JP2009060121A - Dramセルキャパシタの電極表面積拡大方法 - Google Patents

Dramセルキャパシタの電極表面積拡大方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2009060121A
JP2009060121A JP2008264035A JP2008264035A JP2009060121A JP 2009060121 A JP2009060121 A JP 2009060121A JP 2008264035 A JP2008264035 A JP 2008264035A JP 2008264035 A JP2008264035 A JP 2008264035A JP 2009060121 A JP2009060121 A JP 2009060121A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
metal
capacitor
textured
depositing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008264035A
Other languages
English (en)
Inventor
Donald L Yates
イェイツ、ドナルド、エル.
Garry A Mercaldi
マーカルディ、ギャリー、エー.
James J Hofmann
ホフマン、ジェームズ、ジェイ.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Micron Technology Inc
Original Assignee
Micron Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Micron Technology Inc filed Critical Micron Technology Inc
Publication of JP2009060121A publication Critical patent/JP2009060121A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/60Electrodes
    • H01L28/65Electrodes comprising a noble metal or a noble metal oxide, e.g. platinum (Pt), ruthenium (Ru), ruthenium dioxide (RuO2), iridium (Ir), iridium dioxide (IrO2)
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/60Electrodes
    • H01L28/82Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/60Electrodes
    • H01L28/82Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
    • H01L28/84Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation being a rough surface, e.g. using hemispherical grains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/60Electrodes
    • H01L28/82Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
    • H01L28/90Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions
    • H01L28/91Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions made by depositing layers, e.g. by depositing alternating conductive and insulating layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/033Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

【課題】DRAMセルのキャパシタ下部電極の形成方法、及び該方法により形成されたキャパシタの提供。
【解決手段】コンテナの絶縁層の上に炭化水素ブロック及びシリコン含有ブロックを含む高分子材料を堆積してテクスチャライジング層38”を形成し、紫外線照射及びオゾンへの暴露によりレリーフ又はポーラス・ナノ構造へ高分子フィルムを変換して、テクスチャライジングされたポーラス又はレリーフのシリコンオキシカーバイドフィルムを得る。次いで、前記テクスチャライジング層の上に導電材料40”を堆積させ、下部電極が上部粗面を有する。別の態様において、第一及び第二の導電金属層を堆積させ、該金属層をアニーリングして周期的ネットワークとして構造化された表面転位を形成し、前記テクスチャライジング下層を形成し、導電金属を気相堆積させて前記テクスチャライジング層の表面転位の上に凝集して、アイランドクラスタ形態のナノ構造を形成する。
【選択図】図3F

Description

本発明は、一般に、半導体デバイスに関し、そしてより詳細には、特に、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)セル構造及びDRAMセル構造を組み込む集積回路を形成するための用途における、半導体キャパシタ構造及び半導体キャパシタを形成する方法に関する。
集積回路の継続する高密度化及び小型化により、半導体メモリデバイスとして使用することができる面積はより小さくなった。例えば、高密度ダイナミックランダムアクセスメモリセル(DRAM)の作製において、メモリセルの記憶ノード(キャパシタ)に対して使用できる面積は小さい。しかしながら、キャパシタは、メモリセルの動作を保証するために最小の記憶容量を有していなければならない。デバイスがより速い速度でより多くの機能を実行することができるようにするには、記憶の増加も必要である。
限られた空間内でキャパシタの記憶面積を増加させるための技術がいくつも開発されてきた。例えば、トレンチ内に又は積層構造としてキャパシタを形成することによって、表面積の増加がなされてきた。記憶ノードを形成する下部電極の表面粗さを増加させることによっても、キャパシタの表面積増加が行われてきた。
半球グレイン(hemispherical grain)(HSG)ポリシリコンの層として下部電極を形成することに関し、粗い上面を形成することによって電極表面積を増加させるための一つの従来法を、図1A〜1Dに示す。図1Aを参照すると、DRAMキャパシタを形成するための予備的な処理段階における半導体ウエハフラグメント10が示されている。ウエハフラグメント10は、半導体材料12(例えば、単結晶シリコン)とそれに隣接して形成された窒化物スペーサー18を有するワード線14、16とを含んでいる。基板材料12内の拡散領域20は、ワード線14、16の間に配置され、そしてワード線14、16によって包含される(comprised)トランジスタゲートにより電気的に接続されている。絶縁層22、例えば、ボロホスホシリケート(borophosphosilicate)ガラス(BPSG)は、半導体材料12及びワード線14、16上に形成されている。ドープされた多結晶質プラグ24は、絶縁層22を通って形成され、ワード線14、16の間の拡散領域20とキャパシタとの間に電気的コンタクトを与えている。コンタクト開口26は、絶縁層22を通ってプラグ24まで形成されている。高濃度に(heavily)ドープされた及び実質的に非晶質又は擬似結晶質の薄いシリコン層28が、絶縁層22及びプラグ24の上に堆積されている。
従来法に係る図1Bを参照すると、ドープされていない非晶質又は擬似結晶質シリコン層30が、ドープされた非晶質又は擬似結晶質シリコン層28の上に堆積されている。次いで、図1Cに示すように、ウエハフラグメント10がシリコン供給源気体、例えば、シラン又はジシラン(矢印32)に暴露されて、ドープされていない非晶質又は擬似結晶質シリコン層30の表面内に導入されそして該表面上に分布されるシリコン結晶のシード(seed)層又は核形成(nucleation)中心を形成し、それに続く半球グレイン成長を促進する。次いで、ウエハフラグメント10を熱的にアニーリングして、ドープされていない非晶質又は擬似結晶質シリコン層30を、シード層のランダムに分布したシリコン結晶によって促進される結晶構造に変換する。前記熱処理は、多結晶質シリコンをシード結晶の周りに凝集させてHSGポリシリコン34を形成し、その結果、図1Dに示す記憶ノード構造36を生じさせる。図示していないが、次いで、前記構造の上に薄いセル誘電層を形成し、続いて第二のセルプレート(すなわち、頂部電極)、典型的には、導電的に(conductivel
y)ドープされたポリシリコン又は金属ベース層を形成することによってDRAMセルを完成させる。
HSGポリシリコンは下部キャパシタ電極の表面積を増加させるが、キャパシタ表面積を増加させるための現行のHSG型方法は、物理的限界に近づいている。HSGシリコンを用いてコンテナ型キャパシタ構造を形成することの欠点は、表面積を増加させるのに必要な形態が導電フィルムの不正確な物理的変換の作用であることである。次世代パーツ型に必要な表面積拡大を得るのに必要とされるHSGシリコン形態は、過剰消費される(over-consumed)、構造的に不安定である球状グレイン形成に近い。現行の技術では、整列された(ordered)HSGシリコン形成を行うことができず、そしてウエハを横切る温度勾配に由来し及びガスフロー動態に由来する望ましくないパターンが表面積拡大に大きな変動性(variability)を生じさせる。変換されるグレインの不正確な配列(ordering)及び大きさは、問題となることがある。例えば、シリコンのグレインは成長し過ぎ、そして不連続で且つ孤立したアイランドを形成する。更に、HSGシリコン成長があまりに広範囲にわたりそしてコンテナの反対側まで伸びる場合、キャパシタプレートの表面積は減少する。更に、シーディング(seeding)は即時のものでなく一定の及び持続した時間を要するものであるので、シーディングの初めに形成されたグレインは、シーディング段階の最後に堆積されたシードから形成されるグレインより大きい。表面積を増加させるには、キャパシタプレートの表面の上に、より正確で且つ均一な粗さを付与することが望ましいであろう。
本発明は、一般的に、半導体作製技術に関し、そしてより詳細には、キャパシタ電極の形成に関する。
一つの観点において、本発明は、半導体デバイスのキャパシタにおける下部電極構造を形成する方法を提供する。該方法の一つの態様において、セル導電層を堆積させて下部電極を形成する前に、ナノメートルサイズのレリーフを有する構造(以下、「ナノレリーフ」と記す)、又は、ナノメートルサイズの多くの小孔を有するフィルム(以下、「ナノポーラスフィルム」と記す)の形態の、粗面化された層(以下、「テクスチャライジング層」と記す)を形成する。該テクスチャライジング層は、実質的に均一な寸法(例えば、高さ、大きさ)を有する表面構造の周期的ネットワーク(periodic network)及び/又はナノ構造(ナノメートルサイズの構造)の整列されたアレイを備えていることができる。
前記方法の別の態様において、オゾン分解及び紫外線暴露後にレリーフ又はポーラス構造に変換される前駆体としてコンテナ開口の絶縁層の上に高分子材料を堆積させて、その結果、絶縁性シリコンオキシカーバイドフィルムを含むテクスチャライジング(粗面化)された(textured)層を生じさせる。前記高分子材料は、炭化水素ブロック及びシリコン含有ブロックを含んでいる。シリコン含有ブロックに対する炭化水素ブロックの体積比を変化させて、レリーフ構造又はポーラス構造としてナノ構造を形成することができる。前記フィルムをパンチエッチング(例えば、RIE)して、導電材料(例えば、ポリシリコン、導電金属)の引き続く堆積のために、セルの底部において下に位置する(underlying)基板又は導電プラグに開口を開き、その結果、下部キャパシタ電極は上部粗面を有する。下部キャパシタ電極の形成後、前記構造を更に処理して、誘電層を堆積させそして該誘電層の上に上部キャパシタ電極を形成することによってキャパシタを完成させる。該キャパシタは、有効にDRAMセルに内蔵することができる。
本発明の方法の別の態様において、導電層を堆積させて下部キャパシタ電極を形成する前に、導電材料からテクスチャライジング下層を作製する。テクスチャライジング下層の形成において、コンテナ開口の絶縁層の上に第一の導電金属を堆積させ、該第一の金属層の上に第二の異なる導電金属を堆積させ、そして前記2つの金属層をアニーリングして、
その結果、好ましくは、ナノ構造物の周期的な及び整列されたアレイである、ひずみによって生じるレリーフパターン(以下、「ひずみレリーフパターン」と記す)中に、表面転位を含むテクスチャライジングされた層を生じさせる。次いで、前記テクスチャライジング層の上に気相の導電金属を堆積させ、それによって堆積金属は、島状のクラスタ(以下、「アイランドクラスタ」と記す)を形成する表面転位上に凝集する。好ましくは、テクスチャライジング層の表面転位を周期的ネットワークとして形成し、そして上に位置する導電層は金属アイランドクラスタの整列されたアレイを含む。次いで、誘電層を堆積させそして該誘電層の上に上部キャパシタ電極を形成することによって、キャパシタを完成させることができる。該キャパシタは、DRAMセルに内蔵することもできる。
別の観点において、本発明はキャパシタを提供する。キャパシタは、DRAMセルを備える回路を含む半導体回路に組み込むことができる。一つの態様において、キャパシタは、例えば、シリコンオキシカーバイドセラミック・ナノ構造を含むテクスチャライジング層の上に位置する導電層(例えば、ポリシリコン、導電金属)を備える下部キャパシタプレートと、該下部キャパシタプレートの上に位置する誘電層と、該誘電層の上に位置する上部キャパシタプレートとを備えている。テクスチャライジング層のナノ構造は、炭化水素ブロック及びシリコン含有ブロックを含む高分子材料の紫外線照射及びオゾン分解によって形成することができる。例えば、高分子材料のシリコン含有ブロックに対する炭化水素ブロックの体積比を変化させることによって、ポーラス(多孔)構造又はレリーフ構造、例えば、ストラット(strut)として、ナノ構造を付与することができる。
別の態様において、キャパシタは、導電金属テクスチャライジング層の上に位置する導電金属層を備える下部キャパシタ電極と、該下部(底部)電極の上に位置する誘電層と、該誘電層の上に位置する上部電極(例えば、ポリシリコン、導電金属)とを備えている。テクスチャライジング層は、上に位置する第一及び第二の導電金属の層をアニーリングすることによって形成される、導電金属を含む表面転位を含んでいる。導電金属層は、テクスチャライジング層の表面転位の上のクラスタ内に凝集する導電金属の気体状堆積物から形成される。好ましくは、テクスチャライジング層は表面転位の周期的ネットワークを含んでおり、そして上に位置する導電層は、金属アイランド構造の整列されたアレイを含んでいる。
別の観点において、本発明は、前記キャパシタのいずれかを組み込む集積回路(IC)デバイスを提供する。ICデバイスは、例えば、メモリセルのアレイと、内部回路と、メモリセルアレイの半導体基板内のアクティブ領域と電気的コンタクト状態にありそしてコンテナ開口内に形成されるキャパシタ少なくとも1つとを備えていることができる。一つの態様において、キャパシタは、炭化水素ブロック及びシリコン含有ブロックを含む高分子材料の紫外線照射及びオゾン分解によって形成される高分子シリコン含有セラミックからなるナノ構造を含むテクスチャライジング層の上に位置する導電層を備える下部キャパシタプレートを備えている。ICデバイスの別の態様において、キャパシタの下部キャパシタ電極は、上に位置する2つの異なる導電金属層のアニーリングされた層から形成された表面転位を含むテクスチャライジング下層と、該テクスチャライジング層の表面転位上への導電金属の気体状堆積物から形成された導電金属の凝集したアイランドクラスタを含む、上に位置する導電層とを備えていることができる。
有利なことに、本発明の方法は、HSGシード層形成に関して必要とされるランダムなシーディング及び熱的処理変換を必要とせず、そして下部キャパシタ電極の下層のトポグラフィー配列に対して高いレベルの制御を与える。HSGシリコン形成を用いてキャパシタを形成する従来法とは異なり、本発明の方法から得られるキャパシタのテクステャ(粗面構造)は、ランダムに創出されたものではなく、そして概して均一なパターン及び高さを有している。従って、キャパシタの大きさは、より限定的に設計し及び作製することが
でき、このことはメモリセルの作製を容易にする。更に、本発明の方法によれば、表面積を増加させるのに必要な形態は、HSGシリコンフィルムの場合におけるような導電フィルムの物理的変換の作用でなく、そして先在するトポグラフィー(表面の起伏)上へのコンフォーマルな導電層(すなわち、先在するトポグラフィーと同じトポグラフィーを有する導電層)の容易な堆積を可能とする。更に、HSGシリコン堆積及び熱的変換に必要な温度は、いずれの配線工程(back end-of-line)材料(金属)が許容することができる温度より高く、このことは、キャパシタの形成を、前記低温材料が堆積されるより前に限定する。本発明の方法は、低温で整列された粗さを創出することができ、そして従って、処理フロー中の何れの場所においてもキャパシタを形成することができるという利点を有している。
以下に、説明の目的のためだけである添付図面を参照しながら、本発明の好ましい態様を記載する。図面の全体にわたり、参照符号を図面に用い、そして同じ参照符号は、いくつかの図面の全体にわたり及び本明細書中で同じ又は同様な部分を示すように用いる。
本発明の好ましい態様を説明するためだけの目的の図面であって、本発明を限定するための目的ではない図面を参照しながら、本発明を一般的に説明する。図面は、本発明による半導体デバイスの作製に用いるための処理段階を示している。処理段階が全作製過程の一部のみであることは、容易に明白であろう。
本明細書において、用語「半導体ウエハフラグメント」又は「ウエハフラグメント」又は「ウエハ」は、限定的でなく、バルクの半導体材料、例えば、半導体ウエハ(単独又はウエハに他の材料を含むアセンブリーで)、及び半導体材料層(単独又は他の材料を含むアセンブリーで)を含む半導体材料を含むいずれかの構成を意味するものと理解されたい。用語「基板」は、限定的でなく、前記半導体ウエハフラグメント又はウエハを含むいずれかの支持構造を称する。
DRAMセルのキャパシタ中に下部電極を形成する方法における、本発明による方法の第一の態様を、図2A〜2Hを参照しながら記載する。
図2Aを参照すると、キャパシタの形成の予備的処理段階におけるウエハフラグメント10’が示されている。進行中の(in progress)ウエハフラグメント10’は、半導体ウエハ基板又はウエハを、その上に形成される半導体層1つ以上又は他の形成物を含む種々の処理層、及び半導体デバイスのアクティブ又は動作性部分と共に備えていることができる。
ウエハフラグメント10’は、基板12’、例えば、単結晶シリコンと、ワード線14’、16’と、ワード線間で基板12’に形成された拡散領域(アクティブ領域)20’とを備えており、該拡散領域は、ソース/ドレーン領域の形態で存在している。BPSGの層22’又は他の適当な絶縁材料を基板12’及びワード線14’、16’の上に堆積させた。キャパシタ52’と拡散領域20’との間の電気的コンタクトとして絶縁層22’を通る開口中に、ドープされた多結晶を含むプラグ24’を堆積させた。前記構造は、当業界において公知であり及び使用される常法によって形成することができる。コンテナ開口、すなわち側壁36’及び底部部分37’を有する開口26’を、通常に、絶縁層22’中にエッチングしてプラグ24’を露出させた。
図2Bに示すように、本発明のこの態様により、絶縁層22’の上にテクスチャライジング層38’として、絶縁性シリコンオキシカーバイドセラミックを含む3次元セラミック・ナノ構造化されたフィルムを形成し、引き続いて堆積される導電層40’の表面積を増加させる。前記構造は、例えば、チャン(Chan)ら,Science,286:1716-1719(1999),及
びフェリー-ボビン(Phely-Bobin)ら,Adv.Mater.,12(17):1257-1261(2000)に記載されている。
テクスチャライジング層38’の構造及びトポグラフィーは、テクスチャライジング層の形成に用いられる高分子材料、濃度及び処理パラメータにより変化させることができる。さらに詳細には、例えば、高分子材料、共重合体濃度、及び堆積される高分子層を硬化させるのに用いられるパラメータを変化させることによって、ポーラス(多孔)構造又はレリーフ構造、例えば、特に、ストラット(柱状)、ジャイロイド(螺旋状)の形態の、所望の種々のナノ構造を与えるようにテクスチャライジング層38’を作製することができる。更に、共重合体/高分子材料の分子量を変化させることによって、小孔サイズ及び特に面積の範囲を得ることができる。得られるテクスチャライジング層は、均一な高さ及び断面寸法を通常に有する高密度のナノ構造を含んでいる。好ましくは、得られるナノ構造は、3次元における周期性を有して高度に(highly)整列されている。
高分子材料は、炭化水素ブロック及びシリコン含有ブロックを含んでいる。テクスチャライジング層38’のナノ構造を形成するための高分子材料の例は、A1BA2型のシリコン含有トリブロック共重合体〔ここで、「A」共重合体は、炭化水素ブロック、例えば、ポリイソプレンであり、そして「B」共重合体は、シリコン含有ブロック、例えば、ポリ(ペンタメチルジシリルスチレン)(ポリ(PMDSS))である〕を含んでいる。前記高分子材料は、チャン(Chan)らによる前記文献(1999)に記載されている。他の有用な高分子材料は、フェリー-ボビン(Phely-Bobin)らによる文献(2000)に記載のポリ(ジメチルシロキサン)、及びパリレン、例えば、パリレン−N(PA−N)及びPA−F、ポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標))、及びポリナフタレンを含んでいる。
テクスチャライジング層は、ブロック共重合体前駆体中のシリコン含有ブロックに対する炭化水素ブロックの体積比を変化させることにより、ポーラス構造又はレリーフ構造として作製することができる。例えば、24/100/26(kg/モル)のトリブロック共重合体(A1BA2)組成を用いて、シリコン含有ブロック(例えば、ポリ(PMDSS))のマトリックス中に二重ジャイロイド(二重螺旋)形態の炭化水素ブロック(例えば、ポリイソプレン)ネットワークを形成し、そして続いて硬化させナノポーラス構造を形成することができる。比較のため、44/168/112(kg/モル)のトリブロック共重合体(A1BA2)組成を用いて、ナノレリーフ構造に変換することができる、炭化水素ブロック(例えば、ポリイソプレン)のマトリックス中に逆二重ジャイロイド形態のシリコン含有ブロック(例えば、ポリ(PMDSS))ネットワークを形成することができる。
テクスチャライジング層38’を形成するために、コンテナ開口26’の側壁36’を含む絶縁層22’の上に、及びプラグ24’の上に、高分子材料を堆積させる。例えば、蒸着重合(vapor deposition polymerization)(VDP)、スピンオン(spin-on)法、又はラングミュア・ブロジェット(L−B)法を含む当業界において公知であり及び使用される常法によって、高分子材料を堆積させることができる。次いで、高分子層を紫外線(UV)照射及びオゾン(O3)に暴露して、その結果、図示した態様(図2B)においてストラットの形態である、テクスチャライジング層38’を形成するレリーフ又はポーラスのナノ構造を生じさせる。
一つの態様において、当業界において従来より知られており及び使用される蒸着重合(VDP)によって、絶縁層22’の上に高分子材料を堆積させることができる。簡潔に記載すると、通常のVDPは、原料材料又は前駆体を加熱して分子を気化させ、高温での熱分解により蒸気を単量体に分解し、そして次いで蒸着室(deposition chamber)中で基板上に単量体を凝縮及び重合させることによって実施することができる。例えば、粉末ジ−p
−キシレン(二量体)を約150℃まで加熱して分子を気化させ、温度約650℃での熱分解により蒸気を単量体に分解し、そして次いで、50mTorrにおいて低分解速度約50〜70オングストローム/分及び室温でシリコン基板上に単量体を堆積させることによるVDPによって、パリレン−N(PA−N)フィルムを堆積させることができる。
例えば、米国特許第6,022,595号(マクドナルド(McDonald)ら)(その参照をもって本文献の開示内容が本明細書に含まれる)に記載の電界増加型(field enhanced)
蒸着重合(FEVDP)によって、高分子フィルムを堆積させることもできる。FEVDPにおいて、基板上への高分子フィルムの蒸着重合の速度を高めるために電界を用いる。簡潔に記載すると、基板を電圧源に接続して平行プレートキャパシタの2つの電極のうちの1つを形成し、そしてパラメータ、例えば、圧力及び温度が予め定められたレベルに維持される真空室内にキャパシタを置く。堆積させるべき所望の高分子フィルムの気体状単量体を前記室に供給し、そしてキャパシタの電極又はプレートの間にフローさせる。本発明に有用な前記高分子の例は、パリレン、例えば、PA−N及びPA−F、テフロン(登録商標)(すなわち、ポリテトラフルオロエチレン)、及びポリナフタレンを含んでいる。電極に十分な電圧をかけて、単量体をその化学的結合を破壊することなしに分極させるように働く電界を電極間に発生させると、分極した単量体は反応してウエハの上に高分子フィルムを形成する。ウエハを回転させて、堆積の間に厚さの均一性を高めることができる。
FEVDPによる高分子フィルムの堆積の一例において、シリコン基板上へのポリ−p−キシレン(PA−N)フィルムの典型的な堆積条件は、以下のとおりである:平行プレートキャパシタを用い、前駆体温度約120〜150℃、反応温度約650℃、基板温度約25℃、堆積圧力約50mTorr、堆積時間約50分、及び電界強度0〜600V/cm。室がベース圧力を超えてその圧力を増加させ始めたときに、電界をかける。
通常の装置及び処理段階を用いて絶縁層22’上に高分子材料の溶液をスピンコートするスピンオン法によって、高分子材料を堆積させることもできる。前記適用(application)において、自立ポスト型(free-standing post-type)キャパシタが構成されるであろう。スピンオン堆積の典型的パラメータは、ウエハ回転約500rpm〜5,000rpm、及び有機溶媒、例えば、トルエン又はクロロホルム中に高分子材料約4〜約6重量%を含む溶液を含んでいる。
ウエハを水中に入れ(submerge)、次いで空気/水界面を通して引き上げる垂直移動(vertical transfer)法を用いて、高分子材料を水面上に懸濁しそして絶縁層の表面上にフィルムとして移す、通常のラングミュア・ブロジェット(L−B)堆積法を用いて、高分子材料を堆積させることもできる。
堆積後、室温において適当な時間、例えば、約60〜約90分間、フローするオゾン雰囲気(2%)及び紫外(UV)線(好ましくは、254nm)に同時に、高分子フィルム層を暴露する。酸化環境(オゾン及び紫外線、又は酸素プラズマ)への暴露により、炭化水素ブロック部分の選択的除去及びシリコン含有ブロックのシリコンオキシカーバイドセラミック・ナノ構造への変換が生じ、その結果、テクスチャライジング層38’が得られる。図2Bに示すように、テクスチャライジング層は、ストラットの形態である。シリコン含有ブロックに対する炭化水素ブロックの相対的体積比は、ナノポーラス又はナノレリーフ構造のいずれが生じるかを変えることができる。
図2Cに示すように、続いて堆積される導電フィルムがプラグ24’を電気的コンタクト状態にあるようにするため、絶縁テクスチャライジング層38’の一部を除去して、プラグ24’の上に位置するコンテナ開口26’の底部37’をクリアにする。これによっ
て、基板12’中の拡散領域20’から、プラグ24’を通り、そして直後に形成される下部電極42’までの導電経路が保証される。例えば、セル側壁36’の上にテクスチャライジングされたフィルムを残して、セルの底部37’及び水平ウエハ表面39’を含む、水平表面から材料を除去する、通常のドライエッチング、例えば、反応性イオンエッチング(RIE)又はスパッタエッチングを用いるパンチエッチングによって、テクスチャライジング層38’を除去することができる。
ここで図2Dを参照すると、テクスチャライジング層38’上のウエハ上に及びプラグ24’上にコンフォーマルに(conformally)導電層40’を堆積させて下部電極42’を形成する。典型的な導電材料は、ドープされた非晶質、多結晶質、及び擬似結晶質シリコン、又は導電金属、例えば、タングステン、白金、チタン、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、タンタル(Ta)、及び他の同様な元素及びその合金(例示の態様においてはポリシリコンである)を含んでいる。導電金属に対して、常法、例えば、化学的気相成長法(CVD)、又は物理的気相成長法(例えば、スパッタリング)を用いて、導電金属を堆積させることができる。導電層40’のテクスチャは、下に位置するテクスチャライジング層の構造及びトポグラフィーに基づいて一般的に予測することができる。好ましくは、導電層40’は、一般的に規則的なパターン及び均一な高さを有するテクスチャを有している。
図2Eを参照すると、次の研磨(polishing)段階のスラリーがセル開口内に入りそしてセルに混入することを防止するために、好ましくは、バリヤ層44’を堆積させてコンテナ開口26’を充填する。典型的なバリヤ層44’は、レジスト材料、例えば、ノボラック(novolak)高分子樹脂を含んでいる。
図2Fを参照すると、次いで、ウエハフラグメント10’は平坦化されて絶縁層22’の水平表面39’から導電層40’が除去される。前記平坦化は、例えば、通常の化学機械的研磨(CMP)法によって達成することができる。
次いで、常法を用いてコンテナ開口26’からバリヤ層(例えば、レジスト)44’を除去して、その結果、図2Gに示す下部電極42’を得る。非金属(シリコン)キャパシタ構成に対して典型的なレジスト除去法は、ウエハを硫酸(H2SO4)及び酸化剤、例えば、過酸化水素(H22)の溶液に浸漬するピラニア(piranha)ウェットエッチングである。金属キャパシタ構成に対して、レジストストリッピングとして、有機溶媒、例えば、ST22及びST26(ATMI社(ATMI,Inc.)、ダンベリー(Danbury)、コネチカット州)及びALEG820(マリンクロト・ベーカー(Mallinckrodt Baker)、ニュージャージー州)を用いることができる。
当業者に周知の技術を用いて、引き続きの処理段階を実施する。ウエハフラグメント10’をフッ化水素酸(HF)洗浄に付して、例えば、当業界に公知の常法により、HF溶液中にウエハを浸漬することによって又はHF蒸気処理によって、下部(底部)電極42’上に形成されていることがある元からある(native)酸化物を除去する。
図2Hを参照すると、典型的には、CVDによって、下部電極42’の粗面の上に、薄い誘電層48’をコンフォーマルに堆積させる。シリコンキャパシタに対して、誘電層48’は、典型的は、窒化ケイ素(Si34)を含んでいる。金属キャパシタに対して、典型的な誘電層48’は、五酸化タンタル(Ta25)である。次いで、誘電層48’の上に導電材料を堆積させて頂部(上部)キャパシタプレート電極50’を形成する。頂部電極50’は、導電材料、例えば、ドープされたポリシリコン又は導電金属を含んでいる。金属プレートに対して、常法、例えば、CVD、又は物理的気相成長法(例えば、スパッタリング)によって、誘電層48’の上に導電材料を堆積させてキャパシタ構造52’を
完成させることができる。
ここで、図3A〜3Fを参照しながら、キャパシタ52"中に下部電極42"を形成することに関して、本発明の方法の第二の態様を記載する。図3Aを参照すると、ウエハフラグメント10’と同様に、予備的処理段階のウエハフラグメント10"が示されている。ウエハフラグメント10"は、基板12"、ワード線14"、16"、拡散領域20"、絶縁層22"、プラグ24"、及びコンテナ開口26"を含む。
図3Bを参照すると、第一の導電金属を、絶縁層22"の上にコンフォーマルに堆積させて下層54"を形成する(示した例において第一の導電金属は白金(Pt)である)。常法を用いて、例えば、化学的気相成長法(CVD)、又は物理的気相成長法(例えば、スパッタリング)によって、第一の導電金属を堆積させることができる。
次いで、下層54"の上に第一の導電金属とは異なる第二の導電金属の連続的単層56"を堆積させることによってテクスチャライジング層38"を形成する(示した例において第二の導電金属は銀(Ag)である)。図3Bに示した例において、2つの銀の単層56"が示されている。常法、例えば、化学的気相成長法(CVD)、蒸着(evaporation)(クヌーセン・セル)、又は物理的気相成長法(例えば、スパッタリング)を用いて第二の導電金属を堆積させることができる。好ましくは、銀(Ag)の単層を、温度約400Kで堆積させる。
次いで、Ag及びPt金属層を温度約800Kまでアニーリングし、その結果、図3Cに示すテクスチャライジング層38"を得る。アニーリングの間、Ag原子は、下に位置するPt原子と整列(align)しようとする。アニーリングは、Pt下層54"及びAg上層56"の間に格子不整合を生じさせ、その結果、Ag原子がPt層54"上で十分に対称的なひずみレリーフパターン又は格子を形成するように強いる圧縮ひずみを生じる。形成されるひずみレリーフパターンは、例えば、複数のユニットセルを含む三方晶系(trigonal)転位ネットワークであることができる。好ましくは、テクスチャライジング層38’は、2次元構造の整列されたアレイとして表面転位の周期的ネットワークを含んでいる。前記構造は、例えば、ブロマン(Bromann)ら,Eur.Phys.J.D.,9:25-28(1999)に記載されている。
図3Dを参照すると、テクスチャライジング層38"を形成した後、次いで、テクスチャライジング層38"の上に、導電金属(示した例では銀である)の層40"を気相で堆積させて下部電極42"を形成することができる。常法により、好ましくは、蒸着法により、導電金属を気体状で堆積させる。
テクスチャライジング層38"の転位(レリーフ)構造又はナノ構造の斥力は、堆積金属を凝集させそしてアイランドクラスタを形成させる。導電金属層40"のアイランド形成は、増加容量に有効である全キャパシタ構造の表面積を増加させる。得られる導電層40"は、導電金属を含む、概ね等しく隔置された(spaced)構造を含んでいる。気体状の銀は、低温である約100K〜約130Kで堆積させることが好ましい。このことにより、好ましくは、一つのアイランドクラスタが、下に位置するテクスチャライジング層の各ネットワークユニットセル内で核となる(nucleate)、高密度のクラスタアイランドが達成される。
記載したAgクラスタアレイの他に、導電層40"は、例えば、他の金属の組み合わせの中で、白金(Pt)下層上に堆積された単層の銅(Cu)をアニーリングすることによって形成されるテクスチャライジング層38"上のコバルト(Co)クラスタを含んでいることができる。
テクスチャライジング層38"のレリーフパターンは、堆積する金属導電上層40"に対する「シード」層として働く。しかしながら、現行のHSG形成とは異なり、「シーディング(seeding)」はランダムでなく、そして金属上層40"のクラスタ配置は、より正確に整列される。
下部電極42"を形成した後、当業者に周知の技術を用いて引き続きの処理段階を実施してキャパシタを完成させる。図3Eを参照すると、コンテナ開口26"にバリヤ(レジスト)層44"を充填し、そして、例えば、CMPによって絶縁層22"の水平表面39"から導電金属層40"を除去する。次いで、図3Fに示すように、コンテナ開口26"からバリヤ層44"を除去し、そして下部(底部)電極42"の表面から元からある酸化物を除去するように設計された洗浄処理、例えば、HF洗浄を実施する。下部電極42"の上に薄い誘電層(例えば、Ta25)48"をコンフォーマルに堆積させ、そして導電材料(例えば、導電金属)を堆積させて頂部電極50"を形成してキャパシタ構造52"を完成させる。頂部電極は、ハイブリッド金属/絶縁体/シリコンキャパシタを生じるポリシリコンを含んでいることもできる。
法令に従って、構造的及び方法的特徴に関して本発明を多少なりとも明確に言語により記載してきた。しかしながら、本明細書に開示した手段は、本発明を実施する上での好ましい形態を含むものであるので、本発明は、示し及び記載した特定の特徴に限定されるものでないことが理解されよう。従って、本発明は、均等論に基づき適正に解釈される特許請求の範囲内の総ての形態又は変形を含むものである。
キャパシタ電極を形成する従来法による処理順序の予備的段階における半導体ウエハの横断面略図である。 従来法によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図1Aのウエハフラグメントの図である。 従来法によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図1Aのウエハフラグメントの図である。 従来法によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図1Aのウエハフラグメントの図である。 処理順序の予備的段階における半導体ウエハの横断面略図である。 本発明の方法の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図2Aのウエハフラグメントの図である。 本発明の方法の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図2Aのウエハフラグメントの図である。 本発明の方法の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図2Aのウエハフラグメントの図である。 本発明の方法の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図2Aのウエハフラグメントの図である。 本発明の方法の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図2Aのウエハフラグメントの図である。 本発明の方法の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図2Aのウエハフラグメントの図である。 本発明の方法の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図2Aのウエハフラグメントの図である。 処理順序の予備的段階における半導体ウエハの横断面略図である。 本発明の方法の別の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図3Aのウエハフラグメントの図である。 本発明の方法の別の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図3Aのウエハフラグメントの図である。 本発明の方法の別の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図3Aのウエハフラグメントの図である。 本発明の方法の別の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図3Aのウエハフラグメントの図である。 本発明の方法の別の態様によるキャパシタ電極の作製を示す、続く及び順次の処理段階における図3Aのウエハフラグメントの図である。
符号の説明
10・・・半導体ウエハフラグメント
12・・・半導体材料
14,16・・・ワード線
20・・・拡散領域
22・・・絶縁層
24・・・プラグ
26・・・開口
28・・・ドープされた非晶質又は擬似結晶質シリコン層
30・・・ドープされていない非晶質又は擬似結晶質シリコン層
34・・・HSGポリシリコン
36・・・記憶ノード構造
10’・・・ウエハフラグメント
12’・・・基板
14’,16’・・・ワード線
20’・・・拡散領域
22’・・・絶縁層
24’・・・プラグ
26’・・・開口
36’・・・側壁
37’・・・底部
38’・・・テクスチャライジング層
40’・・・導電層
42’・・・下部電極
44’・・・バリヤ層
48’・・・誘電層
50’・・・頂部電極
52’・・・キャパシタ
10’’・・・ウエハフラグメント
12’’・・・基板
14’’,16’’・・・ワード線
20’’・・・拡散領域
22’’・・・絶縁層
24’’・・・プラグ
26’’・・・コンテナ開口
38’’・・・テクスチャライジング層
39’’・・・水平表面
40’’・・・導電層
42’’・・・下部電極
44’’・・・バリヤ層
48’’・・・誘電層
50’’・・・頂部電極
52’’・・・キャパシタ
54’’・・・下層
56’’・・・上層

Claims (46)

  1. 下部キャパシタ電極を形成する方法であって、
    基板の上に第一の金属層を堆積させること、
    前記第一の金属層の上に1つ以上の第二の金属層を堆積させること、及び
    前記第一及び第二の金属層をアニーリングすること、
    によってテクスチャライジング層を形成することと、
    前記テクスチャライジング層の上に気相で第三の金属層を堆積させて、前記下部キャパシタ電極を形成することと、
    を含む方法。
  2. 下部キャパシタ電極を形成する方法であって、
    基板の上に第一の金属層を堆積させ、前記第一の金属層の上に第二の金属層を堆積させ、そして前記第一及び第二の金属層をアニーリングして金属含有ナノ構造の周期的ネットワークを形成することによって、テクスチャライジング層を形成することと、
    前記テクスチャライジング層の上に気相で第三の金属層を堆積させて、前記下部キャパシタ電極を形成することと、
    を含む方法。
  3. 基板の上に位置する絶縁層内の開口中に下部キャパシタ電極を形成する方法であって、
    前記絶縁層の上に第一の金属層を堆積させることと、
    前記第一の金属層の上に第二の金属層を堆積させることと、
    前記第一及び第二の金属層をアニーリングして、周期的に配列されるナノ構造を含むテクスチャライジング層を形成することと、
    前記テクスチャライジング層の上に気相で第三の金属層を堆積させ、該堆積する第三の金属層が前記テクスチャライジング層の上に凝集してクラスタを形成することと、
    を含む方法。
  4. 基板と、該基板の上に位置する絶縁層と、該絶縁層中の開口内にあり且つ前記基板内のアクティブ領域と電気的コンタクト状態にある導電プラグと、前記絶縁層を通って前記導電プラグの表面まで延びるコンテナ開口とを備える半導体デバイスにおけるキャパシタを形成する方法であって、
    前記絶縁層の上に第一の金属層を形成し、前記第一の金属層の上に第二の金属層を形成し、そして前記第一及び第二の金属層をアニーリングして前記絶縁層の上に金属含有表面転位を形成することによって、テクスチャライジング下層を形成することと、
    前記テクスチャライジング層の上に気相で第三の金属層を堆積させることによって前記テクスチャライジング層の上に導電層を形成して下部キャパシタ電極を形成し、前記堆積する第三の金属層が前記テクスチャライジング層の上に凝集して前記テクスチャライジング層の表面転位の上にアイランドクラスタを形成することと、
    バリヤ層を形成して前記コンテナ開口を充填することと、
    前記絶縁層の水平表面から前記金属層を除去することと、
    前記コンテナ開口から前記バリヤ層を除去することと、
    前記下部電極の上に誘電層を形成することと、
    前記誘電層の上に上部キャパシタ電極を形成することと、
    を含む方法。
  5. 前記堆積する第三の金属層が前記テクスチャライジング層の上でクラスタへと凝集する、請求項1又は2に記載の方法。
  6. 前記第三の金属層を堆積させた結果、前記テクスチャライジング層の上に複数のアイラ
    ンドクラスタが形成される、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  7. 前記テクスチャライジング層がひずみレリーフパターンを含む、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  8. 前記第一の金属を堆積させることが、化学気相成長又は物理気相成長によるものである、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  9. 前記第二の金属を堆積させることが、化学気相成長、蒸着、又は物理気相成長によるものである、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  10. 前記第二の金属を堆積させることが、前記第二の金属の複数の単層を堆積させることを含む、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  11. 前記第三の金属を蒸着法によって堆積させる、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  12. 前記第一の金属が白金を含む、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  13. 前記第二の金属が銀及び銅からなる群より選ばれる、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  14. 前記第二及び第三の金属が銀を含む、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  15. 前記第一の金属が白金であり、そして前記第二の金属が銅であり、そして前記第三の金属がコバルトである、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  16. 前記第三の金属層を堆積させることの後に、
    前記下部キャパシタ電極の上に誘電層を形成することと、
    前記誘電層の上に上部キャパシタ電極を形成することと、
    を更に含む、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  17. 前記基板が拡散領域を含み、そして導電プラグを、前記絶縁層を通る開口中に且つ前記拡散領域及び下部キャパシタ電極と電気的コンタクト状態に形成する、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  18. 前記キャパシタをDRAMセルに内蔵する、請求項1、2、3、又は4に記載の方法。
  19. 前記第三の金属層を堆積させることの後に、バリヤ層を形成して前記コンテナ開口を充填することと、前記絶縁層の水平表面から前記下部キャパシタ電極の前記金属層を除去することと、前記コンテナ開口からバリヤ層を除去することと、を更に含む、請求項3に記載の方法。
  20. 前記バリヤ層がレジスト材料を含む、請求項19に記載の方法。
  21. テクスチャライジング層の上に位置する導電層を備える下部キャパシタプレートであって、前記テクスチャライジング層は実質的に均一な寸法のナノ構造の整列されたアレイ中に少なくとも二つの金属のアニーリングされた層を備える、下部キャパシタプレートと、
    前記下部キャパシタプレートの上に位置する誘電層と、
    前記誘電層の上に位置する上部キャパシタプレートと、
    を備えるキャパシタ。
  22. 前記導電層が複数の金属アイランドクラスタを含む、請求項21に記載のキャパシタ。
  23. テクスチャライジング層の上に位置する導電層を備える下部キャパシタプレートであって、前記テクスチャライジング層はアニーリングされた金属を含む表面転位を含み、前記上に位置する導電金属層は前記テクスチャライジング層の前記表面転位の上の金属のクラスタを含む、下部キャパシタプレートと、
    前記下部キャパシタプレートの上に位置する誘電層と、
    前記誘電層の上に位置する上部キャパシタプレートと、
    を備えるキャパシタ。
  24. テクスチャライジング層の上に位置する導電層を備える下部キャパシタプレートであって、前記テクスチャライジング層は絶縁層の上に位置するアニーリングされた金属を含む表面転位の周期的ネットワークを備え、前記導電層は前記テクスチャライジング層の前記表面転位の上のナノ構造の整列されたアレイを備える、下部キャパシタプレートと、
    前記下部キャパシタプレートの上に位置する誘電層と、
    前記誘電層の上に位置する上部キャパシタプレートと、
    を備えるキャパシタ。
  25. テクスチャライジング層の上に位置する導電層を備える下部キャパシタプレートであって、前記テクスチャライジング層は表面転位を含む第一及び第二の金属のアニーリングされた層を備え、前記導電層は前記テクスチャライジング層の前記表面転位の上に金属の凝集されたアイランドクラスタを備える、下部キャパシタプレートと、
    前記下部キャパシタプレートの上に位置する誘電層と、
    前記誘電層の上に位置する上部キャパシタプレートと、
    を備えるキャパシタ。
  26. 前記テクスチャライジング層がひずみレリーフパターンを備える、請求項23、24、又は25に記載のキャパシタ。
  27. 前記テクスチャライジング層が、複数のユニットセルを含む三方晶系転位ネットワークを備える、請求項23、24、又は25に記載のキャパシタ。
  28. 前記上に位置する導電層が、前記転位ネットワークの単一のユニットセル内にアイランドクラスタ1つを含む、請求項27に記載のキャパシタ。
  29. 前記テクスチャライジング層が第一及び第二の金属のアニーリングされた層を含み、前記第一の金属が白金からなる群より選ばれ、そして前記第二の金属が銀及び銅からなる群より選ばれる、請求項23、24、又は25に記載のキャパシタ。
  30. 前記テクスチャライジング層が白金及び銀のアニーリングされた層を含み、前記上に位置する導電層が銀を含む、請求項23、24、又は25に記載のキャパシタ。
  31. 前記テクスチャライジング層が白金及び銅のアニーリングされた層を含み、前記上に位置する導電層がコバルトを含む、請求項23、24、又は25に記載のキャパシタ。
  32. 前記上部キャパシタプレートがドープされたポリシリコンを含む、請求項23、24、又は25に記載のキャパシタ。
  33. 前記上部キャパシタプレートが金属を含む、請求項23、24、又は25に記載のキャパシタ。
  34. 前記キャパシタがDRAMセルに内蔵される、請求項23、24、又は25に記載のキャパシタ。
  35. 前記テクスチャライジング層が第一及び第二の金属のアニーリングされた層を含み、前記上に位置する導電層が第三の金属の気体状堆積物を含む、請求項23、24、又は25に記載のキャパシタ。
  36. 前記導電層が第三の金属の気体状堆積物を含んで、前記凝集されたアイランドクラスタを形成する、請求項25に記載のキャパシタ。
  37. 請求項23、24、又は25に記載のキャパシタを備える、半導体回路。
  38. 前記ナノ構造が周期的ネットワークを形成し、前記上に位置する導電層がアイランドクラスタの整列されたアレイを備える、請求項37に記載の半導体回路。
  39. メモリセルのアレイと、
    内部回路と、
    絶縁材料内の開口中にあり且つ前記メモリセルアレイの半導体基板内のアクティブ領域と電気的コンタクト状態にある、請求項23、24、又は25に記載のキャパシタ少なくとも1つと、
    を備える集積回路。
  40. 半導体デバイスにおけるキャパシタを形成する方法であって、
    絶縁層の上に第一の金属を堆積させ、該第一の金属の上に第二の金属を堆積させ、そして前記第一及び第二の金属をアニーリングしてテクスチャライジング層を形成することと、
    前記テクスチャライジング層の上に導電層を形成することと、
    を含む方法。
  41. 前記テクスチャライジング層が、プラチナと、銀及び銅の少なくとも一方とを含む、請求項40に記載の方法。
  42. 前記テクスチャライジング層の上に前記導電層を形成することが、気相で金属を堆積させることを含む、請求項40に記載の方法。
  43. 前記導電層が金属アイランドクラスタを含む、請求項40に記載の方法。
  44. 半導体デバイスにおけるキャパシタを形成する方法であって、
    基板の上に第一の金属のコンフォーマル層を堆積させ、前記第一の金属層の上に第二の金属の1つ以上のコンフォーマル層を堆積させ、そして前記第一及び第二の金属層をアニーリングしてテクスチャライジング層を形成することと、
    前記テクスチャライジング層の上に気相で第三の金属層を堆積させることと、
    を含む方法。
  45. 前記第二の金属を堆積させることが、前記第二の金属の複数の単層を堆積させることを含む、請求項44に記載の方法。
  46. 半導体デバイスにおけるキャパシタを形成する方法であって、
    絶縁層中の開口内に第一の金属のコンフォーマル層を堆積させ、前記第一の金属層の上に第二の金属のコンフォーマル層を堆積させ、そして前記第一及び第二の金属層をアニーリングして前記開口内の前記絶縁層の上にテクスチャライジング層を形成することと、
    前記テクスチャライジング層の上に気相で第三の金属層を堆積させて下部キャパシタ電極を形成し、前記第三の金属層は前記テクスチャライジング層の上に凝集してナノ構造を形成することと、
    前記下部キャパシタ電極の上に誘電層を形成することと、
    上部キャパシタ電極を形成することと、
    を含む方法。
JP2008264035A 2002-01-16 2008-10-10 Dramセルキャパシタの電極表面積拡大方法 Pending JP2009060121A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/050,390 US6794704B2 (en) 2002-01-16 2002-01-16 Method for enhancing electrode surface area in DRAM cell capacitors

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003562941A Division JP4423541B2 (ja) 2002-01-16 2003-01-16 Dramセルキャパシタの電極表面積拡大方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009060121A true JP2009060121A (ja) 2009-03-19

Family

ID=21964982

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003562941A Expired - Fee Related JP4423541B2 (ja) 2002-01-16 2003-01-16 Dramセルキャパシタの電極表面積拡大方法
JP2008264035A Pending JP2009060121A (ja) 2002-01-16 2008-10-10 Dramセルキャパシタの電極表面積拡大方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003562941A Expired - Fee Related JP4423541B2 (ja) 2002-01-16 2003-01-16 Dramセルキャパシタの電極表面積拡大方法

Country Status (11)

Country Link
US (4) US6794704B2 (ja)
EP (2) EP1610379A3 (ja)
JP (2) JP4423541B2 (ja)
KR (1) KR100701543B1 (ja)
CN (1) CN1643678B (ja)
AT (1) ATE430986T1 (ja)
AU (1) AU2003205203A1 (ja)
DE (1) DE60327508D1 (ja)
SG (1) SG143987A1 (ja)
TW (1) TW591705B (ja)
WO (1) WO2003063172A2 (ja)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176114A (ja) * 2000-09-26 2002-06-21 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
DE10197137B4 (de) * 2001-01-08 2008-07-31 International Business Machines Corp. Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen
US20040007063A1 (en) * 2002-05-29 2004-01-15 California Institute Of Technology Micro machined polymer beam structure method and resulting device for spring applications
US6773984B2 (en) * 2002-08-29 2004-08-10 Micron Technology, Inc. Methods of depositing noble metals and methods of forming capacitor constructions
US7419768B2 (en) * 2002-11-18 2008-09-02 Micron Technology, Inc. Methods of fabricating integrated circuitry
US6933224B2 (en) * 2003-03-28 2005-08-23 Micron Technology, Inc. Method of fabricating integrated circuitry
DE10333704B4 (de) * 2003-07-23 2009-12-17 Ovd Kinegram Ag Sicherheitselement zur RF-Identifikation
DE102004007633B4 (de) * 2004-02-17 2010-10-14 Qimonda Ag Speicherzelle, Halbleiter-Speicherbauelement und Verfahren zur Herstellung einer Speicherzelle
CN100382376C (zh) * 2004-03-26 2008-04-16 陈建科 一种二氧化硅晶态电解质及其制备方法
KR100689813B1 (ko) * 2004-09-08 2007-03-08 삼성전자주식회사 탄소나노튜브를 가진 반도체 메모리 장치 및 이의 제조 방법
KR100632938B1 (ko) * 2004-12-22 2006-10-12 삼성전자주식회사 커패시터를 구비하는 디램 소자 및 그 형성 방법
JP2006190765A (ja) * 2005-01-05 2006-07-20 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその製造方法
KR100874912B1 (ko) * 2006-12-06 2008-12-19 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 그 제조방법
FR2913283A1 (fr) * 2007-03-02 2008-09-05 St Microelectronics Crolles 2 Augmentation de la capacite d'un dispositif capacitif par micromasquage.
KR100881396B1 (ko) * 2007-06-20 2009-02-05 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조방법
US7700469B2 (en) * 2008-02-26 2010-04-20 Micron Technology, Inc. Methods of forming semiconductor constructions
US8124528B2 (en) * 2008-04-10 2012-02-28 Micron Technology, Inc. Method for forming a ruthenium film
WO2009133510A1 (en) * 2008-04-29 2009-11-05 Nxp B.V. Method of manufacturing a capacitor on a nanowire and integrated circuit having such a capacitor
US8258037B2 (en) 2009-08-26 2012-09-04 International Business Machines Corporation Nanopillar decoupling capacitor
TWI399831B (zh) * 2009-10-02 2013-06-21 Inotera Memories Inc 堆疊式隨機動態存取記憶體之電容結構之製造方法
TWI399832B (zh) * 2009-10-07 2013-06-21 Inotera Memories Inc 半導體記憶體之電容下電極製程
US9111775B2 (en) * 2011-01-28 2015-08-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Silicon structure and manufacturing methods thereof and of capacitor including silicon structure
US8524599B2 (en) 2011-03-17 2013-09-03 Micron Technology, Inc. Methods of forming at least one conductive element and methods of forming a semiconductor structure
KR101902468B1 (ko) 2012-04-19 2018-11-13 삼성전자주식회사 커패시터, 이를 포함하는 반도체 장치, 커패시터 형성 방법 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법
WO2015038340A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-19 Bandgap Engineering, Inc. Metal assisted etch combined with regularizing etch
KR102160791B1 (ko) 2014-02-03 2020-09-29 삼성디스플레이 주식회사 블록 공중합체 및 이를 사용한 패턴 형성 방법
US9406629B2 (en) * 2014-10-15 2016-08-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor package structure and manufacturing method thereof
US9385129B2 (en) * 2014-11-13 2016-07-05 Tokyo Electron Limited Method of forming a memory capacitor structure using a self-assembly pattern
KR102525201B1 (ko) 2016-03-22 2023-04-25 삼성디스플레이 주식회사 플렉서블 전자 장치
US10541172B2 (en) 2016-08-24 2020-01-21 International Business Machines Corporation Semiconductor device with reduced contact resistance
KR20180072901A (ko) 2016-12-21 2018-07-02 에스케이하이닉스 주식회사 반도체장치 및 그 제조 방법
KR102359267B1 (ko) 2017-10-20 2022-02-07 삼성전자주식회사 집적회로 소자 및 그 제조 방법
TWI782464B (zh) * 2021-03-26 2022-11-01 力晶積成電子製造股份有限公司 半導體元件及其製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0620958A (ja) * 1992-04-10 1994-01-28 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 粗いシリコン表面の形成およびその応用
JPH08340091A (ja) * 1995-03-22 1996-12-24 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
WO1997019468A1 (fr) * 1995-11-20 1997-05-29 Hitachi, Ltd. Dispositif de stockage a semi-conducteur, et processus de fabrication de ce dispositif
JPH11312793A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Hitachi Ltd 誘電体メモリ
US20010001210A1 (en) * 1999-06-25 2001-05-17 Rhodes Howard E. Capacitor Structures
WO2001095378A2 (en) * 2000-06-08 2001-12-13 Micron Technology, Inc. Methods for forming and integrated circuit structures containing ruthenium and tungsten containing layers

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1824A (en) * 1840-10-14 Island
US581898A (en) * 1897-05-04 Jacob f
US3366515A (en) * 1965-03-19 1968-01-30 Sherritt Gordon Mines Ltd Working cycle for dispersion strengthened materials
JPH04216662A (ja) 1990-12-17 1992-08-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体記憶装置の製造方法
US5102832A (en) * 1991-02-11 1992-04-07 Micron Technology, Inc. Methods for texturizing polysilicon
JPH0575056A (ja) 1991-09-12 1993-03-26 Miyagi Oki Denki Kk 半導体素子の製造方法
JP3138948B2 (ja) * 1992-09-30 2001-02-26 キョーラク株式会社 多層容器
JPH06188097A (ja) * 1992-12-17 1994-07-08 Hitachi Ltd ビーム入射方法及びその装置
US5407534A (en) 1993-12-10 1995-04-18 Micron Semiconductor, Inc. Method to prepare hemi-spherical grain (HSG) silicon using a fluorine based gas mixture and high vacuum anneal
US5486493A (en) 1994-02-25 1996-01-23 Jeng; Shin-Puu Planarized multi-level interconnect scheme with embedded low-dielectric constant insulators
US5418180A (en) 1994-06-14 1995-05-23 Micron Semiconductor, Inc. Process for fabricating storage capacitor structures using CVD tin on hemispherical grain silicon
US5937294A (en) 1995-08-11 1999-08-10 Micron Technology, Inc. Method for making a container capacitor with increased surface area
US5612560A (en) * 1995-10-31 1997-03-18 Northern Telecom Limited Electrode structure for ferroelectric capacitors for integrated circuits
US6015986A (en) 1995-12-22 2000-01-18 Micron Technology, Inc. Rugged metal electrodes for metal-insulator-metal capacitors
US5691228A (en) 1996-01-18 1997-11-25 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing method of making a hemispherical grain (HSG) polysilicon layer
US6022595A (en) 1996-02-01 2000-02-08 Rensselaer Polytechnic Institute Increase of deposition rate of vapor deposited polymer by electric field
US6143647A (en) 1997-07-24 2000-11-07 Intel Corporation Silicon-rich block copolymers to achieve unbalanced vias
US6190992B1 (en) 1996-07-15 2001-02-20 Micron Technology, Inc. Method to achieve rough silicon surface on both sides of container for enhanced capacitance/area electrodes
US5851898A (en) * 1996-08-23 1998-12-22 Mosel Vitelic, Inc. Method of forming stacked capacitor having corrugated side-wall structure
KR100238252B1 (ko) 1996-09-13 2000-01-15 윤종용 Sog층 큐어링방법 및 이를 이용한 반도체장치의 절연막제조방법
US5753948A (en) * 1996-11-19 1998-05-19 International Business Machines Corporation Advanced damascene planar stack capacitor fabrication method
US5926360A (en) * 1996-12-11 1999-07-20 International Business Machines Corporation Metallized oxide structure and fabrication
WO1998033327A1 (en) * 1997-01-23 1998-07-30 Daewoo Electronics Co., Ltd. Thin film actuated mirror array in an optical projection system and method for manufacturing the same
US6143646A (en) 1997-06-03 2000-11-07 Motorola Inc. Dual in-laid integrated circuit structure with selectively positioned low-K dielectric isolation and method of formation
US6188097B1 (en) * 1997-07-02 2001-02-13 Micron Technology, Inc. Rough electrode (high surface area) from Ti and TiN
US6207523B1 (en) 1997-07-03 2001-03-27 Micron Technology, Inc. Methods of forming capacitors DRAM arrays, and monolithic integrated circuits
US5851875A (en) 1997-07-14 1998-12-22 Micron Technology, Inc. Process for forming capacitor array structure for semiconductor devices
US6033967A (en) * 1997-07-21 2000-03-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for increasing capacitance in DRAM capacitors and devices formed
USH1824H (en) 1997-08-01 1999-12-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Vapor deposition of a thin polymer film on solid propellant rocket grain surface
KR100274593B1 (ko) * 1997-09-04 2000-12-15 윤종용 디램 셀 캐패시터 및 그의 제조 방법
JPH11220101A (ja) 1998-01-30 1999-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP3630551B2 (ja) * 1998-04-02 2005-03-16 株式会社東芝 半導体記憶装置及びその製造方法
US6583022B1 (en) * 1998-08-27 2003-06-24 Micron Technology, Inc. Methods of forming roughened layers of platinum and methods of forming capacitors
US6249014B1 (en) * 1998-10-01 2001-06-19 Ramtron International Corporation Hydrogen barrier encapsulation techniques for the control of hydrogen induced degradation of ferroelectric capacitors in conjunction with multilevel metal processing for non-volatile integrated circuit memory devices
KR100275752B1 (ko) * 1998-11-18 2000-12-15 윤종용 접합 스페이서를 구비한 컨케이브 커패시터의 제조방법
DE19854418C2 (de) * 1998-11-25 2002-04-25 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelement mit zumindest einem Kondensator sowie Verfahren zu dessen Herstellung
JP3917310B2 (ja) 1998-12-25 2007-05-23 ローム株式会社 強誘電体または高誘電率材料の固体の形成方法およびそれを用いた半導体装置の製造方法
US6281543B1 (en) * 1999-08-31 2001-08-28 Micron Technology, Inc. Double layer electrode and barrier system on hemispherical grain silicon for use with high dielectric constant materials and methods for fabricating the same
US6482736B1 (en) * 2000-06-08 2002-11-19 Micron Technology, Inc. Methods for forming and integrated circuit structures containing enhanced-surface-area conductive layers
KR100390831B1 (ko) * 2000-12-18 2003-07-10 주식회사 하이닉스반도체 플라즈마 원자층 증착법에 의한 탄탈륨옥사이드 유전막형성 방법
KR100355239B1 (ko) * 2000-12-26 2002-10-11 삼성전자 주식회사 실린더형 커패시터를 갖는 반도체 메모리 소자 및 그제조방법
US7700454B2 (en) * 2001-07-24 2010-04-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of forming integrated circuit electrodes and capacitors by wrinkling a layer that includes a high percentage of impurities
US6599808B2 (en) * 2001-09-12 2003-07-29 Intel Corporation Method and device for on-chip decoupling capacitor using nanostructures as bottom electrode
US6911373B2 (en) * 2002-09-20 2005-06-28 Intel Corporation Ultra-high capacitance device based on nanostructures

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0620958A (ja) * 1992-04-10 1994-01-28 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 粗いシリコン表面の形成およびその応用
JPH08340091A (ja) * 1995-03-22 1996-12-24 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
WO1997019468A1 (fr) * 1995-11-20 1997-05-29 Hitachi, Ltd. Dispositif de stockage a semi-conducteur, et processus de fabrication de ce dispositif
JPH11312793A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Hitachi Ltd 誘電体メモリ
US20010001210A1 (en) * 1999-06-25 2001-05-17 Rhodes Howard E. Capacitor Structures
WO2001095378A2 (en) * 2000-06-08 2001-12-13 Micron Technology, Inc. Methods for forming and integrated circuit structures containing ruthenium and tungsten containing layers
JP2003536256A (ja) * 2000-06-08 2003-12-02 マイクロン テクノロジー インコーポレイテッド ルテニウム及びタングステンを含有する層の形成方法、及びこれら層を含む集積回路構造体

Also Published As

Publication number Publication date
US20060292875A1 (en) 2006-12-28
EP1466361B1 (en) 2009-05-06
US6794704B2 (en) 2004-09-21
US7573121B2 (en) 2009-08-11
JP2005527103A (ja) 2005-09-08
WO2003063172A3 (en) 2004-03-25
CN1643678B (zh) 2010-04-28
AU2003205203A1 (en) 2003-09-02
CN1643678A (zh) 2005-07-20
DE60327508D1 (de) 2009-06-18
EP1466361A2 (en) 2004-10-13
EP1610379A3 (en) 2007-03-07
US20070048955A1 (en) 2007-03-01
US7148555B2 (en) 2006-12-12
TW200307317A (en) 2003-12-01
US7642157B2 (en) 2010-01-05
JP4423541B2 (ja) 2010-03-03
KR100701543B1 (ko) 2007-03-30
TW591705B (en) 2004-06-11
EP1610379A2 (en) 2005-12-28
WO2003063172A2 (en) 2003-07-31
SG143987A1 (en) 2008-07-29
US20030203508A1 (en) 2003-10-30
ATE430986T1 (de) 2009-05-15
KR20040077736A (ko) 2004-09-06
US20030134436A1 (en) 2003-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4423541B2 (ja) Dramセルキャパシタの電極表面積拡大方法
US6358813B1 (en) Method for increasing the capacitance of a semiconductor capacitors
JP3763714B2 (ja) 半球形グレーンキャパシタ及びその形成方法
JP3493627B2 (ja) 半球粒状ポリシリコン半導体構造の製造方法
JPH07335842A (ja) 半球形粒子シリコン上での窒化チタン(TiN)の気相成長法を用いた蓄積キャパシタ構造(STC構造)の半導体メモリ蓄積装置およびその製造方法
US6429071B1 (en) Method of increasing capacitance of memory cells incorporating hemispherical grained silicon
KR100666187B1 (ko) 나노선을 이용한 수직형 반도체 소자 및 이의 제조 방법
US7659164B1 (en) Method for fabricating capacitor of semiconductor device
TW449857B (en) Method for manufacturing capacitor lower electrode of semiconductor memory device
TW200421609A (en) Semiconductor device having a capacitor and method of fabricating same
KR100811268B1 (ko) 반도체 소자의 스토리지 전극 형성방법
KR20000044884A (ko) 반도체 소자의 캐패시터 형성 방법
KR20020053570A (ko) 커패시터의 하부전극 및 그 제조 방법
TW452969B (en) Method to form stacked-type capacitor
TW439264B (en) Fabricating method of dynamic random access memory having porous and rough sidewall storage electrode
TW412867B (en) DRAM capacitor manufacturing
TW466605B (en) Manufacture method of self-aligned T-type node contact hole
Joung et al. Optimization of process conditions for the formation of hemispherical-grained (HSG) silicon in high-density DRAM capacitor
KR20020002095A (ko) 반도체 소자의 캐패시터 제조방법
KR20020010091A (ko) 반구형 알갱이의 실리콘을 이용하여 형성된 요철면을 가진커패시터전극
KR20050122290A (ko) 반도체 소자의 캐패시터 형성방법
TW200814164A (en) Method for fabricating bottom electrode of capacitor
KR19990012308A (ko) 고 정전용량형 커패시터의 제조 방법
KR20020025381A (ko) 반구형 그레인 커패시터 및 그 형성방법
KR20050067530A (ko) 표면적이 증가된 캐패시터 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111227

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120529