JP2001510945A - 半球粒状ポリシリコン半導体構造及びその製造方法 - Google Patents
半球粒状ポリシリコン半導体構造及びその製造方法Info
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Abstract
Description
セス・メモリ(DRAM)用のスタック状キャパシタを製造する方法に関する。
態で広範に使用されている。こうしたDRAMは、メモリセル・アレイと周辺回
路とから構成されている。各メモリセル・アレイは、情報を記憶又は保存する複
数のメモリセルから形成されている。典型的なメモリセルは、電荷を保存(又は
記憶)するキャパシタにアクセスするトランジスタで形成されている。主要な関
心事の1つは、各メモリセル・キャパシタの記憶容量を最大化することである。
この要望は、セル形成に必要とされるチップ面積の増大無しに、そして好ましく
は、単位セル当たりのチップ面積の低減を可能とすることが、高密度DRAMに
対する需要の観点で重要である。
すること無しに、キャパシタ電極の表面積を増大することである。以下の等式か
らご理解して頂けるように、容量Cはキャパシタ絶縁体の厚み(tox)、キャ
パシタ電極の表面積(A)、並びに、キャパシタ絶縁体の誘電率(ε)によって
大まかに決定される。 C=(ε・A)/tox
電極の表面積を増大することは当業界において周知である。DRAMにおける回
路密度を更に増大するために、積み重ねられたキャパシタ又はスタック状キャパ
シタが使用される。これらのキャパシタは、アクセス装置を含んでいても含んで
いなくともよい基板の上部に実際に積み重ねられる。電極と云われる導電性材か
ら成る2つ或はそれ以上の層がポリシリコン又はポリから形成されて、各電極間
に挟まれた誘電体層を伴って基板上にデポジットされる。
面積を増大するように半球粒状ポリシリコン(HSG)で電極面を形成すること
によって、こうしたキャパシタの底部電極の容量を更に増大させる方法が記載さ
れている。第1として、半導体ウェーハ上のアクセス回路を被覆する酸化物層の
一部がコンテナを形成すべく除去される。次いで、底部電極が第1アモルファス
(無定形)・シリコン層を成長することによって形成される。次に第1絶縁層が
そのアモルファス・シリコン層上に形成される。それからドープされたシリコン
層(不純物がドープされたシリコン層)がその第1絶縁層上に形成される。続け
て第2絶縁層がそのドープされたシリコン層上に形成される。最後に、第2アモ
ルファス・シリコン層がその第2絶縁層上に形成される。
中にそれらの粒界を凝結する。第1及び第2のアモルファス・シリコン層の双方
と絶縁層とは、ドープされたシリコン層と比べて薄く形成される。
されて、ドープされたシリコン層の両側(両面)にHSGを形成すべくアニーリ
ングされることになる直立コンテナを形成する。絶縁層はそのドープされたシリ
コン層を無傷のまま保持して、シリコン原子はシリコン界面層を透過することが
ない。誘電体層及び上部キャパシタ・プレートの形成でキャパシタ形成を完了す
る。
いる。更には、改善されたHSG形成とHSG形成中のドーパントのより良好な
移行とを伴うスタック状キャパシタが要望されている。そして、スタック状キャ
パシタのコンテナ内におけるシリコンから成る多数層形成の改善が要望されてい
る。また、スタック状キャパシタの容量を向上すると共に、電荷空乏に対しての
影響がより少なくなるようなより高い絶縁破壊電圧を伴うキャパシタが要望され
ている。
基板で支持される未ドープ状態のシリコン(不純物がドープされていないシリコ
ン)から成る第1層をデポジットすることによって形成され、重くドープされた
シリコン層と未ドープ状態のシリコンとがそれに追従される。これらのデポジシ
ョンは、それら層間における酸化物層の形成を最少化或は削減するように実行さ
れる。酸化物のエッチングで未ドープ状態のシリコンから成る「塗布」層を伴っ
たドープされたシリコンから成る層を有するキャパシタ底部電極を後に残す。次
いで、半球粒状ポリシリコン(HSG)が播種及びアニーリングによってその塗
布層内に形成される。
くすることによって提供される。HSG形成はそれを初期的な未ドープ状態のシ
リコンから成る層内で形成することによって向上させる。各種シリコン層間での
酸化物形成を制限することで、HSG形成に著しい悪影響を与えることなく、中
間の重くドープされた層からのドーパントが塗布層内でのHSG形成中に自由に
移行又は移動する。
しスタック状キャパシタが形成されるのであれば、未ドープ状態のシリコンから
成る「塗布」層が何れかの側に伴われたドープされたシリコンから成る「ピラー
」は側壁を形成する。平面化及びエッチング段階に引き続いて、HSG形成がそ
のピラー電極の全露出側部上に生ずる。トレンチ・キャパシタの形成は、基板内
に形成された溝において、ドープされたシリコンから成る層を未ドープ状態のシ
リコンから成る層で挟んだ状態で、全く同一の方法で形成される。次いで、未ド
ープ状態のシリコンから成る層の内の少なくとも1つは、それらの層がリソグラ
フィ及びエッチングを被った後にHSGに選択的に変換される。
PSG(燐・珪酸・ガラス)、或は、未ドープ状態の酸化物から成る第1層が、
シリコンから成るピラーに対して、所望の深さまで形成される。この層はピラー
に対する支持体を提供し、構築されるべきより高い、それ故によりおおきなキャ
パシタ構造を可能とする。第1層には窒化層が追従され得て、もしBPSG(硼
素・燐・珪酸・ガラス)層がその窒化層の上部に形成されたならば、そのBPS
G層用のエッチング止めを提供する。
、並びに、アニーリングの諸工程段階が可能な単一ウェーハ・ツールで達成され
る。これは、ウェーハを各種工程段階間で移動させる必要がないので、先行技術
に比べて、より効率的で且つより安価であるプロセスを提供する。未ドープ状態
シリコン層は、全圧力が1気圧以下に維持されながら、低圧水素雰囲気内でシラ
ン或はジシランを流動することによって形成されて、それら層が比較的に平滑で
あり、酸化物に対する最小限のトラップを示す。それ故に、未ドープ状態シリコ
ン層からそうした酸化物を除去することがより容易であるので、本発明の複数の
コンテナが先行技術方法に比べてより接近した隔たりと為せ得ることで、本発明
の長所でもある。
へ自由に移行して、それら未ドープ状態層をドープする。これは更なる有益性を
提供して、製造されたキャパシタが先行技術の対応物と比べて空乏に対してより
影響され難くなっている。本発明の更なる特徴及び長所は、本発明の様々な実施
例の構造及び動作と共に、添付図面を参照して、以下に詳細に説明されている。
る特定の実施例が例示的目的で示されている添付図面が参照される。これらの実
施例は、当業者に本発明を実施させることが出来る程に充分詳細に説明されてお
り、そして理解して頂きたいことは、他の実施例が利用され得て、本発明の精神
及び範囲から逸脱すること無しに、構造的、論理的、並びに、電気的な変更等が
為され得ることである。それ故に、以下に詳述する説明は限定的意味合いで捉え
られるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲で規定される。図面中で
の符号付けは、図番号に対応した百番台そして千番台で通常は為されているが、
複数の図面中に見ることができる同一構成要素はそれから除外されている。図面
中での縮尺は、図示された構造の正確な寸法を表していない。
能に使用される。これら双方は、シリコン・オン・サファイア(SOS)技法、
シリコン・オン・インシュレータ(SOI)技法、ドープド(ドープされた)半
導体及びアンドープド(未ドープ状態の)半導体、基部半導体で支持されたシリ
コンから成るエピタキシャル層を、当業者には周知のその他の半導体構造と共に
含むものとして理解されるべきである。更には、以下の説明でウェーハ或は基板
が参照される際、先行する工程段階はその基部半導体構造内に領域/接合を形成
すべく利用されていてもよい。それ故に、以下に詳述する説明は制限的に解釈さ
れるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によって規定される。
ら成る支持層102を含んだ多層状絶縁側壁は基板100上に形成されている。
またこの基板100は、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM
)を形成するために共通して使用される他の回路をも含む。こうした支持層10
2には、窒化物を含むエッチング止め層120が追従されている。このエッチン
グ止め層120には、BPSG層122が更に追従されて、多層状側壁を完成し
ている。そうした側壁内に開口部103がエッチングされている。この開口部は
基板に辿り着くまで延ばすことができて、該基板上に形成されたアクティブ領域
を露出させることができたり、或は、該開口部を、側壁層内に形成された回路に
おそらく接した状態で、基板上の該側壁層内に形成させることもできる。代替的
には、プラグがコンテナ(容器)の底部内に形成されて所望のアクティブ領域と
接する。
ストロームの間の厚みを有する実質的に未ドープ状態の無定形ポリシリコンから
成る第1層104が、図1Bに示されるように絶縁層上に形成される。典型的に
は、未ドープ状態の無定形ポリシリコン104は、およそ450℃から525℃
の間の温度で形成される。その形成は、約10−8トルの基本圧であるがおよそ
10−8から10−1の範囲内である基本圧を有する水素環境或は他の不活性環
境でのおよそ10−3から10−1トルの範囲内等の1気圧或はそれ以下の低圧
で行われるので、該未ドープ状態の無定形ポリシリコン104は比較的低い表面
荒さで形成される。続いて100オングストロームから1000オングストロー
ムの間の厚みを有する重くドープされたn+型の無定形シリコン層106が、図
1Cに示されるようにこの第1未ドープ状態の層104上にデポジットされる。
層106はn型或はp型のドープが為されてもよい。層106に対して共通のド
ーパントは、砒素、燐、或は、硼素等のn型或はp型のドーパントを含む。ドー
プされた層106は、およそ10−8から10−1トルの圧力範囲で5×102
0から5×1021cm−3の間のドーピング・レベルを伴っておよそ450℃
から600℃の間の温度で形成される。
の層104を形成する際に用いられたものと同様な条件下且つ同一或は同様なパ
ラメータを用いて、ドープされた無定形シリコン層106上に形成される実質的
に未ドープ状態の無定形ポリシリコンから成る第2層108によって追従される
。実質的に未ドープ状態の層104,108は、半球粒状ポリシリコン(HSG
)を形成すべく使用される引き続くシーディング(seeding)又は播種に
対する良好な核形成箇所を提供する。これらの層は実質的に無定形であるので、
HSG形成の点で補助を為すが、完全な無定形である必要性はない。シリコン層
104,106,108は、典型的には、シラン或はジシランで形成されている
。しかしながら、その代わりに、有機水素化物及び他の水素化物先駆物質が使用
可能である。処理は水素雰囲気内で実行されて、欲せざる絶縁層、例えば酸化物
から成る絶縁層が、形成中に、シリコン層上に形成されること或はそれらシリコ
ン層間に形成されることを防止している。これらシリコン層は単一のウェーハ・
ツール内で形成されるので、環境は迅速に変更され得て、これら層間の酸化防止
の補助を為す。
示されるように、これらデポジットされたシリコン層104,106,108の
内の欲せざる横方向部分又は側方部を除去する。引き続いて、BPSG層122
がエッチング等によって除去されて、図1Fに示されるように、コンテナ(容器
)110の形状の底部電極における側壁外部を露出する。この層122は、エッ
チング(食刻)止めとして機能する窒化物或は他の所望誘電体材から形成される
エッチング止め120に対して良好な食刻選択性を有すべきである。任意には、
層122は支持層102に対して充分な食刻選択性を有するので、別のエッチン
グ止め層が何等必要とされない。これら側壁層102,120,122の各厚み
を変更することによって、結果としてのコンテナに付与される支持体の量は所望
に応じて変更可能である。そうした多層状絶縁体は、異なる方法で形成された他
のキャパシタ・コンテナに対する支持体を提供すべく使用可能でもある。
4及び108を有している「ペンキ」である層によって取り囲まれたドープされ
たシリコンから成る支柱又はピラー(pillar)106を含む。第1無定形
シリコン層104は比較的低い表面荒さを有しているので、絶縁体層102の殆
どは除去される。こうして、これらキャパシタは、現行の高密度DRAMにおけ
る0.18ミクロン等である、コンテナの径の二十分の一未満のピッチで分離さ
れ得る。
されたピラー上に残存している。この固有酸化物は、リソグラフィ法と、フッ化
水素酸、塩素、並びに、紫外線光との組み合わせ等の湿式或は乾式のエッチング
とで図1Gに示されるように選択的に除去される。固有酸化物の除去は次の工程
段階における改善されたHSG形成を促進する。
04及び108は、それらが露出されているところに、異なる分圧でシラン或は
ジシランと組み合わせた、ゲルマニウム、シリコン、チタン等々の化学的種が播
種される。ゲルマニウム播種はおよそ1%以上でおよそ1%から30%の範囲内
で提供される。この播種は急熱或は低圧の化学蒸着器具内で実行される。シラン
或はジシランは、10sscmから100sscmの間の率で且つ10ミリトル
から20ミリトルの間の圧力で付加される。種は1気圧或はそれ以下の圧力で付
加される。引き続いてDRAM100はアニーリングされて、未ドープ状態の層
104,108を図1Hに示されるようにHSGに変換する。このアニーリング
は、およそ450℃から700℃の範囲内の温度で実行され、未ドープ状態の層
に対してドーパントの少なくとも部分的な移行を引き起こすに充分である。結果
としての構造は、ドープされたピラーから移動したドーパントを有するHSGか
ら成る層によって取り囲まれたドープされたシリコンから成るピラーを備える。
一実施例において、層106はn型でドープされ、ゲルマニウムで播種されてい
てもよい。
の全面積を変えるために使用可能であって、結果として容量の微細な制御を可能
としている。支持層102の高さを変更することによって、該層102に隣接す
る層104の部分には播種されることがなくなり、それ故にHSGに変換されな
い。単なる厚みの変更によって、ピラーに設けられた支持体の量と、HSGに変
換される表面積の量との双方が制御される。
代替実施例において、固有酸化物だけが、上述したように、HSG形成の工程段
階に先行して層104から除去される。これは図1Iに示されるような多層構造
となり、層104はHSGを含み、残り各種層はHSG形成中における播種及び
アニーリングによって相対的に不変のままである。図1Jに示される第2代替実
施例においては、播種及びアニーリングに先行しての標準的なリソグラフィ法及
びエッチングの採用によって層108から酸化物を除去するだけで、層104と
同じように、層108だけが選択的にHSGに変換されている。更なるアニーリ
ングによって、層106及び層108の双方は所望に応じてHSGに変換され得
る。更なる代替実施例では、未ドープ状態の層108が層104及び106の形
成に続く既知の方法でHSGとして直にデポジットされる。これには、所望に応
じて、固有酸化物の除去に続いて、層104の播種及びアニーリングが追従され
得る。図1I及び図1Jに示される構造も、上述したように絶縁支持層によって
選択的且つ部分的に支持され得る。
物或はタンタルペントオキサイド(Ta2O5)、窒化物、BST、或は、数多
くの周知誘電体の内の任意のものであることが可能であるキャパシタ誘電体22
4の形成が追従され、それは単一のウェーハ・ツール或は複数のウェーハ・ツー
ル群を用いて電極上に全般的に合致して形成される。タングステン窒化物(WN
)、チタン窒化物(TiN)、或は、その他の共通して使用される、耐熱性の金
属珪化物及び窒化物、HSG上を被覆するSi−Ge、或はBPSG等の殆どの
フィルムを含む導電性電極を有する上部電極導体226が、次いで、誘電体層2
24上に形成される。最終的にはドープされた全般的に合致するポリ層226が
上部電極上に形成され、それが完成したコンテナ214の全アレイに対する共通
のキャパシタのセルプレートとしての役割を果す。キャパシタ及びDRAMの形
成を完了するための連続的な処理段階が実行可能であり、当業者には周知である
。DRAMはそうしたコンテナを64×106個を上回って有することができ、
それらの各々が記憶(保存)されるべき1ビットに対応している。加えて、代替
物として用いられる数多くの過剰セルがある。本発明はこれらセルのより接近し
た隔たりを可能して、著しいスペース節約とより高密度のDRAMとを作り出し
ている。
成る1つのバッチを処理する1つ或はそれ以上のツールで実行される。もし1つ
のツールが用いられれば、それは急熱化学蒸着(RTCVD)反応器のような加
熱及びガス流動の能力を有することが好ましい。使用に適した1つのそうしたツ
ールは、AGI,Inc.社製のインテグラ(Integra)である。低圧化
学蒸着(LPCVD)反応器等の数多くの他の共通したツールでも稼働する。本
発明の底部電極は単一ツール内で形成可能であるので、DRAM製造効率は向上
され、生産コストは低減される。
4が示されている。層106はポリ・プラグ313を介してアクティブ領域31
1と結合している。他の回路は酸化物層318内に形成されたワード線316を
含む。窒化層320は、コンテナ314が形成された開口部形成用のエッチング
止めとして使用されたものである。代替的には、TEOSがエッチング止めとし
て使用可能であり、BPSGがコンテナ形成用のエッチングされる材料である。
この図面は、本発明で説明される方法を用いてスタック状キャパシタ形成の万能
性を図示している。キャパシタを基板の上部の何れかに形成する能力は、DRA
Mデバイス内における更に稠密した回路をも可能としている。
で全般的に示されるトレンチ・キャパシタは、図1A乃至図1Hのスタック状キ
ャパシタを形成するために用いられた図面と同様の概念及びプロセス・フローを
用いて形成される。先ずトレンチ(溝)402は基板400内に形成される。先
に述べたように、基板は絶縁体上に形成されたシリコン或は他の半導体材をも含
み得る。トレンチはトレンチ・マスクを用いてパターンニングされて、周知の方
法で形成される。次に、およそ40オングストロームから200オングストロー
ムの間の厚みを有する未ドープ状態の無定形ポリシリコンから成る層404が、
トレンチ402の表面上に、通常のデポジション技法等によって図4Bに示され
るように形成される。典型的には、未ドープ状態の無定形ポリシリコン404は
およそ450℃から525℃の間の温度で形成される。その形成は、約10−8
トルの基本圧であるがおよそ10−8から10−1の範囲内である基本圧を有す
る水素環境或は他の不活性環境でのおよそ10−3から10−1トルの範囲内等
の1気圧或はそれ以下の低圧で行われるので、該未ドープ状態の無定形ポリシリ
コン104は比較的低い表面荒さで形成される。続いて100オングストローム
から1000オングストロームの間の厚みを有する重くドープされた無定形シリ
コン層406が、図4Cに示されるようにこの第1未ドープ状態の層404上に
デポジットされる。共通のドーパントは、砒素、燐、或は、硼素等のp型或はn
型のドーパントを含む。ドープされた層406は、およそ10−8から10−1
トルの圧力範囲で5×1020から5×1021cm−3の間のドーピング・レ
ベルを伴っておよそ450℃から600℃の間の温度で形成される。
の層404を形成する際に用いられたものと同様な条件下且つ同一或は同様なパ
ラメータを用いて、ドープされた無定形シリコン層406上に形成される未ドー
プ状態の無定形ポリシリコンから成る第2層408によって追従される。この未
ドープ状態の層408は、半球粒状ポリシリコン(HSG)を形成すべく使用さ
れる引き続くシーディング(seeding)又は播種に対する良好な核形成箇
所を提供する。これらのシリコン層404,406,408は、典型的には、シ
ラン或はジシランで形成されている。しかしながら、その代わりに、有機水素化
物及び他の水素化物先駆物質が使用可能である。処理は水素雰囲気内で実行され
て、欲せざる絶縁層、例えば酸化物から成る絶縁層が、形成中に、シリコン層上
に形成されること或はそれらシリコン層間に形成されることを防止している。
されたシリコン層404,406,408の内の欲せざる横方向部分又は側方部
が除去される。この時点で、固有の酸化物がトレンチ・キャパシタの露出された
側壁上に残存する。この固有酸化物は、フッ化水素酸、塩素、並びに、紫外線光
との組み合わせ等による湿式或は乾式のエッチングで図4Eに示されるように除
去される。固有酸化物の除去は次の工程段階における改善されたHSG形成を促
進する。
、異なる分圧でシラン或はジシランと組み合わせた、ゲルマニウム、シリコン、
或は、チタン等々の化学的種が播種される。この播種は急熱或は低圧の化学蒸着
器具内で実行される。シラン或はジシランは、10sscmから100sscm
の間の率で且つ10ミリトルから20ミリトルの間の圧力で付加される。種は1
気圧或はそれ以下の圧力で付加される。引き続いてアニーリングが実行されて、
未ドープ状態の層408をHSGに変換し、底部キャパシタ電極の形成を完成す
る。このアニーリングは、およそ450℃から700℃の範囲内の温度で実行さ
れ、未ドープ状態の層に対してドーパントの少なくとも部分的な移行を引き起こ
すに充分である。
ことによって形成される。更なる実施例において、様々な層をアニーリングの時
間を変えることによってHSGに変換することが可能であり、例えば層408及
び406の双方をHSGに変換する。層404も所望に応じてHSGに変換可能
であるか、或は、トレンチ・キャパシタ内において完全に省くことができる。
の周知誘電体の内の任意のものであることが可能であるキャパシタ誘電体が、上
記同一の単一ウェーハ・ツール或は複数のウェーハ・ツール群を用いて底部電極
上に全般的に合致して形成される。次いで、ドープされた全般的に合致したポリ
層がセル誘電体上に形成されて、完成済みトレンチ・キャパシタの全アレイに対
する共通キャパシタ・セルプレートとしての役割を果たす。次いで、キャパシタ
及びDRAMの形成を完了すべく連続的な処理加工段階が実行され得るが、当業
者には公知である。
ことである。他の数多くの実施例が、上述の説明を吟味した当業者には明らかと
なろう。例えば、記憶電極の形状は単純な立方体構造、円筒状構造、フィン・タ
イプ構造、或はスタック状トレンチ・タイプ構造であることが可能である。更に
は、本発明は、スタック状キャパシタの底部電極用に3次元コンテナの形成を説
明している。しかしながら、当業者には既知のミニスタック状や蜂の巣状を含む
他の電極構造が同様の方法で形成され得る。更には、キャパシタを形成する方法
はDRAM以外のメモリ・デバイスに用いることができる。事実上、一般的な回
路に用いられるが、データ記憶用ではないキャパシタを作り出すべく使用され得
る。選択的なSi−Geフィルムがデポジットされ得て、Ge播種を為してHS
Gを形成すべくアニーリングを為すことが追従される。次いで、窒化物及びタン
タルのフィルム或はBST誘電体フィルムが、誘電体を形成すべく上部にデポジ
ットされ得る。それ故に本発明の範囲は、そうした請求の範囲が享受する均等物
の全範囲と共に、添付の請求の範囲を参照して決定されるべきである。
、本発明に従った、スタック状キャパシタの各形成段階での断面図である。
状キャパシタの断面図である。
チ(溝)・キャパシタの各形成段階での断面図である。
中にそれらの粒界を凝結する。第1及び第2のアモルファス・シリコン層の双方
と絶縁層とは、ドープされたシリコン層と比べて薄く形成される。 加えて、米国特許第5,418,180号、第5,597,756号、5,1
30,885号、並びに、第5,290,729号は、「IEE Trans.
Electron Devices,vol 42,No.7,July 19
95,pp.1247−53,“Hemispherical Grained
Si Formation on in−situ Phosphorous
Doped Amphorphous−Si Electrode for
256Mb DRAMs Capacitor”」で出版された文献のように、
本発明に関連する背景技術をも提供している。
Claims (49)
- 【請求項1】 基板で支持されると共に壁部及び底部を有する開口部内にキャ
パシタの内の少なくとも一部を形成する方法であって、 前記開口部内に実質的に未ドープ状態の無定形シリコンから成る層を形成する
段階と、 前記実質的に未ドープ状態の無定形シリコンから成る層上に重くドープされた
シリコンから成る層を形成する段階と、 前記重くドープされたシリコンから成る層上に実質的に未ドープ状態の無定形
シリコンから成る別の層を形成する段階と、 絶縁層の内の選択された部分を除去して、前記開口部の壁部上に形成された前
記シリコン層の各種部分を含むピラーを露出する段階と、 前記未ドープ状態の無定形シリコン層に播種する段階と、 前記シリコン層をアニーリングして、前記未ドープ状態のシリコン層をHSG
に変換する段階と、 の諸段階を含む方法。 - 【請求項2】 前記未ドープ状態の無定形シリコン層の各々が、40オングス
トロームから200オングストロームの間の厚みを有する、請求項1に記載の方
法。 - 【請求項3】 前記未ドープ状態の無定形シリコン層が、450℃から525
℃の間の温度で形成される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記重くドープされた無定形ポリシリコン層が、450℃から
600℃の間の温度で形成される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記重くドープされた無定形ポリシリコン層が、5×1020
から5×1021cm−3の間のドーピング・レベルで形成される、請求項1に
記載の方法。 - 【請求項6】 前記播種段階に先行して、前記ピラーから酸化物を除去する段
階を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 前記酸化物が、フッ化水素酸、塩素、並びに、紫外線光を用い
て除去される、請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 前記播種が、10ミリトルから20ミリトルの間の圧力でシラ
ンによって実行される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 前記シリコン層を形成する前記段階が、著しい量の酸素を含有
しない環境における単一処理ツール内で実行される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 前記シリコン層を形成する前記段階が、水素環境において実
行される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 基板で支持された絶縁層における開口部内にスタック状キャ
パシタの内の少なくとも一部を形成する方法であって、 各種層間に酸化物が何等形成されない状態で、実質的に未ドープ状態の無定形
シリコンから成る層で挟まれた重くドープされたシリコンから成るピラーを含む
底部電極コンテナを形成する段階と、 前記実質的に未ドープ状態の無定形シリコンから成る層をHSGに変換する段
階と、 の諸段階を含む方法。 - 【請求項12】 前記未ドープ状態のシリコン層の各々が、40オングストロ
ームから200オングストロームの間の厚みを有する、請求項11に記載の方法
。 - 【請求項13】 前記未ドープ状態のシリコン層が、450℃から525℃の
間の温度で形成される、請求項11に記載の方法。 - 【請求項14】 前記ドープされたシリコン層が、450℃から600℃の間
の温度で形成される、請求項11に記載の方法。 - 【請求項15】 前記ドープされたシリコン層が、5×1020から5×10
21cm−3の間のドーピング・レベルで形成される、請求項11に記載の方法
。 - 【請求項16】 前記アニーリング段階に先行して、前記ピラーから酸化物を
除去する段階を更に含む、請求項11に記載の方法。 - 【請求項17】 前記酸化物が、フッ化水素酸、塩素、並びに、紫外線光を
用いて除去される、請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 前記変換段階が、前記未ドープ状態のシリコン層の内の少な
くとも1つを10ミリトルから20ミリトルの間の圧力でシランで播種して、前
記底部電極をアニーリングする段階を含む、請求項11に記載の方法。 - 【請求項19】 前記シリコン層が、著しい量の酸素を含有しない環境におけ
る単一処理ツール内で形成される、請求項11に記載の方法。 - 【請求項20】 前記シリコン層を形成する前記段階が、水素環境において
実行される、請求項19に記載の方法。 - 【請求項21】 基板で支持されたキャパシタの底部電極を形成する方法であ
って、 各種層間に酸化物が何等形成されない状態で、実質的に未ドープ状態の無定形
シリコンから成る層で挟まれた重くドープされたシリコンから成るピラーを含む
底部電極コンテナを形成する段階と、 前記シリコンから成る層の内の少なくとも1つをHSGに変換する段階と、 の諸段階を含む方法。 - 【請求項22】 前記未ドープ状態のシリコン層の内の少なくとも1つが、4
0オングストロームから200オングストロームの間の厚みを有し、450℃か
ら525℃の間の温度で形成される、請求項21に記載の方法。 - 【請求項23】 前記ドープされたシリコン層が、5×1020から5×10
21cm−3の間のドーピング・レベルによって、450℃から600℃の間の
温度で形成される、請求項21に記載の方法。 - 【請求項24】 前記アニーリング段階に先行して、フッ化水素酸、塩素、並
びに、紫外線光を用いて前記未ドープ状態のシリコンから成る層の内の少なくと
も1つから酸化物を除去する段階を更に含む、請求項21に記載の方法。 - 【請求項25】 前記変換段階が、前記未ドープ状態のシリコン層の内の少な
くとも1つを10ミリトルから20ミリトルの間の圧力でシランで播種して、前
記底部電極をアニーリングする段階を含む、請求項21に記載の方法。 - 【請求項26】 前記シリコン層が、著しい量の酸素を含有しない水素環境に
おける単一処理ツール内で形成される、請求項21に記載の方法。 - 【請求項27】 前記変換段階が、前記未ドープ状態のシリコン層の内の少な
くとも1つをおよそ1%から30%のゲルマニウムで播種して、前記底部電極を
アニーリングする段階を含む、請求項21に記載の方法。 - 【請求項28】 前記重くドープされたシリコンから成るピラーが、n+型に
ドープされている、請求項21に記載の方法。 - 【請求項29】 前記重くドープされたシリコンから成るピラーをゲルマニウ
ムで播種する段階を更に含む、請求項28に記載の方法。 - 【請求項30】 基板で支持された絶縁層にキャパシタを形成する方法であっ
て、 前記絶縁層の第1部分を除去して開口部を形成する段階と、 前記絶縁層上に未ドープ状態の無定形シリコンから成る第1層を形成する段階
と、 前記第1シリコン層上にドープされた無定形シリコンから成る層を形成する段
階と、 前記ドープされたシリコン層上に未ドープ状態の無定形シリコンから成る第2
層を形成する段階であり、前記シリコン層の各々が酸素が実質的に欠如した環境
で形成されて、それらシリコン層間に酸化物層が何等形成されないことから成る
段階と、 前記誘電体層を平面化して、前記未ドープ状態のシリコンから成る層で塗られ
たドープされたシリコンから成るピラーを含むコンテナを形成する段階と、 前記絶縁層の選択された部分を除去して、前記コンテナの外部側壁を露出する
段階と、 前記外部側壁から酸化物を除去する段階と、 前記第1及び第2の層に播種する段階と、 前記シリコン層をアニーリングして、前記第1及び第2の層をHSGに変換す
る段階と、 の諸段階を含む方法。 - 【請求項31】 前記絶縁層が、良好なエッチング選択性を有する2つの層を
含む、請求項30に記載の方法。 - 【請求項32】 基板で支持された絶縁層にスタック状キャパシタを形成する
方法であって、 前記絶縁層の第1部分を除去して開口部を形成する段階と、 前記絶縁層上に450℃から525℃の間の温度で未ドープ状態の無定形シリ
コンから成る第1層を形成する段階であり、該第1層が40オングストロームか
ら200オングストロームの間の厚みを有することから成る段階と、 前記第1シリコン層上にドープされた無定形シリコンから成る層を形成する段
階であり、該ドープされた無定形シリコンから成る層が5×1020から5×1
021cm−3の間のドーピング・レベルによって、450℃から600℃の間
の温度で形成されることから成る段階と、 450℃から525℃の間の温度で未ドープ状態の無定形シリコンから成る第
2層を形成する段階であり、該第2層が前記ドープされたシリコン層上で40オ
ングストロームから200オングストロームの厚みを有しており、前記シリコン
から成る各種層が酸素が実質的に欠如された環境で形成されて、それらシリコン
層間に酸化物層が何等形成されていないことから成る段階と、 前記誘電体層を平面化して、前記未ドープ状態の無定形シリコンから成る層で
塗られたドープされたシリコンから成るピラーを含むコンテナを形成する段階と
、 前記絶縁層の第2部分を除去して、前記コンテナの外部側壁を露出する段階と
、 前記外部側壁から酸化物を除去する段階と、 前記第1及び第2の層を10ミリトルから20ミリトルの圧力でシランによっ
て播種する段階と、 前記シリコン層をアニーリングして、前記第1及び第2の層をHSGに変換す
る段階と、 の諸段階を含む方法。 - 【請求項33】 基板で支持されたキャパシタの内の少なくとも一部を形成す
る方法であって 各種層間に酸化物が何等形成されない状態で、実質的に未ドープ状態の無定形
シリコンから成る層で挟まれた重くドープされたシリコンから成るピラーを含む
底部電極コンテナを形成する段階と、 前記実質的に未ドープ状態の無定形シリコンから成る少なくとも1つの選択さ
れた層をHSGに変換する段階と、 の諸段階から成る方法。 - 【請求項34】 前記実質的に未ドープ状態の無定形シリコンから成る1つの
選択された層と前記ピラーとをHSGに変換する、請求項33に記載の方法。 - 【請求項35】 基板で支持されたトレンチ・キャパシタの内の少なくとも一
部を形成する方法であって、 前記基板に溝を形成する段階と、 各種層間に酸化物が何等形成されない状態で、実質的に未ドープ状態の無定形
シリコンから成る層で挟まれた重くドープされたシリコンから成るピラーを含む
底部電極コンテナを前記溝内に形成する段階と、 前記実質的に未ドープ状態の無定形シリコンから成る少なくとも1つの選択さ
れた層をHSGに変換する段階と、 の諸段階を含む方法。 - 【請求項36】 基板で支持されたキャパシタの内の少なくとも一部を形成す
る方法であって、 前記基板上に実質的に未ドープ状態のシリコンから成る層を形成する段階と、 前記実質的に未ドープ状態のシリコンから成る層上に重くドープされたシリコ
ンから成る層を形成する段階と、 前記重くドープされたシリコンから成る層上に半球粒状ポリシリコンを直にデ
ポジットする段階と、 の諸段階を含む方法。 - 【請求項37】 基板で支持されたキャパシタを形成する方法であって、 各種層間に酸化物が何等形成されない状態で、実質的に未ドープ状態の無定形
シリコンから成る層で挟まれた重くドープされたシリコンから成るピラーを含む
底部電極コンテナを形成する段階と、 前記実質的に未ドープ状態の無定形シリコンから成る層の内の選択された層を
HSGに変換する段階と、 前記HSGの上部に誘電体層を形成する段階と、 前記誘電体層の上部に上部電極を形成する段階と、 の諸段階を含む方法。 - 【請求項38】 前記誘電体層が、Ta2O5、BST、並びに、窒化物から
成るグループから選択された誘電体を含む、請求項37に記載の方法。 - 【請求項39】 前記上部電極が、耐熱性の金属珪化物及び窒化物から成るグ
ループから選択された導体を含む、請求項37に記載の方法。 - 【請求項40】 前記上部電極が、WN、TiN、並びに、BPSGから成る
グループから選択された導体を含む、請求項37に記載の方法。 - 【請求項41】 基板で支持されたキャパシタの底部電極を形成する方法であ
って、 Si−Geフィルムを含む底部電極コンテナを形成する段階と、 前記Si−GeフィルムをGeで播種する段階と、 前記底部電極をアニーリングして、前記Si−GeフィルムをHSGに変換す
る段階と、 の諸段階を含む方法。 - 【請求項42】 キャパシタの底部電極を形成する方法であって、 基板で支持された第1層を形成する段階と、 前記第1層で支持された第2層を形成する段階と、 前記第1及び第2の層に開口部を形成する段階と、 前記開口部に前記底部電極を形成する段階と、 前記第2層を除去して、前記第1層で部分的に支持された側部を有する前記底
部電極を含むコンテナを提供する段階と、 の諸段階を含む方法。 - 【請求項43】 キャパシタの底部電極を形成する方法であって、 基板で支持された絶縁体層を形成する段階と、 前記絶縁体層に開口部を形成する段階と、 前記開口部に前記底部電極を形成する段階と、 前記絶縁体層の一部を除去して、当該絶縁体層で部分的にのみ支持された側部
を有する前記底部電極を含むコンテナを提供する段階と、 の諸段階を含む方法。 - 【請求項44】 絶縁体層を形成する前記段階が、良好なエッチング選択性を
有する2つの別個の絶縁体層を成長する段階を含み、前記絶縁体層の一部を除去
する前記段階が、前記2つの別個の絶縁体層の内の1つをエッチングする段階を
含む、請求項43に記載の方法。 - 【請求項45】 DRAM用のスタック状キャパシタであって、 各種層間に酸化物層が何等形成されていない状態で、ドープされて充分にHS
G形成された層によって挟まれた重くドープされたシリコンから成るピラーを含
んで、基板で支持された底部電極コンテナと、 前記底部電極コンテナに全般的に合致して形成された誘電体層と、 前記誘電体層に全般的に合致して形成された上部電極と、 を備えるDRAM用のスタック状キャパシタ。 - 【請求項46】 前記HSG層の各々が40オングストロームから200オン
グストロームの間の厚みを有する、請求項45に記載のDRAM用のスタック状
キャパシタ。 - 【請求項47】 前記重くドープされたシリコンから成る層が、5×1020
から5×1021cm−3の間のドーピング・レベルによって形成される、請求
項45に記載のDRAM用のスタック状キャパシタ。 - 【請求項48】 DRAM用のスタック状キャパシタであって、 各種層間に酸化物層が何等形成されない状態で、ドープされて充分にHSG形
成された層によって挟まれた重くドープされたシリコンから成るピラーを含んで
、基板で支持された底部電極コンテナと、 前記コンテナの外側に配置された絶縁層であり、前記ピラーの選択された部分
のための支持体を提供していることから成る絶縁層と、 前記底部電極コンテナに全般的に合致して形成された誘電体層と、 前記誘電体層に全般的に合致して形成された上部電極と、 を備えるDRAM用のスタック状キャパシタ。 - 【請求項49】 前記重くドープされたシリコンから成るピラーがn+型にド
ープされて、およそ1%から30%の範囲内でのゲルマニウム播種を更に含む、
請求項48に記載のDRAM用のスタック状キャパシタ。
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