DE4236814A1 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die
Halbleitertechnologie und betrifft im spezielleren
Speicherzellenkondensatoren zur Verwendung in DRAM-
Anordnungen (Dynamic Random Access Memories).
Die Speicherzellen von DRAMs, die in einer Konfi
guration sich schneidender Wortleitungen und Zif
fernleitungen angeordnet sind, setzen sich aus zwei
Hauptkomponenten zusammen: einem Feldeffekt
transistor (FET) und einem Kondensator. Bei DRAM-
Zellen, die einen herkömmlichen planaren Kondensa
tor verwenden, wird ein viel größerer Oberflächen
bereich des Chips für den planaren Kondensator als
für den FET verwendet. Bei einer typischen Ausbil
dung einer derartigen DRAM-Zelle werden die Wort
leitungen im allgemeinen aus einer ersten Polysili
ziumschicht geätzt. Ein dotierter Bereich des
Siliziumsubstrats dient als untere Kondensator
platte (Speicherknoten), während eine zweite Poly
siliziumschicht im allgemeinen als obere Kondensa
torplatte (Zellenplatte) wirkt.
Obwohl sich planare Kondensatoren im allgemeinen
für die Verwendung bei DRAM-Chips bis zum Niveau
von 1-Megabit als geeignet erwiesen haben, werden
sie für fortschrittlichere DRAM-Generationen als
unverwendbar erachtet. Da die Bauteildichte in
Speicherchips zugenommen hat, hat das Schrumpfen
der Zellenkondensatorgröße zu einer Anzahl von
Problemen geführt. Als erstes kann die Alpha
teilchen-Komponente normaler Hintergrundstrahlung
zur Entstehung von Loch-Elektron-Paaren in dem
Siliziumsubstrat führen, das als untere Kondensa
torplatte wirkt. Dieses Phänomen führt dazu, daß
eine in dem betroffenen Zellenkondensator gespei
cherte Ladung rasch verlorengeht, wodurch ein
"Soft-Error" entsteht. Als zweites wird das Abfra
ge-Verstärker-Differenzsignal reduziert. Dies ver
schlechtert die Ansprechempfindlichkeit auf Rau
schen und erschwert die Ausbildung eines Abfrage-
Verstärkers mit einer geeigneten Signal-Selektivi
tät. Drittens muß bei der Reduzierung der Zellen
kondensatorgröße die Zellen-Auffrischzeit im allge
meinen verkürzt werden, wodurch häufigere Unter
brechungen für allgemeine Auffrischungen erforder
lich sind. Die schwierige Aufgabe eines DRAM-Kon
strukteurs besteht daher in der Erhöhung oder
wenigstens der Beibehaltung der Speicherzellenkapa
zität bei immer geringer werdender Speicherzellen
größe, ohne dabei auf Prozesse zurückzugreifen, die
die Produktausbeute vermindern oder eine beträcht
liche Erhöhung der Anzahl von Maskier- und Nieder
schlagschritten in dem Herstellungsvorgang mit sich
bringen.
Einige Hersteller von 4-Megabit-DRAMs verwenden
Speicherzellenausbildungen auf der Basis von nicht-
planaren Kondensatoren. Derzeit werden zwei grund
legende nicht-planare Kondensatorausbildungen ver
wendet: Der Grabenkondensator, der in Anlehnung an
den englischen Sprachgebrauch im folgenden auch als
Trench-Kondensator bezeichnet wird, und der Stapel
kondensator. Bei beiden Arten von nicht-planaren
Kondensatoren ist typischerweise eine beträchtlich
größere Anzahl von Maskier-, Niederschlag- und Ätz
schritten für ihre Herstellung als bei einem pla
naren Kondensator erforderlich.
Bei einem Grabenkondensator wird Ladung in erster
Linie vertikal gespeichert, im Gegensatz zu hori
zontal, wie dies bei einem planaren Kondensator der
Fall ist. Da Grabenkondensatoren in Gräben oder
Trenches gebildet werden, die in das Substrat ge
ätzt werden, unterliegt der typische Grabenkonden
sator ebenso wie der planare Kondensator Soft-
Errors. Außerdem besitzt das Trench-Design mehrere
andere diesem innewohnende Probleme. Ein Problem
besteht darin, daß ein Lecken von Ladung von Graben
zu Graben auftritt, wobei dies durch einen parasi
tären Transistoreffekt zwischen benachbarten Gräben
bzw. Trenches verursacht wird. Ein weiteres Problem
besteht in der Schwierigkeit, die Gräben während
des Herstellungsvorgangs vollständig zu reinigen;
falls eine vollständige Reinigung eines Grabens
nicht gelingt, führt dies im allgemeinen zu einer
fehlerhaften Speicherzelle.
Die Stapelkondensatorausbildung dagegen hat sich
als etwas zuverlässiger und leichter herstellbar
als die Trench-Ausbildung erwiesen. Da sowohl die
untere als auch die obere Platte eines typischen
Stapelkondensators aus einzelnen Polysilizium
schichten gebildet werden, ist der Stapelkondensa
tor im allgemeinen viel weniger anfällig für Soft-
Errors als der planare Kondensator oder auch der
Grabenkondensator. Durch Plazieren sowohl der Wort
leitung als auch der Ziffernleitung unterhalb der
kapazitiven Schichten sowie dadurch, daß man die
untere Schicht mittels eines vergrabenen Kontakts
mit dem Substrat in Berührung treten läßt, haben
einige Hersteller Stapelkondensatorausbildungen
geschaffen, bei denen vertikale Bereiche des Kon
densators in beträchtlichem Umfang zu der Gesamt
ladungspeicherkapazität beitragen. Da ein Stapel
kondensator im allgemeinen nicht nur die gesamte
Fläche einer Speicherzelle (einschließlich des
Zugriffs-FETs der Zelle) sondern auch benachbarte
Feldoxidbereiche bedeckt, ist die Kapazität im
Vergleich zu der mit einer Speicherzelle des plana
ren Typs erhältlichen Kapazität beträchtlich ge
steigert.
Bei dem Verfahren zur Bildung des Stapelkondensa
tors mit der typischen Flossen- oder Rippenkon
figuration werden Polysilizium-/Nitridschichten zur
Erzielung der Beabstandung der Rippen verwendet.
Das Verfahren ist kompliziert und verwendet eine
Vielzahl von Niederschlägen und anschließenden
Ätzschritten zur Erzeugung dieser Stapelkondensa
tor-Rippenstruktur.
Ein experimenteller Speicherknotenkondensator be
sitzt eine Struktur mit einer doppelwandigen kro
nenförmigen unteren Kondensatorplatte, wobei die
Herstellung dieser Struktur mit dem Ätzen einer
Öffnung in eine Zwischenschicht aus SiO2 beginnt,
um dadurch einen Kontaktbereich des Substrats frei
zulegen. Polykristallines Silizium wird dann über
der Oberfläche der SiO2-Zwischenschicht und dem
Kontaktbereich des Substrats aufgebracht. Als
nächstes werden Bereiche aus SiO2 angrenzend an das
über Seitenwänden der Öffnungen liegende polykri
stalline Silizium gebildet. Es wird dann eine
zweite Schicht aus polykristallinem Silizium aufge
bracht, die über den Bereichen aus SiO2 liegt sowie
über dem über dem Kontaktbereich befindlichen
polykristallinen Silizium liegt und dieses kontak
tiert. Der übrige Bereich der Öffnung wird mit SiO2
gefüllt. Das über dem SiO2 liegende polykristalline
Silizium wird geätzt, und danach wird das SiO2
geätzt. Das verbleibende polykristalline Silizium
bildet die untere Kondensatorplatte eines Speicher
knotenkondensators. Die untere Kondensatorplatte
umfaßt also einen zweischichtigen unteren Bereich
aus polykristallinem Silizium, das mit dem Substrat
in Kontakt steht und vier sich von dem unteren
Bereich wegerstreckende vertikale Finger aufweist.
Andere Alternativen zum Erhöhen der Kapazität be
inhalten die Verwendung von Materialien mit höheren
Dielektrizitätskonstanten, die Reduzierung der
Dicke des Dielektrikums (Reduzierung der Distanz
zwischen den Kondensatorplatten) oder die Erhöhung
des Kondensatoroberflächenbereichs durch Texturie
ren der Polysiliziumoberfläche.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Kondensa
tor sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung;
genauer gesagt wird ein Speicherkontaktkondensator
einer DRAM-Vorrichtung geschaffen, wobei die untere
Speicherknotenkondensatorplatte Wolfram- und TiN-
Bereiche aufweist. Ein anfänglich ausgebildeter
TiN-Bereich ist in bezug auf den Kontaktbereich des
Substrats selbstausgerichtet und befindet sich mit
diesem in Kontakt. Der anfänglich ausgebildete
Wolframbereich wird in den TiN-Bereich eingebettet.
Der Speicherkontaktkondensator gemäß der vorliegen
den Erfindung macht von dem vertikalen Bereich des
DRAM Gebrauch, und zwar durch Ausbilden wenigstens
eines Bereichs der Speicherknotenkondensatorplatte
in dem DRAM in vertikaler Richtung. Die vertikale
Ausbildung erhöht die Kondensatorfläche unter
gleichzeitiger Maximierung des auf einer Halblei
terplatte vorhandenen Platzes.
Die Kondensatorfläche wird dadurch erhöht, daß
wenigstens ein Hohlraum bzw. eine Vertiefung ge
bildet wird, der bzw. die wenigstens einen oberen
Bereich des Wolframs umgibt. Der Hohlraum wird
durch steuerbares Ätzen von Bereichen des TiN ge
bildet. Die Herstellung des Speicherkondensators
ist nach dem Niederschlagen einer dielektrischen
Schicht über den freiliegenden TiN- und Wolfram
bereichen sowie einem zuvor gebildeten Oxidbereich
abgeschlossen. Zellen-Polysilizium wird über der
dielektrischen Schicht niedergeschlagen und bildet
die Zellenplatte. Danach wird ein leitfähiges Mate
rial in über der Zellenplatte liegender Weise
niedergeschlagen und wirkt als
Zellenplattenkontakt.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung
werden nur eine Schicht aus TiN und eine Schicht
aus Wolfram niedergeschlagen. Bei einem zweiten
Ausführungsbeispiel werden wenigstens zwei weitere
Schichten, von denen wenigstens eine aus TiN und
wenigstens eine aus Wolfram besteht, abwechselnd
niedergeschlagen. Bei dem zweiten Ausführungsbei
spiel bewirkt ein Ätzen der TiN-Schichten eine in
der Höhe übereinandergestapelte Rippenstruktur aus
Wolfram. Die Höhe der Struktur hängt von der Anzahl
der abwechselnd aufeinander folgenden Schichten
sowie der Dicke der Schichten ab. Das nach dem Ätz
vorgang verbliebene TiN schafft eine elektrische
Verbindung zwischen den Wolframschichten sowie
zwischen dem Kontaktbereich des Substrats und der
zuerst niedergeschlagenen TiN-Schicht.
Eine selbstausgerichtete Öffnung, die einen Kon
taktbereich des Siliziumsubstrats freilegt, wird
durch Maskieren und Ätzen zuvor gebildeter Schich
ten der Halbleitervorrichtung gebildet. Eine an
fängliche TiN-Schicht wird in über dem freiliegen
den Substrat sowie zuvor gebildeten Schichten lie
gender Weise aufgebracht. Über der TiN-Schicht wird
eine Wolframfüllschicht niedergeschlagen. Zu diesem
Zeitpunkt können abwechselnd aufeinanderfolgende
Schichten aus TiN und Wolfram niedergeschlagen
werden. Ein oberer Bereich des Wolframs wird ge
ätzt, wodurch eine jeden oberen Bereich der
Wolframschicht umgebende Vertiefung gebildet wird.
Das Wolfram und das TiN bilden die Speicherknoten
kondensatorplatte. Auf dem Wolfram und dem TiN
sowie den zuvor hergestellten Schichten wird eine
dielektrische Schicht niedergeschlagen. Auf der
dielektrischen Schicht wiederum wird Zellen-Polysi
lizium niedergeschlagen, das die Zellenplatte bil
det.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Verwen
dung des vertikalen Bereichs einer DRAM-Vorrichtung
als Speicherzelle, wodurch der Platz auf einer
Halbleiterplatte in horizontaler Richtung maximiert
wird und die Stapelkondensatorhöhe vor der Herstel
lung von Kontakten reduziert wird. Der TiN-Ätz
schritt maximiert die Zellengröße durch Erhöhen der
Fläche der Speicherknotenplatte. Der Zellenplatten
kontakt und die Zellenplatte sind selbstausgerich
tet. Gegenüber früheren Verfahren ist ein Maskier
schritt eliminiert, da keine Zellen-Polysilizium
maskierung erfolgt. Das Verfahren erleichtert die
effektive Verwendung einer Konfiguration mit ver
grabenen Ziffernleitungen. Außerdem sind keine
Bitleitungsausläufer vorhanden, wodurch die Aus
beute gesteigert wird.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um
einen Speicherzellenkondensator. Zwei Ausführungs
beispiele der Erfindung sind darauf gerichtet, die
Speicherzellenkapazität unter Verwendung einer
minimalen Anzahl von Maskierschritten zu maximie
ren. Der Kondensator jeder Zelle stellt einen
selbstausgerichteten Kontakt mit einem vergrabenen
Kontakt innerhalb der Zelle her, während sich der
Kondensator zu dem aktiven Bereich einer angrenzen
den Zelle erstreckt. Die aktiven Bereiche können
sich in ineinandergreifenden Spalten und nicht
ineinandergreifenden Reihen oder anders ausge
drückt, parallel sowie in Ausrichtung miteinander
sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung
erstrecken. Die Reihen werden als Wortleitungen
bezeichnet, und die Spalten werden als Ziffernlei
tungen oder Bitstellenleitungen bezeichnet. Die
aktiven Bereiche werden zur Bildung aktiver Metall-
Oxid-Halbleiter-(MOS)-Transistoren verwendet, die
je nach ihrem gewünschten Einsatz als NMOS- oder
PMOS-FETs dotiert werden können. Bei der Erfindung
handelt es sich um ein Verfahren zur Bildung eines
Speicherkontaktkondensators, bei dem der vertikale
Bereich der DRAM-Vorrichtung zur darin erfolgenden
Bildung einer Wolfram- und TiN-Speicherknotenkon
densatorplatte verwendet wird.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung
werden im folgenden anhand der zeichnerischen Dar
stellungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher
erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Bereichs
eines teilweise bearbeiteten Halbleiter
wafers unter Darstellung von über einem
Siliziumsubstrat liegenden Feldeffekt
transistoren (FETs) und über Feldoxid
liegenden Wortleitungen;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 1 nach dem Niederschlagen
einer undotierten dicken Oxidschicht
sowie der planaren Ausbildung derselben;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 2 nach dem Maskieren und
anschließenden Ätzen der aufgebrachten
Oxidschicht zur Bildung einer selbstaus
gerichteten Öffnung;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 3 nach dem Maskieren von
niedergeschlagenen Schichten aus Poly
silizium und WSix;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 4 nach einem Reaktions
ionenätzvorgang der niedergeschlagenen
Schichten aus Polysilizium und WSix zur
Bildung einer vergrabenen Ziffernleitung,
dem Entfernen des in Fig. 5 gezeigten
Photoresist, dem Niederschlagen einer
dicken dotierten Oxidschicht sowie nach
dem Maskieren derselben zum Definieren
zukünftiger Kontaktbereiche für Speicher
kontaktkondensatoren;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 5 nach einem Reaktions
ionenätzvorgang der Oxidschichten zur
Bildung von Öffnungen für die unteren
Kondensatorplatten und der Kontaktöff
nungen für periphere Kontakte sowie nach
dem Entfernen des Photoresist;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht eines Teils des
Waferbereichs der Fig. 6 nach dem Nieder
schlagen einer 100 nm dicken TiN-Schicht
sowie einer Wolframfüllung der Öffnung;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 7 nach der planaren Aus
bildung des TiN und des Wolframs zur
Bildung eines Stopfens;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 8 nach einem steuerbaren
und selektiven TiN-Ätzschritt;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 9 nach vollflächigen
Niederschlägen einer dünnen Silizid
schicht und einer dielektrischen Schicht
sowie nach dem Niederschlagen von Zellen-
Polysilizium, wobei über dem Zellen-Poly
silizium eine Nitridschicht niederge
schlagen ist;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 10 nach der Mustergebung
des Speicherkondensators mittels Photo
resist;
Fig. 12 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 11 nach einem Reaktions
ionenätzvorgang an der Nitridschicht des
Zellen-Polysiliziums, der dielektrischen
Schicht und der Silizidschicht sowie nach
dem Entfernen des Photoresist, wobei
außerdem die Oxidation des während des
Ätzvorgangs freiliegenden Polysiliziums
und Silizids dargestellt ist;
Fig. 13 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 12 nach dem Nieder
schlagen einer leitfähigen Schicht sowie
nach der nicht-kritischen Mustergebung
der Zellenanordnung;
Fig. 14 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 13 nach einem Reaktions
ionen-Metallätzschritt der leitfähigen
Schicht sowie nach dem Entfernen des
Photoresistmusters;
Fig. 15 eine Querschnittsansicht eines Teils des
Waferbereichs der Fig. 6 nach abwechselnd
aufeinanderfolgenden Niederschlägen von
TiN und Wolfram;
Fig. 16 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 15 nach dem Maskieren und
einem Reaktionsionenätzvorgang an den
abwechselnd aufeinanderfolgenden Nieder
schlägen;
Fig. 17 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 16 nach einem selektiven
und steuerbaren Ätzvorgang an den TiN-
Schichten sowie nach dem Entfernen des
Photoresist;
Fig. 18 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 17 nach vollflächigen
Niederschlägen einer dünnen Silizid
schicht und eines Dielektrikums sowie
nach dem Niederschlagen von Zellen-Poly
silizium wobei auf dem Zellen-Polysili
zium eine Nitridschicht niedergeschlagen
wird;
Fig. 19 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 18 nach der Mustergebung
des Speicherkondensators mittels Photo
resist;
Fig. 20 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 19 nach einem Reaktions
ionenätzvorgang an der Nitridschicht, dem
Zellen-Polysilizium, der dielektrischen
Schicht und der Silizidschicht sowie nach
dem Entfernen des Photoresist, wobei
außerdem die Oxidation des während des
Ätzvorgangs freiliegenden Polysiliziums
und Silizids dargestellt ist;
Fig. 21 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 20 nach dem Niederschla
gen einer leitfähigen Schicht sowie nach
der nicht-kritischen Mustergebung der
Zellenanordnung; und
Fig. 22 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 21 nach einem Reaktions
ionen-Metallätzvorgang an der leitfähigen
Schicht sowie nach dem Entfernen des
Photoresistmusters.
Die Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung
sind in den Fig. 1 bis 18 dargestellt. Dabei
beziehen sich die Fig. 1 bis 6 auf beide Ausfüh
rungsbeispiele der Erfindung. Die Fig. 7 bis 14
beziehen sich dann auf das erste Ausführungsbei
spiel und die Fig. 15 bis 22 auf das zweite
Ausführungsbeispiel.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine Querschnitts
ansicht von zwei im Herstellungsverfahren befindli
chen DRAM-Zellen nach einer herkömmlichen lokalen
Oxidation von Silizium (die im folgenden auch
LOCOS als Abkürzung für local oxidation of silicon
bezeichnet wird) oder nach einer speziellen LOCOS-
Bearbeitung dargestellt, wodurch im wesentlichen
planare Feldoxidbereiche 1 (gebildet unter Verwen
dung eines modifizierten LOCOS-Verfahrens) sowie
zukünftige aktive Bereiche 2 (bei denen es sich um
die nicht durch Feldoxid bedeckten Zonen des Sub
strats handelt) auf einem Siliziumsubstrat 3 gebil
det werden. Vor der Bildung des Feldoxids läßt man
eine dielektrische Schicht 4 aus Siliziumoxid unter
Wärmeeinwirkung aufwachsen. Bei den dargestellten
Zellen handelt es sich um zwei aus einer Vielzahl
von Zellen, die gleichzeitig hergestellt werden und
eine Speicheranordnung bilden. Nach der Bildung des
Feldoxidbereichs 1 der dielektrischen Schicht 4
werden eine erste leitfähig dotierte Polysili
ziumschicht 10, eine Metallsilizidschicht (WSix)
15, eine Oxidschicht 16 und eine dicke Nitrid
schicht 20 aufgebracht. Die dicke Nitridschicht 20
dient als Ätzstopp während des Ätzens des vergrabe
nen Kontakts des Speicherknotens, wodurch eine
Selbstausrichtung ermöglicht wird. Die Schichten
werden zur Bildung von Wortleitungen 21 sowie N-
Kanal-Feldeffekttransistoren 22 in ein Muster
gebracht sowie geätzt. Die Polysiliziumschicht 10
bildet die Gatebereiche der FETs und ist durch die
dielektrische Schicht 4 von schwach dotierten
Source-Drain-Bereichen 25 isoliert. Die schwach do
tierten Bereiche 25 werden durch Implantieren von
Phosphor erzeugt. Durch das Niederschlagen, die
Verdichtung und einen Reaktionsionenätzvorgang
einer Abstandsschicht aus Siliziumdioxid sind
Haupt-Abstandselemente 35 gebildet worden, die
versetzt zu einer Arsen-Implantation angeordnet
sind, welche zur Schaffung von stark dotierten
Source-/Drain-Bereichen 30 verwendet worden ist.
Die Haupt-Abstandselemente 35 isolieren die Wort
leitungen und die FETs gegenüber nachfolgenden
Ziffernleitungs- und Kondensatorherstellungsvorgän
gen. Die Wortleitungen werden letztendlich mit
peripheren Kontakten verbunden. Die peripheren
Kontakte befinden sich am Ende der Anordnung und
sind dazu ausgelegt, eine elektrische Verbindung
mit peripheren Schaltungseinrichtungen herzustel
len.
Nach dem Reaktionsionenätzvorgang erfolgt eine
Durchgreifverbesserungs-Implantation zum Verbessern
der Durchbruchspannung von Drain zu Source, wenn
VGate = 0 Volt beträgt, sowie zum Reduzieren des
Leckens unter dem Schwellenwert. Das Gateoxid 4
bleibt intakt und das Feldoxid wird nicht geätzt.
Die Bildung der FETs 22 und der Wortleitungen 21 in
der vorstehend erläuterten Weise ist zwar bevor
zugt, jedoch sind auch andere Herstellungsverfahren
möglich und vielleicht ebenso gut durchführbar. Die
nachfolgenden Schritte stellen die Verfahrensweisen
gemäß den beiden Ausführungsbeispielen der vorlie
genden Erfindung dar.
In Fig. 2 wird eine konforme Schicht aus undotier
tem Oxid 40 in einem vollflächigen Niederschlag
aufgebracht, so daß sie die Speicherknotenbereiche
füllte und über dem FETs 22 und den Wortleitungen
21 liegt. Das Oxid ist undotiert, um ein Herausdif
fundieren von Dotierstoff aus dem Oxid 40 zu den
dotierten Bereichen des Substrats auf ein Minimum
zu reduzieren. Das Oxid wird zur Schaffung einer
gleichmäßige Höhe planar ausgebildet.
In Fig. 3 wird ein Photoresist-Ziffernleitungskon
takt 45 als Ätzmaske zur Schaffung einer Öffnung 50
verwendet, in der später vergrabene Ziffernleitun
gen hergestellt werden. Die Nitridschichten 20 und
die Haupt-Abstandselemente 35 schützen die Tran
sistor-Polysiliziumschicht 10 gegenüber dem zur
Bildung der Öffnung 50 verwendeten Reaktionsionen-
Oxidätzvorgang. Der durch die Nitridschichten 20
und die Haupt-Abstandselemente 35 gebildete Schutz
bewirkt eine Selbstausrichtung der Öffnung.
In Fig. 4 ist das in Fig. 3 dargestellte Photo
resist entfernt worden, und über den zuvor gebilde
ten Strukturen erfolgt ein vollflächiger Nieder
schlag von Polysilizium 55, worauf wiederum ein
vollflächiger Niederschlag von Verbindungsmaterial
60 aus Wsix oder TiN erfolgt. Der als Ziffernlei
tung definierte Bereich wird mit Photoresist 65
maskiert.
In Fig. 5 werden das unmaskierte Polysilizium 55
und das unmaskierte Verbindungsmaterial 60 einem
Reaktionsionenätzvorgang unterzogen, um diese von
über den Speicherknotenbereichen 70 sowie von über
der Oberseite des Polysiliziums für die Wortleitun
gen 21 zu entfernen. Das nach dem Ätzvorgang ver
bleibende Polysilizium 55 und Verbindungsmaterial
60 bildet die Ziffernleitung 66. Das Verbindungs
material 60 besitzt einen relativ niedrigen Wider
stand im Vergleich zu dem Widerstand der Polysili
ziumschicht 55. Der geringere Widerstand des
Verbindungsmaterials 60 führt zu einer Reduzierung
des Gesamtwiderstands der Ziffernleitung 66. Die
Ziffernleitungen werden letztendlich mit peripheren
Kontakten verbunden. Die peripheren Kontakte be
finden sich an dem Ende der Anordnung und sind dazu
ausgelegt, eine elektrische Verbindung mit peri
pheren Schaltungseinrichtungen herzustellen.
Das in Fig. 4 gezeigte Photoresist 65 wird dann
entfernt. Auf der Struktur der Fig. 5 erfolgt ein
vollflächiger Niederschlag einer dicken dotierten
Schicht aus Borophosphosilikatglas-(BPSG-)Oxid 75.
Die dicke Oxidschicht 75 wird derart niedergeschla
gen, daß sie im wesentlichen die gewünschte Höhe
eines Kernbereichs des Speicherkondensators defi
niert. Nach der entweder mechanisch oder chemisch
erfolgenden planaren Ausbildung wird das dicke Oxid
mit einem Photoresistmuster 80 maskiert, um dadurch
in den zuvor gebildeten Strukturen die zukünftigen
Öffnungen für zukünftige Speicherkondensatoren zu
definieren. Durch das planare Ausbilden des dicken
Oxids 75 werden Bitleitungsausläufer eliminiert.
Das Photoresistmuster 80 kann auch als Kontakt
schichtmuster für periphere Kontakte verwendet
werden, wodurch eine Maske, und zwar eine Maske für
vergrabene Kontakte, eliminiert wird. In diesem
Fall würden die Öffnungen auch in den Randbereich
der DRAM-Vorrichtung geätzt werden.
In Fig. 6 werden die Oxidschichten 40 und 75 einem
Reaktionsionenätzvorgang unterzogen, um dadurch
Öffnungen 81 zu bilden und die Kontaktbereiche 82
des Substrats freizulegen. Nach dem Ätzen wird das
in Fig. 5 gezeigte Photoresist 80 entfernt.
Fig. 7 zeigt einen Teil des in Fig. 6 gezeigten
Waferbereichs. In Fig. 7 ist auf einen TiN-Nieder
schlag 85 ein Wolfram-Füllniederschlag 90 ausge
führt worden. Der TiN-Niederschlag besitzt ty
pischerweise eine Dicke, die 100 nm entspricht.
Eine Vertiefung bzw. ein Hohlraum mit einer ent
sprechenden Dicke ist zur Aufnahme von Dielektri
kum- und Zellen-Polysilizium-Niederschlägen in der
Lage.
Bei TiN handelt es sich um ein Diffusionsbarrieren
metall, das eine Diffusionsbarriere zwischen dem
N⁺-Übergang und dem Wolfram schafft. Außerdem
schafft das TiN einen niedrigen Kontaktwiderstand
ohne Beschädigung des Kontaktbereichs des Sub
strats. Die TiN-Schicht 85 wird zuerst niederge
schlagen, da sie sich gleichmäßig verteilen und mit
den zuvor hergestellten Bereichen kontaktieren läßt
sowie ein gutes Kontaktmedium für die anschließende
Wolfram-Füllung 90 schafft. Das TiN 85 schafft auch
eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktbe
reichen 82 des Substrats und dem Wolfram 90. Es
ist möglich, das TiN gegen andere Diffusions
barrierenmaterialien mit ähnlichen Eigenschaften
auszutauschen.
Wolfram ist ein äußerst leitfähiges hitzebeständi
ges Metall, das hohen Temperaturen im Bereich von
600°C bis 900°C standhalten kann. Dies ist notwen
dig, da nachfolgend eine Polysiliziumschicht nie
dergeschlagen wird. Das Niederschlagen des Poly
siliziums erfolgt typischerweise bei einer Tempera
tur nahe 650°C. Das Wolfram kann durch andere
hitzebeständige Metalle ersetzt werden, wie z. B.
WSix, Titan und Titansilizid. Es ist vorstellbar,
daß im Verlauf der technischen Entwicklung nach der
Wolframaufbringung erfolgende Verarbeitungsschritte
bei höheren oder niedrigeren Temperaturen ausge
führt werden können. Die Temperatur-Parameter sind
entscheidend für die Eignung des hitzebeständigen
Metalls und reflektieren die derzeitige Verfahrens
weise. Da sich jedoch die Temperatur-Parameter im
Verlauf der technischen Entwicklung des Verfahrens
verändern können, können sich die bei dem Verfahren
zu verwendenden hitzebeständigen Metalle in ent
sprechender Weise verändern.
Das Wolfram 90 und das TiN 85 sind in Fig. 8 nach
einem mechanischen Ätzvorgang gezeigt, um dadurch
eine planare Ausbildung des Wolframs 90, des TiN 85
und des dicken Oxids 75 zu erzielen.
TiN läßt sich über Wolfram selektiv ätzen. In Fig.
9 wird das TiN 85 in steuerbarer Weise geätzt, und
zwar unter Verwendung eines sogenannte "Piranha"-
Ätzvorgangs (der entweder naß oder mittels Dampf
erfolgt), in einer derartigen Weise, daß Gräben 86
gebildet werden, während ein Bereich des TiN 85 zum
Kontaktieren des Kontaktbereichs 82 des Substrats 3
erhalten bleibt. Jegliche bereits hergestellten
peripheren Kontakte müssen während des "Piranha"-
Ätzvorgangs durch eine Maske geschützt werden. Die
Gräben 86 besitzen jeweils eine Breite von ca. 100
nm und erstrecken sich über eine Distanz von ca. 2 µm
von der Oberseite des Wolframs nach unten. Der
verbliebene Bereich des TiN 85 umschließt einen un
teren Bereich des Wolframs 90. Das auf diese Weise
ausgebildete TiN 85 und Wolfram 90 bilden die un
tere Kondensatorplatte 95. Die Gräben 86 erhöhen
die Größe der Speicherknotenplatte und steigern
somit die Kapazität.
In Fig. 10 wird eine dünne Polysiliziumschicht 114
voll flächig über den freiliegenden Bereichen des
Oxids 75, des TiN 85 und des Wolfram 90 aufge
bracht. Die Polysiliziumschicht 114 besitzt typi
scherweise eine Dicke von ca. 5 nm und bildet eine
Siliziumoberfläche, auf der eine dünne dielektri
sche Schicht 115, die typischerweise eine Dicke von
ca. 10 nm aufweist, vollflächig niederzuschlagen
ist. Bei der dielektrischen Schicht handelt es sich
typischerweise um Siliziumnitrid, obwohl auch an
dere dielektrische Materialien, wie z. B. Silizium
dioxid, ebensogut verwendbar sind. Nach dem Nieder
schlagen von Siliziumnitrid kann eine wahlweise
Naß-Wärmebehandlung durchgeführt werden, um das
Silizium in Nadellöchern des Nitrids zu oxidieren.
Die Naß-Wärmebehandlung verbessert die dielektri
schen Durchbrucheigenschaften des auf diese Weise
gebildeten Kondensators. Bei dem Dielektrikum han
delt es sich typischerweise um Siliziumnitrid. Eine
dicke Zellen-Polysiliziumschicht 120 wird über der
dielektrischen Schicht niedergeschlagen und füllt
die zuvor gebildeten Gräben 86 vollständig aus. Die
dicke Zellen-Polysiliziumschicht 120 wird einer an
Ort und Stelle erfolgenden Phosphor-Diffusionsdo
tierung unterzogen, um ihren spezifischen Wider
stand zu vermindern. Die Zellen-Polysilizium
schicht 120 bildet die Zellenplatte. Zum Schützen
der Zellen-Polysiliziumschicht 120 während nachfol
gender Oxidationsschritte des Herstellungsverfah
rens wird eine dünne Schicht aus oxidationsbestän
digem Siliziumnitrid 125 vollflächig über der
dicken Zellen-Polysiliziumschicht 120 aufgebracht.
Die Zellen-Polysiliziumschicht wird nur innerhalb
des Speicherkondensators mittels einer Photoresist
maske 130 in ein Muster gebracht, wie dies in Fig.
11 gezeigt ist.
In Fig. 12 werden die Polysiliziumschicht 114, die
Zellen-Polysiliziumschicht 120, die dielektrische
Schicht 115 sowie die Nitridschicht 125 in den
unmaskierten Bereichen einem Reaktionsionenätzvor
gang unterzogen, und das in Fig. 11 gezeigt Photo
resist 130 wird entfernt. Danach läßt man Oxid 135
wachsen, um die Seiten der Polysiliziumschichten
114 und 120 in isolierender Weise abzudichten.
In Fig. 13 wird die in Fig. 12 gezeigte Nitrid
schicht 125 in einem Reaktionsionenätzvorgang ge
ätzt und es wird eine Schicht 140 aus leitfähigem
Material niedergeschlagen, wobei das leitfähige
Material als Zellen-Polysilizium-Zwischenverbindung
wirkt und eine Zellen-Polysiliziummaske eliminiert.
Bei dem leitfähigem Material 140 handelt es sich
vorzugsweise um ein Metall, wie z. B. Aluminium,
Wolfram, Al/Si/Cu oder eine andere Aluminium
/Kupferlegierung. Diese Schicht 140 aus leitfähigem
Material wird typischerweise in der gesamten Schal
tungsperipherie verwendet. Zum Erhalten des leit
fähigen Materials auf sowie in Berührung mit Be
reichen der Zellen-Polysiliziumschicht 120 wird das
leitfähige Material 140 durch ein Photoresist 145
in einem nicht-kritischen Ausrichtungsmuster über
der Zellenanordnung maskiert, um eine Verbindung
mit dem gesamten Zellen-Polysilizium über dem
Speicherknoten herzustellen. Da das Zellen-Poly
silizium mit dem Speicherknoten-Polysiliziummuster
ausgerichtet ist, wird ein Zellen-Polysilizium-
Maskierschritt eliminiert.
In Fig. 14 ist das unmaskierte leitfähige Material
140 einem Reaktionsionen-Metallätzvorgang unterzo
gen worden und das in Fig. 13 gezeigte Photoresist
145 entfernt worden, wonach die Fertigung des
Speicherkondensators 150 abgeschlossen ist. Die
untere Kondensatorplatte 95 des Speicherkondensa
tors 150 beinhaltet den Wolframbereich 90 und den
Titannitridbereich 85. Die Zellenplatte umfaßt die
dicke Polysiliziumschicht 120. Das leitfähige
Material 140 schafft eine elektrische Verbindung
zwischen den Zellenplatten der nach dem Verfahren
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellten
Kondensatoren 150. Die Zellenplatte und die Spei
cherknotenkondensatorplatte sind durch die dielek
trische Schicht 115 voneinander getrennt und iso
liert.
Die Verfahrensschritte des zweiten Ausführungsbei
spiels der Erfindung sind mit den Verfahrensschrit
ten des ersten Ausführungsbeispiels für die unter
Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 beschriebenen
Schritte identisch. Bei dem zweiten Ausführungsbei
spiel der Erfindung erfolgt in den in Fig. 6 gebil
deten Öffnungen 82 ein Niederschlagen abwechselnd
aufeinander folgender Schichten aus TiN 160 und
Wolfram 165, wie dies in Fig. 15 gezeigt ist, die
einen Teil des in Fig. 6 gezeigten Waferbereichs
darstellt. Dabei handelt es sich bei dem ersten
Niederschlag 166 um TiN und bei dem letzten Nieder
schlag 167 um Wolfram. Die Gesamtzahl der Schichten
läßt sich zwar wählen, doch es werden wenigstens
zwei Wolframschichten und wenigstens zwei TiN-
Schichten verwendet.
In Fig. 16 wird der Speicherknoten durch Maskieren
der abwechselnd aufeinander folgenden Schichten mit
einem Photoresistmuster 170 maskiert. Die abwech
selnd aufeinander folgenden Schichten werden dann
einem Reaktionsionenätzvorgang unterzogen.
In Fig. 17 ist das in Fig. 16 gezeigte Photoresist
muster 170 entfernt, und die Herstellung des Spei
cherknotens wird abgeschlossen durch selektives und
steuerbares Ätzen des TiN unter Verwendung eines
"Piranha"-Ätzvorgangs (der entweder naß oder mit
tels Dampf erfolgt), um dadurch Wolframfinger 175
zu bilden, die sich von dem nach dem Ätzvorgang
verbliebenen TiN 160 im wesentlichen senkrecht
wegerstrecken. Jegliche bereits hergestellten
peripheren Kontakte müssen während des "Piranha"-
Ätzvorgangs durch eine Maske geschützt werden.
Unter einem "Piranha"-Ätzvorgang versteht man ein
Ätzverfahren, bei dem es sich bei der Ätzlösung um
eine Lösung aus Wasserstoffperoxid plus Schwefel
säure handelt. Die Finger divergieren und sind über
dem Oxid 75 in einer parallelen Konfiguration in
der Höhe übereinandergestapelt. Die Gesamthöhe des
Stapelbereichs des Speicherknotens hängt von der
Anzahl der niedergeschlagenen Schichten sowie von
der Dicke der Schichten ab.
In Fig. 18 wird eine dünne Polysiliziumschicht 180,
deren Dicke typischerweise 5 nm beträgt, über allen
freiliegenden Flächen aufgebracht. Die Polysili
ziumschicht 180 bildet eine Siliziumoberfläche für
einen anschließend erfolgenden Niederschlag eines
Dielektrikums. Eine dünne dielektrische Schicht
181, bei der es sich um Siliziumnitrid handelt,
wird über dem Polysilizium 180 aufgebracht. Die
dielektrische Schicht 181 besitzt typischerweise
von 10 nm. Anschließend an die Aufbringung der
dielektrischen Schicht 181 kann eine wahlweise Naß-
Wärmebehandlung erfolgen, um das Silizium in Nadel
löchern des Nitrids zu oxidieren. Auf der dielek
trischen Schicht wird eine Zellen-Polysilizium
schicht 185 niedergeschlagen. Die Zellen-Polysili
ziumschicht 185 wird zur Reduzierung ihres spezifi
schen Widerstands einer an Ort und Stelle erfolgen
den Phosphor-Diffusionsdotierungsimplantation
unterzogen. Zum Schützen der dicken Zellen-Polysi
liziumschicht 185 während nachfolgender Oxi
dationsschritte des Herstellungsvorgangs wird eine
dünne Schicht aus oxidationsbeständigem Siliziumni
trid 190 vollflächig über der dicken Zellen-Polysi
liziumschicht 185 niedergeschlagen.
Die Zellen-Polysiliziumschicht wird nur innerhalb
des Speicherkondensators mittels einer Photoresist
maske 200 in ein Muster gebracht, wie dies in Fig.
19 gezeigt ist.
In Fig. 20 werden die Polysiliziumschicht 180, die
Zellen-Polysiliziumschicht 185, die dielektrische
Schicht 181 und die Nitridschicht 190 in den unmas
kierten Bereichen einem Reaktionsionenätzvorgang
unterzogen, und das in Fig. 19 gezeigte Photoresist
200 wird entfernt. Danach läßt man Oxid 195 auf
wachsen, um die Seiten der Polysiliziumschichten
180 und 185 in isolierender Weise abzudichten.
In Fig. 21 wird die in Fig. 20 gezeigte Nitrid
schicht 190 einem Reaktionsionenätzvorgang unterzo
gen, und es wird eine Schicht 200 aus leitfähigem
Material niedergeschlagen, wobei das leitfähige
Material als Zellen-Polysilizium-Zwischenverbindung
wirkt und eine Zellen-Polysiliziummaske eliminiert.
Bei dem leitfähigen Material 200 handelt es sich
vorzugsweise um ein Metall wie z. B. Aluminium,
Wolfram, Al/Si/Cu oder um eine andere Aluminium
/Kupferlegierung. Diese Schicht 260 auch leitfähi
gem Material wird typischerweise für die gesamte
Schaltungsperipherie verwendet. Zum Erhalten des
leitfähigen Materials auf sowie in Berührung mit
Bereichen der Zellen-Polysiliziumschicht 185 wird
das leitfähige Material 200 durch ein Photoresist
210 in einem nicht-kritischen Ausrichtungsmuster
über der Zellenanordnung maskiert, um eine Verbin
dung mit dem gesamten Zellen-Polysilizium über dem
Speicherknoten herzustellen. Da das Zellen-Polysi
lizium mit dem Speicherknoten-Polysilizium ausge
richtet ist, wird ein Polysilizium-Maskierschritt
eliminiert.
In Fig. 22 ist das unmaskierte leitfähige Material
260 einem Reaktionsionen-Metallätzvorgang unterzo
gen worden, das in Fig. 21 gezeigte Photoresist 210
ist entfernt worden, und die Herstellung des Spei
cherkondensators 225 ist damit abgeschlossen. Die
untere Kondensatorplatte 175 der Speicherkondensa
toren 225 umfaßt den Wolframbereich 165 und den
Titannitridbereich 160. Die Zellenplatte umfaßt die
dicke Zellen-Polysiliziumschicht 185. Das leitfähi
ge Material 200 schafft eine elektrische Verbindung
zwischen den Zellenplatten der gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellten
Kondensatoren 225. Die Zellenplatte und die Spei
cherknotenkondensatorplatte sind durch die dielek
trische Schicht 181 elektrisch voneinander iso
liert. Zu diesem Zeitpunkt kann das Zellen-Poly
silizium maskiert und geätzt werden, und wie bei
dem ersten Ausführungsbeispiel kann ein leitfähiges
Material zur Herstellung der Zellen-Polysilizium-
Zwischenverbindung niedergeschlagen werden.
Die vorliegende Erfindung gestattet die Verwendung
des vertikalen Bereichs einer DRAM-Vorrichtung als
Speicherzelle, wodurch der vorhandene Platz auf
einer Halbleiterplatte in horizontaler Richtung auf
ein Maximum gebracht wird und die Stapelkondensa
torhöhe vor der Herstellung von Kontakten reduziert
wird. Steuerbares Ätzen des TiN führt zu einer
Erhöhung der Kondensatorfläche sowie der Kapazität.
Gegenüber früheren Verfahren wird ein Maskier
schritt eliminiert, da keine Zellen-Polysilizium
maskierung erfolgt. Die Steigerung der Kapazität
wird somit unter Verwendung einer minimalen Anzahl
von Maskierschritten sowie eines minimalen Oberflä
chenbereichs der DRAM-Vorrichtung bewerkstelligt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erleichtert auch die
effektive Verwendung einer Konfiguration mit ver
grabenen Ziffernleitungen. Es sind keine Ziffern
leitungsausläufer vorhanden, wodurch die Ausbeute
gesteigert wird.
Obwohl in der vorstehend beschriebenen Weise das
erste Ausführungsbeispiel der Erfindung für 4-Mega
bit bis 64-Megabit-DRAMs verwendbar ist und das
zweite Ausführungsbeispiel typischerweise bei DRAMs
mit bis zu 256-Megabit-DRAM-Zellen verwendet wird,
ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf diese
Anwendungen beschränkt.
Bei der Kondensatorherstellung gemäß den bevorzug
ten Ausführungsbeispielen wird zwar polykristalli
nes Silizium verwendet, jedoch versteht es sich,
daß auch amorphes und monokristallines Silizium
verwenden werden können.
Claims (10)
1. Verfahren zum Bilden wenigstens eines Konden
sators in einer Halbleitervorrichtung,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Bilden einer dielektrischen Isolier-Zwischen schicht (40, 75) derart, daß sie über zuvor gebildeten Halbleiterstrukturen sowie einem Substrat (3) der Halbleitervorrichtung liegt;
- b) planares Ausbilden der Zwischenschicht (40, 75);
- c) Ätzen einer Öffnung (81) in die Zwischen schicht zum Freilegen eines Kontaktbereichs (82) des Substrats;
- d) vollflächiges Niederschlagen einer ersten Schicht aus Diffusionsbarrierenmaterial (85, 160) auf der geätzten Zwischenschicht (40, 75), dem Kontaktbereich (82) und den während des Ätzens freiliegenden, zuvor gebildeten Strukturen, wobei das Niederschlagen in einer ausreichenden Weise erfolgt, so daß eine Substratschädigung auf ein Minimum reduziert ist, wobei das Diffusionsbarrierenmaterial einen im wesentlichen niedrigen Kontaktwider stand aufweist und das Niederschlagen in einer zum Reduzieren von Dioden-Kriechver lusten auf ein Minimum ausreichenden Weise erfolgt und wobei die erste Schicht aus Diffusionsbarrierenmaterial (85, 60) eine bestimmte Dicke aufweist und eine diese Dicke aufweisende Vertiefung zur Aufnahme von Nie derschlägen aus einem dielektrischen Material und einem leitfähigen Material ausgelegt ist;
- e) Niederschlagen eines hitzebeständigen Metalls (90, 165) in über der Schicht aus Diffusions barrierenmaterial (85, 160) liegender Weise;
- f) Definieren eines Bereichs zur Bildung des Kondensators;
- g) steuerbares und selektives Ätzen des Diffu sionsbarrierenmaterials (85, 160) zur Bildung einer Öffnung (86) mit einer der Dicke des Diffusionsbarrierenmaterials entsprechenden Dicke, wobei ein Bereich des Diffusions barrierenmaterials (85, 60) in über dem Kon taktbereich (3) liegender Weise sowie einen unteren Bereich des hitzebeständigen Metalls (90, 165) umschließender Weise erhalten bleibt und wobei das Ätzen einen oberen Bereich des hitzebeständigen Metalls (90, 165) freilegt, und wobei das Diffusionsbarrierenmaterial (85, 160) und das hitzebeständige Metall (90, 165) eine erste Kondensatorplatte bilden;
- h) vollflächiges Niederschlagen einer dielektri schen Schicht (115, 181) auf dem hitzebe ständigen Metall (90, 165), der Zwischen schicht (40, 75), dem Diffusionsbarrierenma terial (85, 160) sowie den zuvor gebildeten Strukturen; und
- i) vollflächiges Niederschlagen einer leitfähigen Schicht (120, 185) in über der dielektrischen Schicht (115, 181) liegender Weise, wobei die leitfähige Schicht (120, 185) eine zweite Kondensatorplatte bildet und die dielektrische Schicht (115, 181) zum elektrischen Isolieren der ersten und der zweiten Kondensatorplatte voneinander ausgelegt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Definieren eines
Bereichs zur Bildung des Kondensators das planare
Ausbilden des Diffusionsbarrierenmaterials (85) und
des hitzebeständigen Materials (90) planar zu der
Zwischenschicht (75) umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Definieren eines
Bereichs zur Bildung des Kondensators weiterhin
folgende Schritte umfaßt:
- a) Mustergebung des Diffusionsbarrierenmaterials (160) und des hitzebeständigen Metalls (165) mittels Photoresist (170) in für die Kondensa torbildung reservierten Bereichen;
- b) anisotropes Ätzen des Diffusionsbarrierenmate rials (160) und des hitzebeständigen Metalls (165) in einer derartigen Weise, daß das Dif fusionsbarrierenmaterial (160) und das hitze beständige Metall (165) in den für die Konden satorbildung reservierten Bereichen erhalten bleiben; und
- c) Entfernen des Photoresist (170).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß einander abwechselnde
Schichten (160, 165) abwechselnd aufeinander fol
gend niedergeschlagen werden, bei denen es sich um
wenigstens zwei Schichten aus dem Diffusions
barrierenmaterial (160) sowie um wenigstens eine
Schicht aus dem hitzebeständigen Metall (165)
handelt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Freilegen des obe
ren Bereichs des hitzebeständigen Metalls (165) die
Bildung von Fingern (175) in dem oberen Bereich des
hitzebeständigen Metalls (165) als Ergebnis des
selektiven Ätzvorgangs des Diffusionsbarrierenmate
rials (160) umfaßt, wobei sich die Finger (175) im
wesentlichen senkrecht zu dem nach dem Ätzvorgang
verbliebenen Diffusionsbarrierenmaterial (160)
erstrecken und die Finger von einem Zentrum der
Öffnung (86) weg in eine Position divergieren, in
der sie im wesentlichen parallel zu sowie in der
Höhe über den zuvor gebildeten Strukturen liegend
angeordnet sind und wobei das leitfähige Material
(185) jeden einzelnen Finger (175) umhüllt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Niederschlagen der
leitfähigen Schicht (120, 185) weiterhin folgende
Schritte beinhaltet:
- a) Niederschlagen einer Polysiliziumschicht; und
- b) Unterziehen der Polysiliziumschicht einer an Ort und Stelle erfolgenden Phosphor-Diffu sionsdotierung.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Mustergebung der Zwischenschicht (75, 40) mittels eines Kontakt-Photoresistmusters (80) vor dem Ätzen der Öffnung in die Zwischen schicht (75, 40), wobei das Kontakt-Photo resistmuster (80) auch zur Mustergebung peri pherer Kontakte verwendet wird;
- b) Entfernen des Photoresistmusters (80) nach dem Ätzschritt; und
- c) Schützen der peripheren Kontakte während des Ätzens des Diffusionsbarrierenmaterials.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der
Zwischenschicht (40, 75) das Niederschlagen einer
ersten Oxidschicht (40) sowie das Niederschlagen
einer zweiten Oxidschicht (75) in über der ersten
Oxidschicht liegender Weise umfaßt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne Polysili
ziumschicht (114, 180) auf dem Diffusionsbarrieren
material (85, 160), der hitzebeständigen Metall
schicht (90, 165), der Zwischenschicht (40, 75) und
den zuvor gebildeten Strukturen niedergeschlagen
wird, wobei durch das Niederschlagen eine Silizium
oberfläche zur Aufnahme des vollflächigen Nieder
schlags der dielektrischen Schicht (115, 181) ge
bildet wird.
10. Verfahren zur Bildung einer Mehrzahl von Kon
densatoren in einer Halbleitervorrichtung,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Erzeugen einer Zwischenschicht (40, 75) in einer derartigen Weise, daß sie über zuvor gebildeten Halbleiterstrukturen und einem Substrat (3) der Halbleitervorrichtung liegt;
- b) Maskieren der Zwischenschicht (40, 75) mit einem Kontakt-Photoresistmuster (80), wobei durch das Maskieren selbstausgerichtete Be reiche (70) zur Bildung der mehreren Kondensa toren definiert werden und das Kontakt-Photo resistmuster (80) auch zur Mustergebung peri pherer Kontakte verwendet wird;
- c) Ätzen der Zwischenschicht (40, 75) zum Freile gen eines Kontaktbereichs (82) des Substrats (3) sowie zur Bildung einer Öffnung (81) in der Zwischenschicht (40, 75);
- d) Entfernen des Photoresistmusters (80);
- e) Niederschlagen einer Schicht aus Diffusions barrierenmaterial (85, 160) auf der Zwischen schicht (40, 75), den zuvor gebildeten Struk turen und dem Kontaktbereich (82), wobei das Niederschlagen der Schicht aus Diffusions barrierenmaterial (85, 160) in einer aus reichenden Weise erfolgt, so daß eine Substratschädigung auf ein Minimum reduziert ist, wobei das Diffusionsbarrierenmaterial (65, 160) einen im wesentlichen niedrigen Kontaktwiderstand aufweist und das Nieder schlagen Dioden-Kriechverluste auf ein Minimum reduziert, und wobei die Schicht aus Diffusionsbarrierenmaterial (85, 60) eine bestimmte Dicke aufweist und eine diese Dicke aufweisende Vertiefung zur Aufnahme von Niederschlägen aus einem dielektrischen Mate rial und Polysilizium ausgelegt ist;
- f) Niederschlagen eines hitzebeständigen Metalls (90, 165) in über der Schicht aus Diffusions barrierenmaterial (85, 160) liegender Weise;
- g) Definieren von Bereichen zur Bildung der meh reren Kondensatoren;
- h) steuerbares und selektives Ätzen des Diffu sionsbarrierenmaterials (85, 160) zur Bildung einer Öffnung (86) mit einer der Dicke des Diffusionsbarrierenmaterials (85, 160) ent sprechenden Dicke, wobei ein Bereich des Dif fusionsbarrierenmaterials (85, 160) in über dem Kontaktbereich (82) liegender sowie einen unteren Bereich des hitzebeständigen Metalls (90, 165) umschließender Weise erhalten bleibt und beim Ätzen ein oberer Bereich des hitzebe ständigen Metalls (90, 165) freigelegt wird, wobei das Diffusionsbarrierenmaterial (85, 160) und das hitzebeständige Metall (90, 165) erste Kondensatorplatten für die mehreren Kondensatoren bilden und wobei das Ätzen zum Freilegen von Bereichen der Zwischenschichten (40, 75), der zuvor gebildeten Strukturen, des Diffusionsbarrierenmaterials (85, 160) sowie des hitzebeständigen Metalls (90, 165) ausge legt ist;
- i) Schützen der peripheren Kontakte während des Ätzens des Diffusionsbarrierenmaterials (85, 160);
- j) Niederschlagen einer im wesentlichen dünnen Schicht aus Silizid (114, 180) in über den freiliegenden Bereichen liegender Weise;
- k) Niederschlagen einer dielektrischen Schicht (115, 181) in über der dünnen Schicht aus Silizid (114, 180) liegender Weise;
- l) Durchführung einer Naß-Wärmebehandlung;
- m) Niederschlagen einer Akzeptorschicht (120, 185) in über der dielektrischen Schicht (115, 181) liegender Weise;
- n) Dotieren der Akzeptorschicht (120, 185) mit einem Dotierstoff unter Bildung einer dotier ten Akzeptorschicht (120, 185) mit höherer Leitfähigkeit als zuvor, wobei die dotierte Akzeptorschicht (120, 185) zweite Kondensator platten der mehreren Kondensatoren bildet;
- o) vollflächiges Niederschlagen einer Schutz schicht (125, 190) in über der Akzeptorschicht liegender Weise, wobei die Schutzschicht oxi dationsbeständig ist;
- p) Definieren der mehreren Kondensatorbereiche mittels eines Kondensatorbereich-Photoresist musters (130, 200), wobei das Photoresist muster (130, 200) die Kondensatorbereiche während eines nachfolgenden Ätzvorgangs schützt; und
- q) Ätzen der Schutzschicht (125, 190), der Akzep torschicht (120, 185), der dielektrischen Schicht (115, 181) und der dünnen Schicht aus Silizid (114, 180), wobei die dünne Schicht aus Silizid (114, 180) und die Akzeptorschicht (120, 185) freiliegende Seiten aufweisen und wobei durch das Ätzen die mehreren Kondensato ren gebildet werden.
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