TW449857B - Method for manufacturing capacitor lower electrode of semiconductor memory device - Google Patents

Description

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本發明係有關一半導體裝置的製造方法，且尤其有關 在動態隨機存取記憶體(DRAM)中藉由增力卩電極的表面積而 增加電容器電容的製造一半導體裝置之電容器下部電極的 在DRAMs中，隨著一單元記憶體晶包的表面積的減少， 晶包電容就降低，因此產生一較低的記憶體晶包的讀取效 能及增加軟誤差率。因此，晶包電容量應該被保持在一可 揆受的準位以實現半導體記憶體裝置的高集成。

一半導體記憶體裝置的晶包電容在決定記億體容量上 參一重要的因素。隨著半導體記憶體裝置的集成度的增加 ，在一已知的晶包區域上許多增加電容量的方法已經被提 出。電容器電容C是由下式而得 ε0 · ε r·A C=-------------- d 其中e Q係自由空間的介電常數，h係一介質薄膜的 相對介電常數，A是電極的有效面積，而d是介質薄膜的厚 度。從上式可知，電容可以隨著三個參數的變化增加’即 ，介質薄膜的介電常數，一電容器的有效面積，或介質薄 膜的厚度。 跟典型的利用增加一電極的有效面積來增加電容器電 容的方法一樣，在一下部電極的表面上一半球狀的顆粒 | (HSG)矽膜被形成當做一粗糙的表面，或使用一三維的電容 器結構，包括有一堆疊，一溝渠，及一圓柱狀結構。 ^----，—疼------ΪΤ------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準扃員工消費合作社印製 本紙乐尺度適用中國g家標準（CNS) Λ4規格〇χ297公瘦) ' Π- 經濟部中央標準局貞工消費合作社印裝 4 49857 A7 ___B7 _ 五、發明説明（2 ) 在美國專利編號5,385,863中Tatsumi揭露，爲了增加 電容器電極的有效面積，形成一多晶矽膜所製成的電容電 極，多晶矽膜分別藉由沉積一非晶矽膜在一覆蓋一半導體 基質的絕緣膜之上，在一多數非晶矽膜上產生一多數晶核 而形成，及生長多數晶核的每一個至一蘑菇形的或半球狀 的結晶顆粒中因此將非晶砍膜轉換成多晶矽膜。 但是，維持在絕緣膜上的非晶矽膜在；一潔淨的情況是 不同的，事實上，根據前面的習知技藝。甚至在非晶矽膜 中的一極小區域的結晶或因異質材料在一極小區域之表面 的污染抑制非晶砂膜中的砂原子的表面遷移且因而防止結 晶體集結與生長。結果，產生一不規則的一HSG膜。 顯示形成HSGs於一半導體基質之部分化 ........-—— 曰嗔的起晶矽膜上的結果的掃描電子顯微鏡相片。從此圖中 注意到，HSGs正常被形成在非晶矽上，但當因缺少矽的活 化能時在一結晶的部分無法得到晶核的生長。 同樣地’當非晶砂表面因爲異質材料的污染且因此非 晶矽原子與異質原子組合時，對矽做一表面遷移是困難的 ’且非晶砍表面進一步被污染，如果異質材料被累積到一 一定的厚度則結晶體集結與生長被終止。 本發明的目的是提供一製造一半導體裝置內的一電容 器的方法其可形成具有一均勻之粗糙表面的一下部電極。 爲了達成前述目的’在一製造一半導體裝置的一電容 器下部電極的方法中，形沉下部電極的薄膜沉積裝置提供 包含有一用以配置一晶圓在其上的一感受器的處理艙，形 ^----1¾.------ΐτ-------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張·尺度適用中國國家標準（CNS )六4说格（210Χ 297公釐） 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 4 49857 A7 ______B7 五、發明説明（3 ) 成在一半導體基質上的一絕緣膜圖案，具有一暴露半導體 基質的一預定區域的接點孔的絕緣膜。一摻雜雜質的非晶 矽膜被沉積在整個合成的表面。一下部電極圖案藉由利用 非晶矽膜模製而形成。藉由淸潔合成物把污染物與—表面 氧化模從合成物的表面移除。一非晶矽薄層利用裝載淸潔 過的合成物至維持在真空的處理艙中而沉積在下部電極圖 案的表面’且加入一預定之氣體至處理艙中爲時一預定時 間。一多數矽晶核被形成且長在非晶矽薄層上形成一具有 粗糖表面的下部電極。 更好地是，當加熱半導體基質時執行預定氣體的加入 ，及加熱半導體基質的步驟包含有下列步驟：（a)維持感受 器的溫度在700-1000°C爲時5-40秒；及(b)在步驟(a)之後 立即在處理艙中維持感受器的溫度在500-80(TC。· 更好地是，預定之氣體是sm4、Sh%、SiH2ci2，及其 等之混合物之一。而更好地是，預定之氣體更包括一惰性 氣體。 在步驟(e)中非晶矽薄層僅被沉積在下部電極圖案的表 面是更好的。 緊接在步驟(e)之後執行步驟(f)無須真空崩潰是最好 的，且步驟⑴是在l〇'7torr或以下的壓力執行。 步驟(0最好是包含有下列的步驟：在矽晶核形成期間 連續地加入預定之氣體；在砍晶核成長期間阻止預定之氣 體的加入。在預定之氣體的加入步驟中預定之氣體的加入 同時被控制。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） I----^----—裝------訂------级 (請先閲讀背面之注-Α-Ϊ項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 449857 A7 ____ B7 五、發明説明（4 ) 本發明之前面的各種目的與優點藉由詳細描述其一較 佳實施例並參考隨後之附圖將變得更明顯其中； 第1圖舉例說明形成在一下部電極表面上之結晶核的表 面張力； 第2A與2B圖係顯示一半導體基質上之在一部分晶化非 晶砂膜上形成HSGs之結果的SEM照片； 第3到6圖係相繼顯示根據本發明之一較佳實施例之用 以製造半導體記憶體裝置的一電容器之方法的步驟的橫截 面圖示； 第7圖舉例說明根據本發明之製造一電容器的處理艙中 的各種處理溫度； 第8A到8B圖顯示從各不同的溫度穩定時間與處理氣體 加入時間所獲得之粗糙表面之SEM照片； 第9圖係一顯示在每一種測試情況下的範例之電容與 特性的估算結果曲線圖； 第10圖係一顯示有關使用一足夠長的溫度穩定時間所 得到之顆粒高度之電容與cm,n/cmax特性的估算結果曲線圖； 第11圖係一顯示根據本發明之方法所製造之一電容器 的電容特性的估算結果曲線圖；及 第12圖係一顯示根據本發明之方法所製造之電容器的 Qnm/Q^特性的估算結果曲線圖。 大體上，用以增加電極有效面積的HSG矽膜的形成依矽 原子的表面遷移的物理過程而定。根據如此之一物理過程 ，晶核使用一砂基氣體，例如，sm4_si2H6而被形成於一 本紙乐尺度通用中國國家標準（CNS ) Λ4说格（2丨0X297公慶） ^---I裝^------訂------' 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 449857 A7 經濟部中央標準局負工消費合作钍印製 B7 五、發明説明（5 ) 非晶矽膜的表面上，且被退火使得非晶矽膜的矽原子遷移 至晶核且形成一具有一預定尺寸的半球狀顆粒之HSG矽膜在 非晶矽膜的表面。這裡’爲允許晶核連續成長維時一特定 的週期，矽原子至晶核的遷移時間應該超過成爲底層之非 晶较膜的一主體面積的晶化時間。因而’遷移時間與晶化 時間應該被穩定的控制以確定經過前面之物理過程後電極 的有效面積增加。 在非晶矽膜表面形成HSG矽膜當作一粗糖表面的物理過 程在處理過程中受兩個因素影響：非晶矽膜本身的特性與 在結晶體集結之前或之後受到吸附在底層表面異質材料所 造成的污染。 尤其，使用做爲底層的非晶矽膜所形成的粗糙表面應 該保持非結晶狀態且完全的無結晶顆粒。在底層中結晶顆 粒的可能存在防止結晶顆粒的矽原子在粗糙表面的形成期 間遷移至晶核。在另一方面，異質誘引材料污染可能在淸 潔底層的表面或使一含有晶核的合成物暴露至大氣中發生 集結前保持底層表面乾淨是必要的。 諭明在一氣體環境中於一下部非晶矽電極圖 案10表面上由結晶矽所形成的一典型結晶核12。 通常，使用相位轉換當做活化能使形成在一非晶砂表 面上的結晶核成長的物理過程可以被表示成有關相位轉換 之吉布斯自由能與介面能量的加總’即在結晶體集結與成 長期間所產生的表面能量。第丨圖/¾樣的一個關係可 ' 一-_ 以下式表示 1 裝 訂—---，'線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 表紙条尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0X297公釐） 經濟部中央梂準局員工消費合作社印裂 4 49 85 7 A7__57 五、發明説明（6 ) - G=(4/3) n r2AGtrf( θ )+Απ r2r f( θ ) 其中AG是一總吉布斯自由能，r是一結晶核的半徑，及a Gu是每單位體積之相位轉換的吉布斯自由能（z\Gu=A ^crystal △Gamo_u^)。r是rfflg、9^與、的向量合，其等 分別爲氣體與非晶矽之間、結晶矽與非晶矽之間，及氣體 與結晶砂之間的表面張力。f( Θ)是一結構因素α 如前所述，在非晶矽表面上的矽原子遷移至結晶矽， 即，結晶核12，具有上式所知之活化能使得結晶核成長。 前式表示非晶矽膜中的矽原子經由相位轉換結晶矽核成長 爲結晶矽所必需之最小活化能。實際上，爲了結晶核的成 長非晶矽膜的矽原子應該遷移至結晶矽。爲准許非晶矽膜 中的矽原子遷移至結晶矽，非晶矽應該被保持在非結晶的 狀態且應具有政原子不會與其他原子結合的自由表面。 在本發明中，一具有一非晶矽層形成在其上的半導體 基質被裝載至處理艙中且一高純度與低缺陷的非晶砍薄層 在極高真空狀態下被形成於非晶矽層上。接著’在非晶砂 薄層上執行結晶體集結與成長，因此形成一預期的粗糖表 面。 第3到6圖是顯示在根攄本發明之一較佳實施例的一用 以製造一半導體裝置的電容器的方法中的連續步驟的橫截 面圖； 參考第3圖，一絕緣層被形成在包含有一下層結構比如 一電晶體的半導體基質100上以隔離下層結構。然後’一光 電阻圖案(未顯示)利用光刻而形成於絕緣層之上。絕緣層 -----^-----------IT------'線 (钟先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度通用中囷國家標準（O.s ) Λ4規格（2丨Ο X 297公釐） 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 4 49 85 7 A7 ___B7 五、發明説明（7 ) 使用光刻圖案當作一餓刻遮罩而被蝕刻，因此形成一絕緣 圖案112與一用以暴露半導體基質100的一部份的接點孔

V 在光阻圖案被移除後，一接雜雜質的多晶砂膜被沉積 在具有接點孔1之合成物的整個表面上。非晶矽的一下部 電極圖案120利用模製經沉積的非晶砂模而形成。 之後，藉由濕式法淸潔合成物把污染物及一表面氧化 物膜自下部電極圖案120的表面移除。接下來，形成一粗糖 的表面，合成物被裝載入保持在一極高真空狀態的處理艙( 未顯示)中，最好在10_7torr的壓力或以下。 第7圖係一顯示用以在半導體基質1〇〇的下部電極圖案 120上形成粗糖表面之在處理艙中的處理過程期間每一階段 的溫度變化曲線圖。在第7圖中，參考字元(a)表示安裝於 處理艙中的一加熱器的一設定溫度的變化以控制處理艙中 感受器的溫度。參考字元(b)表示實際觀察之半導體基質溫 度的變化。參考號碼(c)表示感受器溫度的變化。 參考第7圖’在階段1中，感受器被加熱到700_10〇0它 ，最好大約是85(TC，藉由增加加熱器溫度至大約10⑻。(：維 時5-40秒’最好是20秒’以便迅速增加具有下部電極圖案 120形成於其上且被裝載入處理艙中的半導體基質丨⑻的溫 度。然後，感受器溫度被降低到一預定的溫度，例如 500-800°C，最好是720°C，藉由降低加熱器溫度至大約765 艺’然後加熱器溫度被維持在765°C。半導體基質1⑻被保 持在處理艙中維時一預定時間直到下部電極圖案120的表面 ^ -.1¾衣------ΐτ------ ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)八4见格（2l0x297公釐） -10 - 經濟部中失標準局員工消費合作社印製 449857 A7 B7 五、發明説明（8 ) 被設定在一適合於接下來的程序中沉積^非晶砂薄層的溫 度。如此之一準備時間，即是，達到一適合非晶矽薄層的 沉積的溫度所需時間是參考一溫度穩定時間。 在第7圖中之階段2中’當基質溫度達到之一預定溫度 小於適合非晶矽薄層沉積的溫度時’即是’ 一粗糖表面形 成溫度，最好是550°C或以下，爲形成粗糙表面處理艙被加 入一形成結晶核所需的處理氣體’例如siH4、Si A與 31氏(：12其中之一，以便沉積非晶矽薄層在下部電極圖案 120的表面上。這裡，一惰性氣體比如氮氣(N2)或氬氣(Ar) 可被同時加至處理艙中。 第4圖舉例說明沉積在下部電極圖案120之表面的非晶 石夕薄層125。 非晶矽薄層125被沉積爲一數十埃的厚度，藉由控制處 理氣體加入時間僅沉積在下部電極圖案120的表面。這裡’ 因爲處理艙被保持在接近l〇-3t〇rr或以下的真空度甚至在 非晶矽薄層125的沉積期間’所以可以防止在下部電極圖案 120表面上的雜質的吸附，因此阻止半導體基質表面的污染 物的生成。 在第7圖之階段2當非晶矽層薄層125正被沉積時，基質 溫度被加熱到允許結晶核形成的溫度，例如570°C或以上。 因此，一多數結晶核可以被形成在非晶砍層薄層125之表面 上° 在第7圖之階段3中，當半導體基質100被漸漸加熱至一 結晶溫度或以上時’一多數結晶核被相繼地形成於非晶矽 I-----^----—裝------.-IT------ _線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 經濟部中夬楢準局員工消費合作社印家 449857 f - A7 B7 五、發明説明（9 ) ' 層薄層125上(看第4圖）。即，結晶核被形成於非晶矽層薄 層125上不需真空洩漏，緊接於高度真空中的非晶矽層薄層 125的沉積之後。在矽結晶體集結期間，前面所述的程序連 續的執行。當必要時，可以同時控制氣體的流量。因此， 藉由不需真空洩漏連續形成非晶矽層薄層125與矽結晶體集 結可以防止在其介面上雜質的產生及吸附。因而，在本發 明的方法中可以形成一相同結構的結晶核。 在第7圖之階段4中，終止處理氣體的加入，且處理艙 的壓力仍被維持在極高的真空狀態，例如，在10_7torr或 以下，且執行一長晶的程序。即，當在處理艙中的半導體 基質100的溫度達到一穩態溫度時，在矽結晶溫度或以上結 晶核128正處於熱處理中。實際上，半導體基質100其大約 費時150秒即可達到一穩定狀態，即在處理艙中大約60(TC 。在此時間週期時，非晶矽層薄層125中的矽原子遷移至結 晶核128使得結晶核128可以成長。如果結晶核連續成長， 互聚力發生在相鄰的結晶顆粒之間，結果產生電容器有效 面積的降低。因此，藉由調整熱處理溫度及時間顆粒的成 長應被控制，以允許具有一適當尺寸顆粒之粗糖表面被形 成。 第6圖是一具有一粗糖表面之一完成後的下部電極的橫 截面圖。第6圖中，參考號碼120A表示在完成下部電極130 上粗糙表面前的下部電極圖案120的槪廓外形。 在第7圖之階段4中在具有粗糙表面的下部電極完成之 後，半導體基質100從處理艙中取下並冷卻至室溫。 ----1^--------1T------- ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐} - 12 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 ^ -49857 " A7 _____B7 五、發明説明（10) 然後’一電容器絕緣膜被形成於前面的合成物上且一 導電材料被沉積在電容器絕緣膜之上形成—上部電極。 如前述根據本發明，用以形成非晶矽薄膜層在下部電 極圖案的表面上’形成結晶核與形成粗糙表面等一系列的 程序在處理艙中沒有真空洩的被連續的執行，因此，使 在極高的潔淨狀態下處理成爲可能。於是，在習知技藝所 遭遇的缺點譬如結晶顆粒的成長失敗可被克服而且可以提 高結晶顆粒尺寸與密度的均与性。 再則’根據本發明的製造方法，在下部電極與粗樟表 面間的非結晶層的沉積降低電容量最大値與最小値之比(以 下稱爲cmin/craax)。但是，對於一理想的這個問題可 以不需一額外的熱處理就可解決，因爲半導體基質在一其 後的電容器的形成程序中進行熱處理。 根據本發明之方法的在一下部電極上的一具有一粗糙 表面的電容器的特性被估算如下。 槪算1 爲估算在一下部電極圖案上之連續彤成的粗糙表面上 一非晶矽薄層的形成的效果，一溫度穩定時間，即，在一 需用來形成非晶矽薄層處理氣體加入之前的一備用時間在 30-180秒間變化且一處理氣體加入時間在80-140秒間變化 ，在它們保持765°C的加熱器溫度、180秒的結晶核成長時 間，及18sccm的處理氣體Si2H6的流率在的情況下°然後’ 看到在下部電極上形成粗糙表面的結晶顆粒的形狀。 第8A至8D圖係顯示在各種不同的溫度穩定時間及處理 本紙張尺度通用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- ^-----裝------訂------，+级 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 449857 __B7 五、發明説明（11) 氣體加入時間下在前面之測試中所獲得之一粗糙表面之結 構的圖片。第8A圖係爲180秒的溫度穩定時間及80秒的處理 氣體加入時間f第诎圖爲90秒及100秒，第8C圖爲60秒及 Π0秒，而第8D圖爲30秒及140秒。 從第8A至8D圖的結果得知，當於溫度增加後(第8A圖） 之具有一足夠長的溫度穩定時間的一矽晶化溫度點執行結 晶體集結及成長時，結晶顆粒既大又密。在另一方面’當 溫度增加後溫度穩定時間分別被減少至90、60及30秒時’ 非結晶膜在結晶溫度達到前處理氣體加入後被沉積’即使 處理氣體加入時間增加，導致形成結晶顆粒的時間減少° 結果，在製程完成後所獲得的結構顯現出低密度與小的結 晶顆粒。因而，注意溫度穩定時間改變下部電極的有效面 積，因此直接影響一電容質，再製造一電容器時。· 槪算2 一絕緣膜及一上部電極被形成於槪算1的每一種情況下 所形成的樣品上。 第9圖係一顯示從電容的估算與每一樣品的Cmin/Cmax特 性結果的曲線圖。是利用不同的電容測量電壓-1.5 至+1.5V所測得之電容的最小値與最大値之比。是將一η 型摻雜雜質的下部電極接地並施加-1 · 5V至上部電極所得的 電容’而° 是將一η型摻雜雜質的下部電極接地並施加 +1.5V至上部電極所得的電容。 從第9圖的結果注意由於在形成於下部電極表面上的結 晶顆粒的大小及密度的增加’電容伴隨溫度穩定時間的增 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） -14 - -----;---h —裝------訂-------.線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 4 4 9 85 7 ____87 五、發明説明（12) - 加而增加，如第8A至8D圖的SEM照片所示。c_/c_也觀察 出被分配在84-87%的範圍。 槪算3 基於槪算2的估算結果，具有一非晶矽下部電極圖案形 成於其上之一半導體基質被裝載入處理艙中一足夠長的溫 度穩定時間。然後，根據本發明之方法的提供有一具有— 粗糖表面的下部電極之電容器的特性被估算出。這裡，溫 度穩定時間是180秒，一處理氣體加入時間，即一顆粒形成 時間，是80秒，一處理氣體流率是18sccm，而顆粒尺寸， 即顆粒高度藉由控制處理溫度而控制，以便根據顆粒大小 估算電容及cmin/cmax特性。 第10圖係一顯示前述之估算結果之電容與cmin/c;ax特性 曲線圖。在第10圖中，顆粒高度表示缺少形成粗糙表 面的結晶顆粒。 從第10圖中，可以看出有效面積因此電容器的電容隨 著顆粒尺寸的增加而增加。(;1!5/(^隨著顆粒尺寸增加而降 低。 從各種結果可以注意，在電容器中其有效面積藉由利 用一粗糖表面而增加，而電容與(：_/〇^隨著顆粒尺寸的增 加而增加及降低。 然而，根據本發明之方法如果具有粗糖表面的一電容 器使用一短的溫度穩定時間形成，則顆粒尺寸的減少增加 電容，而非C^/C^，與第10圖的範例成對比。理由是當一 形成氣體的矽在高真空中被加入以在一經摻雜雜質的非晶 ^----it.------ir----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 449857 A7 B7 經濟部中央榇準局員工消費合作祍印製

(CNS ) A4M^ ( 2ΪΟΧ297公釐） 五、發明説明（13) 矽下部電極圖案上形成一粗糙表面時，在一低基質溫度， 一未經摻雜雜質的非晶政薄膜在粗糖表面形成前被形成。 由於未經摻雜雜質的非晶矽薄膜形成於下部電極圖案與粗 糙表面之間’下部電極發生嚴重的耗盡現象，因而降低

Crain/Cmax値。 這裡’因在高真空中所形萌的非晶矽層所造成的 降低的問題可以利用形成電容器後的一熱處理來解 決。 如前所述，可以防止粗糖表面的部份或整個的缺乏且 一期望的電容可以藉由適當地控制溫度穩定時間、處理氣 體加入時間、及其他處理參數而獲得。 槪算4 第11圖舉例說明一根據本發明之方法所製造之一電容 器的電容特性之估算結果。第11圖中，一未應用本發明的 方法的比較範例沒有粗糖的表面。從第11圖的結果注意到 ，一根據本發明之方法所製造的一電容器的大約25fF/cel 1 的電容量比未應用本發明之方法的電容器的大約15fF/cell 的電容量增加1.6倍以上。而且，根據一應用頻率獲得一再 生及穩定的電容分佈。 槪算5 第12圖舉例說明根據本發明之方法所製造之電容器的 Cmin/Cmax特性之一估算結果。第12圖中，一未應用本發明之 方法的比較範例沒有粗糖的表面。在一實際之半導體裝置 製程中，一半導體基質實際上被熱處理而不需要一額外的 16 ------^---- —^------1T------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 44985γ # A7 _ B7 五、發明説明（14) - 熱處理步驟，因爲其後的熱處理緊接在後面因此，可以 產生雜質擴散至在高真空中所形成之一非晶矽層的效果。 因而，從第12圖的結果可以注意，在根據本發明所製造的 電容器中Cmin/Cmax特性被改善。 如前所述，根據本發明，可以抑制結晶穎粒之部分的 缺少，且結晶顆粒與密度比傳統HSGs的增多。於是，可以 有效增加一半導體記憶體裝置中的一電容器的有效面積。 雖然本發明已經使用特定的實施例詳細說明，但本發 明不侷限於前面的實施例。對於孰於此技的人可淸楚知道 在本發明的範圍與精神內許多的變化是可能的。 -----^---I#------ΐτ------^ (請先盼讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬標準局貞工消費合作社印衷 元件編號對照表 10 下部非晶矽電極圖案 120 A 下部電極圖案的外形 12 結晶核 125 非晶矽薄層 100 半導體基質 128 結晶核 112 絕緣圖案 130 下部電極 120 下部電極圖案 -17 - 本紙承尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ 297公釐）

Claims (1)

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   A8SC8D8 六、申請專利範圍 7T 第86106873號專利再審查案申請專利範圍修正本 修正日期：89年03月 1. 一種製造位在一微電子基材上的電極結構的方法’其包 含下列步驟： •在β亥微電子基材上形成一非晶質碎電極； •清潔該非晶矽電極表面’以由其上去除污染物與表 面氧化物； •形成一在該非晶石夕電極之經清潔表面上具有一平滑 表面的薄非晶矽層，其係在可一抑制矽晶核形成的 溫度與加工條件下形成；以及，而後 •在相對於該非晶矽電極之薄非晶矽層的平滑表面 上，形成並生長多個矽晶核6 2_如申請專利範圍第1項之方法，其中該形成該薄非晶矽 層的步驟包含下列步驟： •將包含有該非晶矽電極之經清潔表面的微電子基材 裝載入一維持在高真空下的處理腔；以及 •供應預定的氣體至該處理腔達一段時間。 絰濟邹智慧財產局員JL消費合作枉印製 溼 3‘如申請專利範圍第彳項之方法，其中該清潔步驟包含 處理s亥非晶砂電極表面的步驟β 4·如申請專利範圍第2項之方法， •其中該處理腔包含一位於其中的感受器， 器 •其中該裝載步驟包含置放該微電子基材於該感受 上， •其中該供應步驟進一步包含在供應步驟期間加熱該 (210 X 297 公釐） A8B8C8D8 44985? ------- 六、申請專利範圍 感受器的步驟。 ， 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該加熱步驟包含下 列步驟： •維持該感受器的溫度在7〇〇.1〇〇(rc維時54〇秒；及 •其後即刻維持該感受器的溫度在5〇〇_ 8〇〇t。 6. 如申請專利範圍第4項之方法，其令其中該加熱步驟包 含維持該感受器在一固定溫度的步驟。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該預定氣體係為 SiH4、Si2H6、SiH2Cl2 中至少一者 a 8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該在非晶石夕電極之 經清潔表面上形成薄石夕層之步驟與在該薄非晶層上生長 多個矽晶核之步驟在其中沒有打破真空下進行。 9. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該高真空度係㈣ 托耳或更少的壓力. 1〇·如申請專利範圍第W之方法，其中在該薄非晶層上形 成與生長多個矽晶核的步驟包含互列步驟： •供應一預定氣體，以在該薄非晶層上形成多個石夕晶 核；以及 •終止該預定氣趙的供應，w生長該多個砂晶核。 11.如申請專利範圍第w之方法，其中該形成與生長步驟 之後進行下列步驟： •在該經生長的矽晶核上形成一介電層；以及 在該介電層上形成一第一電極，其相對於該經生長 的矽晶核，藉此在一微電子基材上製造電容器。 --------------^v!— 訂.！ 線 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用巾關家標準（CNS)A4規格（210· x 297公釐） 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 449857 § 1 D8 六、申請專利範圍 12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該<形成一非晶矽電 極步驟之前進行下列步驟： _ •在該微電子基材上形成記憶晶胞電晶體，該包含一 位在該電晶體該微電子基材的一面的源極/汲極； •在該微電子基材上形成一絕緣層，該絕緣層包含一 暴露該源極/汲極的接觸孔；以及 •其中該形成一非晶矽電極步驟包含有一在該絕緣層 形成非晶矽電極，以及經由該接觸孔而電氣連接該 源極/汲極，藉此製造一動態隨機存取記憶體。 13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該形成與生長步 驟之後進行下列步驟： • 在該經生長的矽晶核上形成一介電層；以及 •在該介電層上形成一第二電極，其相對於該經生長 的矽晶核，藉此在一微電子基材上製造電容器。 14. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該形成該薄非晶 矽層的步驟包含下列步驟： •將包含有該非晶砍電極之經清潔表面的微電子基材 裝載入一維持在高真空下的處理腔；以及 •供應預定的氣骽至該處理腔達一段時間。 15. 如申請專利範圍第14項之方法， • 其中該處理腔包含一位於其中的感受器， •其中該裝載步驟包含置放該微電子基材於該感受器 上， •其中該供應步驟進一步包含在供應步驟期間加熱該 本紙張尺度適用41國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ----— 1----Hi ^ --------^---------線. {锖先閲婧背面之注項再填寫本頁> A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 感受葬的步驟。 t 16·如申請專利範圍第項之方法’其中該加熱步驟包含 下列步驟： •維持該感受器的溫度在700-1000¾維時5_4〇秒；及 •其後即刻維持該感受器的溫度在5〇〇_ 8〇(rc。 17. 如申請專利範圍第彳彳項之方法，其中該在非晶矽電極 之經π潔表面上形成薄矽層之步驟與在該薄非晶層上生 長多個矽晶核之步驟在其中沒有打破真空下進行。 18. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該形成該薄非晶 矽層的步驟包含下列步驟： •將包含有該非晶矽電極之經清潔表面的微電子基材 裝載入一維持在高真空下的處理腔；以及 •供應預定的氣體至該處理腔達一段時間 19. 如申請專利範圍第18項之方法， •其中該處理腔包含一位於其中的感受器， •其中該裝載步驟包含置放該微電子基材於該感受器 上， •其中該供應步驟進一步包含在供應步驟期間加熱該 感受器的步驟。 2〇‘如申請專利範圍第13項之方法，其中該在非晶矽電極 之經清潔表面上形成薄矽層之步驟與在該薄非晶層上生 長多個妙晶核之步驟在其中沒有打破真空下進行ρ 21 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該形成薄矽層之步 驟係包含在該非晶矽電極之經清潔表面上形成具有數十 本紙張幻·^屮咖家標準（CNSM4規疋⑽X 297公釐)-Τ：---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) « H ϋ n ϋ I I υ 1 1« 1 1 ^1 ^1 1 im n n ϋ I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44985 六、申請專利範圍 個埃厚度的非晶矽層。 ， 22, 種製造位在一微電子基材上的電極結構的方法，其 包含下列步驟： •在該微電子基材上形成一非晶妙電極； •清潔該非晶矽電極表面，以由其上去除污染物與表 面氧化物； •將包含有該非晶矽電極之經清潔表面的微電子基材 裝載入一維持在高真空下的處理腔； •供應預定的氣體至該處理腔，以形成一在該非晶矽 電極之經清潔表面上具有一平滑表面的薄非晶矽 層，同時增高該微電子基材的溫度至一低於一形成 矽晶核的溫度；而後 •供應預定的氣體至該處理腔，以在一形成該矽晶核 的溫度上，在該非晶矽電極之經清潔表面上形成多 個矽晶核；以及 > 而後 •在一固定溫度下由該矽晶核生長該半球型顆粒^ 23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該清潔步驟包含 溼處理該非晶矽電極表面的步驟。 24_如申請專利範圍第22項之方法，其中該預定氣體係為 SiH4、Si2H6、SiH2CI2中至少一者。 25_如申請專利範圍第22項之方法，其中該生長半球顆粒 的步驟包含有終止該供應預定氣體的步驟。 26.如申請專利範園第22項之方法，其中該形成與生長步 驟之後進行下列步驟： _本紙張尺度適用t g家標準<CNS)A4規格⑵Ο X 297公« ) ~ -1 — — — — — — — — 认·· — ！·訂-!!1·線-Ί C靖先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 7 5 8 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 •在該半球型顆粒上形成一介電層；以及 •在該介電層上形成一第二電極，其相.對於該半球型 顆粒，藉此在一微電子基材上製造電容器。 27_如申請專利範圍第22項之方法，其中該形成一非晶妙 電極步驟之前進行下列步驟： •在該微電子基材上形成記憶晶胞電晶體，該包含一 位在該電晶通該微電子基材的一面的源極/没極： • 其中該形成一非晶矽電極步驟包含有一在該絕緣層 形成非晶矽電極，以及經由該接觸孔而電氣連接該 源極/汲極，藉此製造一動態隨機存取記憶體。 28.如申請專利範圍第27項之方法，其中該形成與生長步 驟之後進行下列步驟： • 在該半球型顆粒上形成一介電層；以及 •在該介電層上形成一第二電極，其相對於該半球型 顆粒，藉此在一微電子基材上製造電容器。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^------J— 訂---I I II I I. 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐）