich oder ähnlich wie jene des
Materials, aus dem die erste Struktur (70) und die erste leitende Schicht (46) besteht,
ist, z. B. polykristallines Silizium mit einer Dicke von ungefähr 30 nm bis 60 nm.
Des weiteren wird die Schicht aus dem vierten Material durch Abscheidung eines
Materials mit einer hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens von jener des Materials,
aus dein die Schicht (90) aus dein dritten Material besteht, verschiedenen Ätzrate,
z. B. ein Oxid oder Nitrid, gebildet. Dann wird die Schicht aus dem vierten Material
geätzt, um die Schicht (92) aus dem vierten Material nur in dem Zwischenraum
unter der ersten Struktur (70) zu belassen.
Fig. 11C illustriert den Schritt zur Bildung der zweiten Schicht (72) aus dem ersten
Material und der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a), die mittels der zu Fig. 10B
beschriebenen Verfahrensweise auf der resultierenden Struktur gebildet werden.
Fig. 11D illustriert einen Schritt zur Bildung der Speicherelektrode (100). Mittels
Durchführung eines anisotropen Ätzprozesses an der zweiten Schicht aus dem er
sten Material werden nicht nur Teile dieser Schicht, sondern auch der Schicht aus
dem dritten Material, der ersten Struktur und ebenso der ersten leitenden Schicht
entfernt, wodurch die Speicherelektrode (100) vollendet wird. Hierbei ist es für
den Durchschnittsfachmann offensichtlich, daß die Struktur (82b) zur Bildung der
Schicht (92) aus dem vierten Material und des Säulenelektrodenteils zusammen mit
der ersten Seitenwandabstandsschicht als Ätzmaske wirkt.
Gemäß der neunten Ausführungsform wird eine Speicherelektrode mit einem Säu
lenelektrodenteil innerhalb einer Doppelzylinderelektrode (Mehrzylinder-Einsäulen-
Struktur) erhalten.
Die Fig. 12A bis 12E sind Querschnitte, die ein zehntes Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements zeigen.
Beginnend mit Fig. 12A wird ein Prozeß zur Bildung einer ersten Schicht (94) aus ei
nem fünften Material sowie der ersten Struktur (70) veranschaulicht. Nach Bildung
der ersten leitenden Schicht (46) mittels der unter Bezugnahme auf die Fig. 3A
bis 3C beschriebenen Verfahrensweise wird ein Material mit einer hinsichtlich jeder
Art anisotropen Ätzens von jener des Materials, aus dem die erste leitende Schicht
besteht, verschiedenen Ätzrate, z. B. ein Oxid oder Nitrid, auf die gesamte Oberfläche
der resultierenden Struktur in einer Dicke von ungefähr 20 nm bis 150 nm abgeschie
den, wodurch die erste Schicht (94) aus dem fünften Material gebildet wird. Danach
wird ein Material, dessen Ätzrate hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens von je
ner des die Schicht aus dem fünften Material bildenden Materials verschieden und
die gleich oder ähnlich wie jene des die erste leitende Schicht bildenden Materials ist,
mit einer Dicke von ungefähr 100 nm bis 300 nm abgeschieden. Anschließend wird
das abgeschiedene Material strukturiert, um in einzelne Zelleneinheiten unterteilt
zu werden, wodurch die erste Struktur (70) gebildet wird.
Fig. 12B veranschaulicht einen Schritt zur Bildung einer zweiten Schicht (96) aus
dem fünften Material und der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a). Zuerst wird
die erste Schicht aus dem fünften Material unter Verwendung der ersten Struk
tur (70) als Ätzmaske geätzt (dieser Schritt kann ausgelassen werden). Die zweite
Schicht (96) aus dem fünften Material wird durch Abscheidung eines Materials mit
der gleichen oder einer ähnlichen Ätzrate hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens
wie jene des Materials, aus dem die erste Schicht aus dem fünften Material besteht,
erzeugt. Danach wird ein Material, dessen Ätzrate hinsichtlich jeder Art anisotropen
Ätzens die gleiche wie jene der Materialien, aus denen die erste Struktur (70) und
die erste leitende Schicht (46) bestehen, ist, z. B. polykristallines Silizium, auf der
gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur abgeschieden und dann anisotrop
geätzt, wodurch die erste Seitenwandabstandsschicht (80a) gebildet wird.
Fig. 12C illustriert einen Schritt zur Bildung einer dritten Schicht (84) aus dem
zweiten Material. Hierzu wird ein Material, dessen Ätzrate hinsichtlich jeder Art
anisotropen Ätzens die gleiche oder ähnlich wie jene der Materialien, aus denen die
erste Seitenwandabstandsschicht (80a), die erste Struktur (70) und die erste leitende
Schicht (46) bestehen, ist, z. B. polykristallines Silizium, auf der gesamten Oberfläche
der resultierenden Struktur mit einer Dicke abgeschieden, die mehr als die Hälfte
derjenigen der zweiten Schicht (96) aus dem fünften Material beträgt, wodurch die
dritte Schicht (84) aus dem zweiten Material gebildet wird.
Fig. 12D illustriert den Schritt zur Bildung der Speicherelektrode (100). Mittels
Durchführen eines anisotropen Ätzschritts an der gesamten Oberfläche der resultie
renden Struktur unter Ätzen der dritten Schicht aus dem zweiten Material wird,
da die Materialien, aus denen die erste Seitenwandabstandsschicht, die erste Struk
tur und die erste leitende Schicht bestehen, die gleiche Ätzrate aufweisen wie das
Material, aus dem die dritte Schicht aus dem zweiten Material besteht, die erste
leitende Schicht durch den anisotropen Ätzprozeß ebenfalls geätzt, so daß die Spei
cherelektrode (100) gebildet wird. Hierbei wirkt die erste Schicht (94) aus dem
fünften Material zusammen mit der zweiten Schicht (96) aus dem fünften Material
als Ätzmaske.
Fig. 12E veranschaulicht einen Prozeß zur Bildung der dielektrischen Schicht (110)
und der Plattenelektrode (120). Zuerst werden die erste Schicht aus dem fünften
Material, die zweite Schicht aus dem fünften Material und die Abstandsschicht ent
fernt. Dann wird ein dielektrisches Material, z. B. eine ONO-Schicht, auf der gesam
ten Oberfläche der Speicherelektrode (100) abgeschieden, wodurch die dielektrische
Schicht (110) gebildet wird. Anschließend wird ein leitendes Material, z. B. störstel
lendotiertes polykristallines Silizium, auf der gesamten Oberfläche der resultierenden
Struktur abgeschieden, wodurch die Plattenelektrode (120) gebildet wird.
Gemäß der zehnten Ausführungsform wird eine einlagige Speicherelektrode mit Ein
zylinder-Einsäulen-Struktur erhalten.
Die Fig. 13A bis 13E sind Querschnitte, die ein elftes Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements zeigen.
Beginnend mit Fig. 13A wird in der dort veranschaulichten Struktur mittels der
unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3C beschriebenen Verfahrensweise die er
ste leitende Schicht (46) gebildet. Danach werden unter der Voraussetzung, daß ein
Material, dessen Ätzrate hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens die gleiche oder
ähnlich wie jene des Materials, aus dem die erste leitende Schicht besteht, ist, z. B.
polykristallines Silizium, das erste Material sei und ein Material mit einer von jener
der Schicht aus dem ersten leitenden Material verschiedenen Ätzrate das zweite Ma
terial, z. B. ein Oxid oder Nitrid, sei, das zweite Material und das erste Material auf
der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur abwechselnd zweifach überein
andergeschichtet, so daß eine vierte Schicht (86) aus dem zweiten Material (ungefähr
20 nm bis 150 nm dick), eine dritte Schicht (74) aus dem ersten Material, eine zweite
Schicht aus dem zweiten Material (ungefähr 20 nm bis 150 nm dick) und eine erste
Schicht aus dem ersten Material gebildet werden. Dann wird die erste Schicht aus
dem ersten Material zur Erzeugung der ersten Struktur (70) strukturiert und eine
zweite Struktur (82c) durch Ätzen der zweiten Schicht aus dem zweiten Material
unter Verwendung der ersten Struktur als Ätzmaske gebildet. Anschließend wird
ein Material, dessen Ätzrate hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens die gleiche
oder ähnlich wie jene des ersten Materials ist, z. B. polykristallines Silizium, auf
der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur abgeschieden, wodurch eine
vierte Schicht (76) aus dem ersten Material gebildet wird. Nach Abscheiden eines
Materials mit der gleichen oder einer ähnlichen Ätzrate hinsichtlich jeder Art ani
sotropen Ätzens wie jene des zweiten Materials, z. B. eines Oxids oder Nitrids, auf
der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur wird ein anisotroper Ätzprozeß
durchgeführt, wodurch die erste Seitenwandabstandsschicht (80a) gebildet wird.
Fig. 13B veranschaulicht einen Schritt zur Bildung einer sechsten Speicherelektro
denstruktur (51). Wenn ein anisotroper Ätzprozeß an der vierten Schicht aus dem
ersten Material durchgeführt wird, wird die sechste Speicherelektrodenstruktur (51)
durch das unter der ersten Seitenwandabstandsschicht und unter der zweiten Struk
tur geschichtete verbleibende erste Material gebildet. Dies wird durch die Tatsache
erreicht, daß das die vierte Schicht aus dem ersten Material bildende Material die
gleiche oder eine ähnliche Ätzrate hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens aufweist
wie jenes Material, aus dem die erste Struktur und die dritte Schicht aus dem er
sten Material bestehen, das aber eine von jener des Materials, aus dem die erste
Seitenwandabstandsschicht (80a), die zweite Struktur (80c) und die vierte Schicht
(86) aus dem zweiten Material bestehen, verschiedene Ätzrate besitzt.
Fig. 13C illustriert einen Schritt zur Bildung einer siebten Speicherelektrodenstruk
tur (52), einer fünften Schicht (78) aus dem ersten Material und einer sechsten
Seitenwandabstandsschicht (88). Durch Ätzen der vierten Schicht aus dem zwei
ten Material unter Verwendung der sechsten Speicherelektrodenstruktur (51) als
Ätzmaske (wobei es sich um dieselbe Verfahrensweise handelt, die zu Fig. 10A be
schrieben wurde) wird die siebte Speicherelektrodenstruktur (52) unter der sechsten
Speicherelektrodenstruktur gebildet. Ein Material mit der gleichen oder einer ähn
lichen Ätzrate hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens wie jene des Materials, aus
dem die sechste Speicherelektrodenstruktur (51) besteht, wird zur Erzeugung der
fünften Schicht (78) aus dem ersten Material abgeschieden. Danach wird ein Ma
terial mit einer hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens von jener des Materials,
das die fünfte Schicht aus dem ersten Material bildet, verschiedenen Ätzrate, z. B.
ein Oxid oder Nitrid, auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur ab
geschieden, wodurch die fünfte Schicht aus dem zweiten Material gebildet wird. Die
sechste Seitenwandabstandsschicht (88) wird durch anisotropes Ätzen der fünften
Schicht aus dem zweiten Material erzeugt.
Fig. 13D illustriert den Schritt zur Bildung der Speicherelektrode (100). Mittels
Durchführung eines anisotropen Ätzprozesses an der gesamten Oberfläche der resul
tierenden Struktur unter Verwendung der sechsten Seitenwandabstandsschicht (88)
als Ätzmaske und der fünften Schicht (78) aus dem ersten Material als geätztes Ma
terial werden die sechste Speicherelektrodenstruktur und teilweise die erste leitende
Schicht durch den anisotropen Ätzprozeß ebenfalls entfernt, wodurch die Speicher
elektrode (100) gebildet wird. Dies liegt daran, daß das Material, aus dem die fünfte
Schicht (78) aus dem ersten Material besteht, die gleiche oder eine ähnliche Ätzrate
hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens wie das Material, aus dem die erste lei
tende Schicht (46) und die sechste Speicherelektrodenstruktur (51) bestehen, und
eine von jener des Materials, aus dein die sechste Seitenwandabstandsschicht (88)
und die sechste Speicherelektrodenstruktur (52) bestehen, verschiedene Ätzrate auf
weist. Hierbei wirkt die siebte Speicherelektrodenstruktur (52) zusammen mit der
sechsten Seitenwandabstandsschicht (88) als Ätzmaske.
Fig. 13E veranschaulicht einen Prozeß zur Bildung der dielektrischen Schicht (110)
und der Plattenelektrode (120). Nach Entfernen der sechsten Seitenwandabstands
schicht, der Abstandsschicht (44) und der siebten Speicherelektrodenstruktur wer
den die dielektrische Schicht (110) und die Plattenelektrode (120) auf der gesamten
Oberfläche der resultierenden Struktur mittels der gleichen Verfahrensweise wie un
ter Bezugnahme auf Fig. 12E beschrieben gebildet.
Gemäß der elften Ausführungsform wird eine Speicherelektrode mit einem Säulen
elektrodenteil und vier Zylinderelektrodenteilen (Mehrzylinder-Einsäulen-Struktur)
erhalten.
Die Fig. 14A und 14B sind Querschnitte, die ein zwölftes Verfahren zur Herstel
lung eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements zeigen. Nach Erzeu
gung einer Vertiefung (7), deren zweidimensionale (laterale) Ausdehnung kleiner als
die der fertigen Speicherelektrode ist, in der Abstandsschicht (44) (oder einer Schicht
aus isolierendem Material), wo die Speicherelektrode zu erzeugen ist (Fig. 14A), wird
die Speicherelektrode gebildet und dann die Abstandsschicht (oder die Schicht aus
isolierendem Material) entfernt.
Gemäß der zwölften Ausführungsform wird eine Speicherelektrode (100) erhalten,
die keinen Schwachstellenbereich (wie in Fig. 13E mit A markiert) aufweist.
Die Fig. 15A, 15B und 15C sind Querschnitte, die ein dreizehntes Verfahren
zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements zeigen. Ein
Material mit einer hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens von jener des Materials
der ersten leitenden Schicht verschiedenen Ätzrate, z. B. ein Oxid oder Nitrid, wird
auf der ersten leitenden Schicht (46) abgeschieden und strukturiert, um die erste
Struktur (70) zu erzeugen (Fig. 15A). Außerdem wird ein Material mit hinsichtlich
jeder Art anisotropen Ätzens der gleichen oder einer ähnlichen Ätzrate wie jene des
Materials, aus dem die erste leitende Schicht besteht, auf der resultierenden Struktur
abgeschieden, wodurch eine Schicht (98) aus einem sechsten Material gebildet wird.
Danach wird ein Material mit einer hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens von
jener des Materials, aus dem die Schicht (98) aus dem sechsten Material besteht,
verschiedenen Ätzrate, z. B. ein Oxid oder Nitrid, auf der gesamten Oberfläche der
resultierenden Struktur abgeschieden, wodurch die erste Seitenwandabstandsschicht
(80a) gebildet wird (Fig. 15B). Schließlich wird durch Ätzen der Schicht aus dem
sechsten Material und der ersten leitenden Schicht unter Verwendung der ersten
Seitenwandabstandsschicht (80a) und der ersten Struktur (70) als Ätzmasken die
Speicherelektrode (100) erzeugt (Fig. 15C). Dabei besteht die erste Struktur (70)
aus einer Mehrzahl von Strukturen und die Schicht aus dem sechsten Material wird
als Teil der Speicherelektrode verwendet, wenn das die Schicht aus dem sechsten Ma
terial bildende Material dasselbe wie das die erste leitende Schicht bildende Material
ist.
Gemäß der dreizehnten Ausführungsform wird eine Speicherelektrode mit einer Mehr
zahl von Säulenelektrodenteilen innerhalb eines Zylinderelektrodenteils (Einzylinder
Mehrsäulen-Struktur) erhalten.
Das in den obigen Ausführungsformen verwendete Oxid kann irgendeine der folgen
den Schichten sein: Hochtemperaturoxidschicht, plasmaunterstützte Tetra-Ethyl-
Ortho-Silikat(PE-TEOS)-Oxidschicht oder Silan-Oxid-Schicht, und Siliziumnitrid
wird als das Nitrid verwendet. Außerdem wird die Seitenwand jeder Speicherelek
trode vorzugsweise so ausgebildet, daß sie nicht negativ geneigt ist.
Demgemäß ist die vorliegende Erfindung vorteilhaft für die Erzielung hoher Packungs
dichten eines Halbleiterspeicherbauelements durch Speicherelektroden mit verschie
denen Strukturen, wie z. B. einer Einzylinder-Einsäulen-, einer Einzylinder-Mehr
säulen-, einer Mehrzylinder-Einsäulen- oder einer Mehrzylinder-Mehrsäulen-Elek
trodenstruktur. Ferner wird das Auftreten einer scharfen Umrandung verhindert
und es ist möglich, die Elektrode aus einer einzigen Schicht herauszubilden, so daß
ein äußerst zuverlässiges Halbleiterspeicherbauelement herstellbar ist.
Es ist offensichtlich, daß der Durchschnittsfachmann zahlreiche Modifikationen und
Variationen vornehmen kann, ohne Umfang und Wesen der neuartigen Konzepte der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Claims (41)
1. Halbleiterbauelement, insbesondere Halbleiterspeicherbauelement, das einen
Kondensator mit einer Speicherelektrode (100) enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenwand der Speicherelektrode eine nicht-negative Neigung bezüglich der
horizontalen Oberfläche aufweist.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Speicherelektrode wenigstens einen zylindrischen Teil (100b) enthält.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß we
nigstens ein säulenförmiger Elektrodenteil (100a) innerhalb des wenigstens einen
zylindrischen Teils ausgebildet ist.
4. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Unterseite der Speicherelektrode als effektive Kondensatorfläche
zur Bereitstellung von Zellenkapazität dient.
5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Unterseite der Speicherelektrode plan verläuft.
6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Speicherelektrode einlagig aus einer einzigen leitenden Schicht gebildet
ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit einem Konden
sator, insbesondere eines Halbleiterspeicherbauelements, gekennzeichnet durch fol
gende Schritte zur Bildung des Kondensators:
- - Aufbringen einer ersten leitenden Schicht (46) auf ein Halbleitersubstrat (10);
- - Erzeugen einer ersten Struktur (70), die aus einer ersten Schicht eines ersten Materials besteht, auf der ersten leitenden Schicht;
- - Erzeugen einer ersten Seitenwandabstandsschicht (80a), die aus einer ersten Schicht eines zweiten Materials besteht, auf der resultierenden Struktur; und
- - Ätzen der unter der ersten Seitenwandabstandsschicht liegenden Materialschicht unter Verwendung der ersten Seitenwandabstandsschicht als Ätzmaske.
8. Verfahren nach Anspruch 7, weiter gekennzeichnet durch einen Schritt zum
Übereinanderschichten einer Ätzstoppschicht (42) und einer Abstandsschicht (44)
auf der gesamten Oberseite des Halbleitersubstrats vor dem Schritt zum Aufbringen
der ersten leitenden Schicht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, weiter gekennzeichnet durch einen Schritt zur
Bildung einer planarisierenden Schicht (40) mit einer planarisierten Oberfläche auf
der gesamten Oberseite des Halbleitersubstrats vor dem Schritt des Übereinander
schichtens der Ätzstopp- und der Abstandsschicht.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab
standsschicht (44) vor der Bildung einer dielektrischen Schicht (110) für den Kon
densator entfernt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die unterhalb der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) gebildete Materialschicht
aus der ersten leitenden Schicht (46) besteht.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum
Ätzen der ersten leitenden Schicht unter Verwendung der ersten Seitenwandab
standsschicht als Ätzmaske dergestalt ausgeführt wird, daß hierbei die erste Struktur
(70), die aus der ersten Schicht des ersten Materials besteht, entfernt oder aber in
takt gelassen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei zum Ätzen der ersten leitenden Schicht
die aus der ersten Schicht des ersten Materials bestehende erste Struktur intakt ge
lassen wird, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- - Entfernen der aus der ersten Schicht des ersten Materials bestehenden ersten Struktur (70) nach Unterteilen der ersten leitenden Schicht in einzelne Zelleneinhei ten durch das Ätzen der ersten leitenden Schicht; und
- - erneutes Ätzen der ersten leitenden Schicht bis in eine vorgegebene Tiefe unter Verwendung der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) als Ätzmaske.
14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei zum Ätzen der ersten leitenden Schicht
die aus der ersten Schicht des ersten Materials bestehende erste Struktur intakt ge
lassen wird, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- - Entfernen der aus der ersten Schicht des ersten Materials bestehenden ersten Struktur nach dem Ätzen der ersten leitenden Schicht bis in eine vorgegebene Tiefe;
- - Erzeugen einer ersten Speicherelektrodenstruktur (47) durch erneutes Ätzen der ersten leitenden Schicht bis in eine vorgegebene Tiefe unter Verwendung der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) als Ätzmaske;
- - Entfernen der ersten Seitenwandabstandsschicht;
- - Erzeugen einer zweiten Seitenwandabstandsschicht (80b) an den Seitenwänden der ersten Speicherelektrodenstruktur (47); und
- - erneutes Ätzen der ersten leitenden Schicht unter Verwendung der zweiten Sei tenwandabstandsschicht (80b) als Ätzmaske.
15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei zum Ätzen der ersten leitenden Schicht
die aus der ersten Schicht des ersten Materials bestehende erste Struktur entfernt
wird, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- - Erzeugen einer zweiten Speicherelektrodenstruktur (48) durch das Ätzen der er sten leitenden Schicht bis in eine vorgegebene Tiefe unter Verwendung der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) als Ätzmaske;
- - Entfernen der ersten Seitenwandabstandsschicht;
- - Erzeugen einer dritten Seitenwandabstandsschicht (80c) an den Seitenwänden der zweiten Speicherelektrodenstruktur (48); und
- - Ätzen der ersten leitenden Schicht unter Verwendung der dritten Seitenwandab standsschicht als Ätzmaske.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, weiter gekennzeichnet durch
folgende Schritte nach dem Schritt zum Erzeugen der ersten Struktur (70) und vor
dem Schritt zum Erzeugen der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a):
- - Ätzen der ersten leitenden Schicht (46) bis in eine vorgegebene Tiefe unter Ver wendung der aus der ersten Schicht des ersten Materials bestehenden ersten Struktur (70) als Ätzmaske; und
- - Entfernen der aus der ersten Schicht des ersten Materials bestehenden ersten Struktur.
17. Verfahren nach Anspruch 16, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte
nach dem Ätzen der ersten leitenden Schicht bis in eine vorgegebene Tiefe unter
Verwendung der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) als Ätzmaske, mittels dem
eine dritte Speicherelektrodenstruktur (49) gebildet wird:
- - Entfernen von auf der dritten Speicherelektrodenstruktur (49) verbliebenen Ma terialien
- - Erzeugen einer vierten Seitenwandabstandsschicht (80d) an den Seitenwänden der dritten Speicherelektrodenstruktur (49); und
- - Ätzen der ersten leitenden Schicht unter Verwendung der vierten Seitenwandab standsschicht als Ätzmaske.
18. Verfahren nach Anspruch 17, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte
nach dem Ätzen der ersten leitenden Schicht (46) bis in eine vorgegebene Tiefe un
ter Verwendung der vierten Seitenwandabstandsschicht (80d) als Ätzmaske, mittels
dem eine vierte Speicherelektrodenstruktur gebildet wird:
- - Erzeugen einer fünften Seitenwandabstandsschicht an den Seitenwänden der vier ten Speicherelektrodenstruktur; und
- - Ätzen der ersten leitenden Schicht unter Verwendung der fünften Seitenwandab standsschiclit als Ätzmaske.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß
für die eine oder mehreren Seitenwandabstandsschichten und für die erste Schicht
aus dem ersten Material (70) Materialien mit einer hinsichtlich jeder Art anisotropen
Ätzens von jener des die erste leitende Schicht (46) bildenden Materials verschiede
nen Ätzrate verwendet werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß störstellendotier
tes polykristallines Silizium als das die erste leitende Schicht bildende Material, ein
Photoresist für die erste Schicht aus dem ersten Material (70) und ein Oxid oder Ni
trid als Material für die eine oder mehreren Seitenwandabstandsschichten verwendet
werden.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß
die vorgegebene Ätztiefe jeweils ungefähr 50 nm bis 150 nm beträgt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Material (70) ein Material mit der gleichen Ätzrate hinsichtlich jeder Art
anisotropen Ätzens wie das die erste leitende Schicht (46) bildende Material ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, weiter gekennzeichnet durch einen Schritt zur
Bildung einer zweiten Schicht (82) aus einem zweiten Material auf der ersten leiten
den Schicht (46) durch Deposition des zweiten Materials mit einer hinsichtlich jeder
Art anisotropen Ätzens von jener des die erste Schicht (70) aus dem ersten Material
bildenden Materials verschiedenen Ätzrate vor der Bildung der ersten Struktur (70),
die aus der ersten Schicht aus dem ersten Material besteht.
24. Verfahren nach Anspruch 23, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte
nach Bildung der aus der ersten Schicht aus dem ersten Material bestehenden ersten
Struktur (70):
- - Bilden einer aus der zweiten Schicht (82) des zweiten Materials bestehenden Struktur (82b) zur Erzeugung wenigstens eines säulenförmigen Elektrodenteils durch Ätzen der zweiten Schicht (82) des zweiten Materials unter Verwendung der aus der ersten Schicht des ersten Materials bestehenden ersten Struktur (70) als Ätzmaske; und
- - Bilden einer zweiten Schicht (72) aus dem ersten Material durch nochmalige Depo sition des ersten Materials auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur, wobei die Struktur (82b) zur Erzeugung des Säulenelektrodenteils während des Ätzens der sich unter der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) befindenden Ma terialschicht unter Verwendung der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) als Ätz maske ebenfalls als Ätzmaske wirkt.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die erste leitende
Schicht (46) ungefähr 300 nm bis 600 nm, die zweite Schicht (82) aus dem zweiten
Material ungefähr 20 nm bis 150 nm, die aus der ersten Schicht aus dem ersten
Material bestehende erste Struktur (70) ungefähr 100 nm bis 300 nm, die zweite
Schicht (72) aus dem ersten Material ungefähr 50 nm bis 150 nm und die erste
Schicht aus dem zweiten Material, die die erste Seitenwandabstandsschicht (80a)
bildet, ungefähr 50 nm bis 150 nm dick sind.
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt
für die Bildung der aus der zweiten Schicht (82) aus dem zweiten Material beste
henden Struktur zur Erzeugung des Säulenelektrodenteils mittels Ätzen der zweiten
Schicht aus dem zweiten Material unter Verwendung der aus der ersten Schicht des
ersten Materials bestehenden ersten Struktur (70) als Ätzmaske durch anisotropes
Ätzen, isotropes Ätzen oder anisotropes plus isotropes Ätzen ausgeführt wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte
bei Verwendung isotropen Ätzens oder anisotropen plus isotropen Ätzens für die
Bildung der Struktur zur Erzeugung des Säulenelektrodenteils:
- - einen ersten Schritt zum Übereinanderschichten einer Schicht (90) aus einem dritten Material und einer Schicht (92) aus einem vierten Material auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur nach Durchführen des isotropen Ätzens oder des anisotropen plus isotropen Ätzens; und
- - einen zweiten Schritt zum Ätzen der Schicht (92) aus dem vierten Material derart, daß ein unter der ersten Struktur (70) gelegener Teil der Schicht aus dem vierten Material verbleibt.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schicht
(90) aus dem dritten Material bildende Material hinsichtlich jeder Art anisotropen
Ätzens eine von jener des zweiten Materials verschiedene Ätzrate und die gleiche oder
eine ähnliche Ätzrate wie jene des ersten Materials aufweist und daß das die Schicht
(92) aus dem vierten Material bildende Material hinsichtlich jeder Art anisotropen
Ätzens eine von jener des Materials, aus dein die Schicht aus dem dritten Material
besteht, verschiedene Ätzrate und die gleiche oder eine ähnliche Ätzrate wie jene
des zweiten Materials aufweist.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
und der zweite Schritt mindestens einmal nach dem Schritt für die Bildung der
Struktur (82b) zur Erzeugung des Säulenelektrodenteils ausgeführt werden.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Schicht (82) aus dem zweiten Material ungefähr 50 nm bis 150 nm und
die Schicht (90) aus dem dritten Material ungefähr 30 nm bis 60 nm dick sind.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß
die Seitenwand der aus der ersten Schicht aus dem ersten Material bestehenden
ersten Struktur (70) so ausgebildet ist, daß sie eine bezüglich der horizontalen
Oberfläche nicht-negative Neigung aufweist.
32. Verfahren nach Anspruch 22, weiter gekennzeichnet durch einen Schritt zur
Bildung einer ersten Schicht (94) aus einem fünften Material, dessen Ätzrate hin
sichtlich jeder Art anisotropen Ätzens von jener des die erste leitende Schicht (46)
bildenden Materials verschieden ist, vor dem Schritt zur Bildung der aus der ersten
Schicht aus dem ersten Material bestehenden ersten Struktur (70).
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß
- - ein Schritt zur Bildung einer zweiten Schicht (96) aus dem fünften Material auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur nach dem Schritt zur Bildung der aus der ersten Schicht aus dem ersten Material bestehenden ersten Struktur (70) ausgeführt wird;
- - der Schritt zum Ätzen der sich unter der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) befindenden Materialschicht unter Verwendung der aus der ersten Schicht (80) aus dem zweiten Material bestehenden ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) als Ätz maske als ein Schritt durchgeführt wird, bei dem ein anisotroper Ätzprozeß an der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur bis zum Erreichen der Oberfläche der ersten leitenden Schicht (46) unter Verwendung der ersten Seitenwandabstands schicht (80a) und der aus der ersten Schicht aus dem ersten Material bestehenden ersten Struktur (70) als Ätzmasken erfolgt; und
- - anschließend eine dritte Schicht (84) aus dem zweiten Material gebildet und die dritte Schicht aus dem zweiten Material, die erste Seitenwandabstandsschicht (80a), die erste Struktur (70) und die erste leitende Schicht unter Verwendung der unter der ersten Struktur verbliebenen ersten (94) und der unter der ersten Seiten wandabstandsschicht verbliebenen zweiten Schicht (96) aus dem fünften Material als Ätzmasken einem anisotropen Ätzprozeß unterworfen werden.
34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, weiter gekennzeichnet durch einen
Schritt zum anisotropen Ätzen der ersten Schicht (94) aus dem fünften Material
unter Verwendung der aus der ersten Schicht aus dem ersten Material bestehenden
ersten Struktur (70) als Ätzmaske nach dem Schritt zur Bildung der aus der ersten
Schicht aus dem ersten Material bestehenden ersten Struktur.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß
störstellendotiertes polykristallines Silizium als erste leitende Schicht, polykristalli
nes Silizium als erstes und als zweites Material und ein Oxid oder Nitrid als das
fünfte Material verwendet werden.
36. Verfahren nach Anspruch 23, weiter gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- - Übereinanderschichten einer vierten Schicht (86) aus dem zweiten Material und einer dritten Schicht (74) aus dem ersten Material auf der ersten leitenden Schicht (46) vor dem Schritt zur Bildung der zweiten Schicht (82) aus dem zweiten Material
- - Erzeugen einer aus der zweiten Schicht aus dem zweiten Material bestehenden zweiten Struktur (82c) durch Ätzen der zweiten Schicht aus dem zweiten Material unter Verwendung der ersten Struktur (70) als Ätzmaske und Bilden einer vierten Schicht (76) aus dem ersten Material durch nochmalige Deposition des ersten Ma terials auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur nach dem Schritt zur Bildung der aus der ersten Schicht aus dem ersten Material bestehenden ersten Struktur;
- - Ätzen der sich unter der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) befindenden Materialschicht unter Verwendung der aus der ersten Schicht des zweiten Materials bestehenden ersten Seitenwandabstandsschicht als Ätzmaske;
- - Erzeugen einer fünften Speicherelektrodenstruktur (51) durch anisotropes Ätzen der vierten Schicht (76) aus dem ersten Material und der dritten Schicht (74) aus dem ersten Material unter Verwendung der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) und der aus der zweiten Schicht (82) aus dem zweiten Material bestehenden zweiten Struktur (82c) als Ätzmasken;
- - Erzeugen einer aus der vierten Schicht (86) aus dem zweiten Material bestehenden sechsten Speicherelektrodenstruktur (52) durch Ätzen der vierten Schicht aus dem zweiten Material unter Verwendung der fünften Speicherelektrodenstruktur (51) als Ätzmaske und gleichzeitiges Entfernen der ersten Seitenwandabstandsschicht (80a) und der zweiten Struktur (82c);
- - Erzeugen einer fünften Schicht (78) aus dem ersten Material und einer fünften Schicht (88) aus dem zweiten Material durch aufeinanderfolgendes Übereinander schichten des ersten und des zweiten Materials auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur;
- - Bilden einer aus der fünften Schicht aus dem zweiten Material bestehenden sech sten Seitenwandabstandsschicht (88) durch anisotropes Ätzen der fünften Schicht aus dem zweiten Material; und
- - anisotropes Ätzen der fünften Schicht (78) aus dem ersten Material, der fünften Speicherelektrodenstruktur (51) und der ersten leitenden Schicht (46) unter Verwen dung der sechsten Seitenwandabstandsschicht (88) und der sechsten Speicherelek trodenstruktur (52) als Ätzmasken.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste und die zweite Struktur so gebildet werden, daß die Neigung von deren
Seitenwänden bezüglich der horizontalen Oberfläche nicht positiv ist.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Abstandsschicht (44) eine Vertiefung ausgebildet wird, um die Abschnitte
voneinander zu isolieren und als einzelne Zelleneinheiten zu definieren.
39. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß störstellendotier
tes polykristallines Silizium als das die erste leitende Schicht bildende Material, ein
Oxid oder Nitrid als das die erste Schicht aus dem ersten Material bildende Material
und ein Oxid oder Nitrid als das die eine oder mehreren Seitenwandabstandsschich
ten bildende Material verwendet werden.
40. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bildung
der aus der ersten Schicht aus dem ersten Material bestehenden ersten Struktur (70)
ein Material mit der gleichen Ätzrate hinsichtlich jeder Art anisotropen Ätzens wie
das die erste leitende Schicht (46) bildende Material noch einmal auf der resultie
renden Struktur abgeschieden wird.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Struktur (70) aus einer Mehrzahl voneinander isolierter Strukturen besteht.
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