TW461049B - Bottom electrode process and structure of capacitor - Google Patents

Description

4 6 1049 A7 B7 五、發明説明（ί ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本案係有關於一種電容下電極之製程與結構，特別是 指—種應用於動態隨機存取記憶體（DRAM)中之電容下電 極之製程與結構。 以目前製造動態隨機存取記憶體（DRAM)之半導體製 程.爲例，電容量之大小悠關動態隨機存取記憶體（DRAM) 品質最甚，因此，如何增加動態隨機存取記憶體之電容 I 量，即成爲首要之挤究課題》 而於目前習用之技術中，其爲增加電容表面積，通常 係藉由幾種方式達成，而爲進一步說明習知作法，請參閱 第一圖至第三圖所示之三種習知作法，俾以瞭解習知形成 電容結構之製程流程示意圖，於其中： 第一圖（a )係包括下列步驟： 以化學汽相沈積法（Chemical Vapor Deposition， CVD)或低壓化學汽相沈積法（Lower ..Pressure Chemical Vapor Deposition，L P C V D )，形成一內層介電 層（Inter Layer Dielectric，ILD >11 於一砂基板（Si Substrate)10 上.方； 以光學微影技術（ί h o t ο 1 i t h o g r a p h y )定義一接 觸窗（Con tact Window >圖案，且蝕刻部份該內層介電層 (Inter Layer Dielextric，ILD)11，以形成該接觸窗 12 ; 以低壓化學汽相沈積法（LPCVD)形成一具厚度爲 1 0 0 0 A之已接雜複晶砂層（Doped P〇lysilicon)13於該 內層介電層（ILD>11上方與該接觸窗12中；以及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 五、發明説明（>) 以低壓化學汽相沈積法（L P C V D )形成一具厚度爲 850 A之不平坦狀複晶矽層（Rugged Poly>14於該已摻雜 複.晶砂層（Doped Po丨ysilicon)13上方；其中’該不平 坦狀複晶矽層（Rugged Po丨y)、l1 2舸構成之表面積係供作 爲電容表面積之用； 第一圖（b )係每括下列步驟： 以光學微影技術（Photolithography)定義電容 區域，並蝕刻部份該不平坦狀複晶砍層（Rugged Poly)1.4 與.該已._摻雜複晶砂層 （Doped P〇lysmcon)13，以顯露出該內層介電層（I L D > 1 1之部 份區域； 以低壓化孳汽相沈積法（LPCVD)形成一氧化物-氮化物-氧化物層（Oxide - ON. - Nitride - ON - Oxide ’ ONO)15於該不平坦狀複晶政層（RuggedPoly)14與該 內層介電層（ILD) 11之上方以及該B摻雜複晶矽層13之側 壁；以及 以低壓化學汽相沈積法（L P CVD )形成另一已摻雜 複晶矽靥（Doped Po丨ysilicon)16於該氧化物-氮化物-氧化物層（〇NO)15上方；俾完成習用之電容結構之製程。 而另一種W知作法P參見下列所述，於其中： 第二圖（a )係包括下列步驟： 以化學汽相沈積法（Chemical Vapor Deposition， CVD)形成一內層介電層（Inter Layer Dielectric·’ ILD)21 於一矽基板（Si Substrate)20 上方； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1' 1 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A2規格（210X297公釐） 4 6 1 04 9 A7 ____B7 五、發明说明（今） (請先閱讀背面之注意事項再填苑本頁)， 以化學汽祖沈積法（Chertiical Vapor Deposition， CVD>形成一氮矽化合物層（SiNx>22於該內層介電層 (ILD)21上方；其中，該氮矽化合物層（SiNx>22之厚度 係可爲1 0 0 A〜300A，且該氮矽化合物層（SiNx)22係作爲 一蝕刻終止層之用； 以化學汽相沈積法（Chemical Vapor Deposition， CVD)形成一犧牲氧化層（Sacrificial· Oxide) 2 3於該氮 矽化合物層（SiNx)2 2上方； 以光學微影技術（Photo lithography)定義一接 觸窗{Contact Window)圖案，且蝕刻部份該內層介電層 (Interlayer Dielectric，ILD)21、該氮砂化合物層 (SiNx)22 與該犧牲氧化層（Sacrificial Ox ide)23，以 形成該接觸窗24;以及 以低壓化學汽相沈積法（LPCVD)形成一具厚度爲 100 0人之已摻雜複晶矽層（〇〇卩6«!?〇丨丫8 11丨<:〇11)25於該 犧牲氧化層（S acr ificial Oxide)23上方與該接觸窗24 中； 第二圖（b )係包括下列步驟： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 以光學微影技術丨Photo丨ithography)定義電容 區域，並蝕刻部份該已摻雜複晶矽層（Doped Polysilicon)25 ； 以一含有氫氟酸（Hydrofluoric Acid，HF)之 .............. B . Ο . E .羊刻溶液」遂行蝕刻該犧牲氧化層（S a c r i f i c i a 1 〇xide)23，以顯露出該零矽化合物層（SiNx)22 ; 4 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 6 104 9 A7 B7 五、發明説明（斗） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 以低壓化學汽相沈積法（LPCVD)形成一氧化物-氮化物-氧化物.層（Oxide - ON - Nitride - ON - Oxide， ONO>26於該氮矽化合物層（SiNx)22上方、該已摻雜複晶 矽層（Doped PolysiliCOn)25上方及側壁；以及 以低塵化學汽相'沈積法（LPCVD)形成另一已摻雜 複晶砍層（Doped Polysilicon)27於該氧化物-氮化物-氧化物層（ΟΝΟ)26上方；俾完成習用之電容結構之製程。 再者，另一種習知作法請參見下列所述，於其中： 第三圖（a )係包括下列步驟： 以化學汽相沈積法（Chemical. Vapor Deposition， CVD)形成一內層介電層（Inter Layer Dielectric.， ILD)31 於一砍基板（S i S u b s t r a t e ) 3 0 上方； 以化學汽相沈積法（Ch.emical Vapor Deposition， CVD)形成一氮矽化合物層（SiNx)32於該內層介電層 (ILD>31上方；其中，該氮矽化合物層（SiNx)3i之厚度 係可爲1 0 0 A〜3 0 0 A，且該氮矽化合物層（S i N X ) 3 2係作爲 一蝕刻終止層之用； 以化學汽相沈積法（Chemical Vapor Deposition， CVD)形成一第一犧牲氧化層（SacrificialOxide)33K 該氮矽化合物層（SiNx)32上方； 以光學微影技術（Photolithography)定義一接 觸窗（Contact Window)圖案，且餓刻部份該內層介電層 (inter Layer Dielectric，ILD)31、該氮砂.化合物靥 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) J's°

T 4 6 104 9 A7 B7 五、發明説明（，） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (SiNx)32與該第一犧牲氧化層（Sacrificial 〇xide>33，以形成該接觸窗34 ; 以低壓化學汽相沈積法（LPCVD)形成一具厚度爲 1000人之已摻雜複晶矽層（〇<^6(!?〇178丨11<:〇11)35於該 犧牲氧化層（Sacrificia丨Oxid«)33上方與該接觸窗34 中；以及 以化學汽相沈積法（Chemica,丨Vapor Deposition， CVI>)形成一第二犧牲氧化層（Sacrif i,c ial Oxide)36 於 該已慘雜複晶.砍層（Doped Po..lysilicon)3.5l*; 第三圖（b )係包括下列步驟： 以光學微影技術（Photb丨ithography)定義電容 區域.，並餓刻部份該第二犠牲氧化層（.Sacrificial Ο X i d e ) 3 6 、.該已慘雜複晶砍_.層（Doped

Polysilicon)35.與該第_ —犧.牲氧化層（Sacrificial 〇xide)33 ,並以該氮矽化合物層（SiNx)32作爲蝕刻終 點；以及 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 以低壓化學汽相沈積法（LPCVD)形成一具厚度爲 1 0 0 0 A之已慘雜複晶砍層（Doped PolysiIicon)3 7於該 第二犧牲氧化層（Sacrificial Oxide)36上方與該第二犧 牲氧化層（Sacrificial Oxide>.36、該&摻雜複晶政層 (Doped Polys ilicon)35與該第一犧牲氧化層 (Sacrificial Oxide)33之側壁，以及該氮矽化合物層 (SiNx)32上方； 第三圖（C )係包括下列步驟： 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 46 1 049 A7 A7 B7 五、發明説明（έ ) 以一乾式蝕刻方式，等向性蝕刻該已摻雜複晶矽 層（Doped PolySiiicon)37，以顯露出該第二犧牲氧化 層（Sacrificial 〇xide)36 與該氮矽化合物層（SiNx)32 之部分區域； 第三圖（d )係包括T列步驟： 以一含有氫氟酸（H y d r 〇 f 1 u 〇 r i c A c i d，H F > 之 B.O.E.蝕刻溶液，遂行蝕刻該第二犧牲氧化層 (Sacrificial 〇xide)36，以顯露出該已摻雜複晶矽層 (Doped Polysilicon)35 ； 以低壓化學汽相沈積法（L P C V D )形成一氧化物· 氮化物-氧化物層（Oxide - ON - Nitride - ON - Oxide， ON〇)38於該氮矽化合物層（.SiNx)32上方、該已摻雜複晶 砂層（Doped Po lysilicon)37側壁以及該已慘雜複晶砂 層（Doped Polys ilicon)35 上方；以及 以低壓化學汽相沈積法（LPCVD)形成另一已摻雜 複晶矽層（Doped Polysilicon)39於該氧化物·氮化物-氧化物層（ONO>38上方；俾完成習用之電容結構之製程。 然而，上述習知作法之缺失即在於： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 i^l ^i^·— n^^—- nn ^^—^1 ^^^^1 ^ VI^BB ml Hi mu (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 ·於第一圖（a) 、（b)所示之作法中’由 於在固定之電容區域中，僅藉由孽不平_坦狀複晶矽層-(Rugged Poly)以增加電容表面積，其形成數_之密度顯 .然無法大幅增jia.，.是以，一般而言習知以不平坦狀複晶矽 層作爲增加電容表面積之作法，其僅最多可將電容量增至2 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 4 6 1 04·^ A7 B7 五、發明説明（9 ) 倍，且其極易造成斷落現象，是以，顯亦將造成動態隨機 存取記憶體（DRAM)元件之良率（yield)無法改善； 2.於第二圖（a) 、 （b)所示之作法中，藉 由形成該犧牲氧化層（Sacrificial Oxide)，並將該犧牲 氧化層（Sacrificial Oxide)加以勢刻去除後’雖可增加 部份之有效電容表面積，但其所能增加之電容表面積十分 有限；以及 3 .於第三圖（a)〜（d)所示之作法中，藉 由圓柱狀已摻雜複晶矽層（Doped Polysilicon)之結構’ 雖可增加雩容之有效表面積，但由第三圖（d )中將可明 顯發現，圓柱狀之已摻雜複晶矽層（Doped Poly silicon) 上方於沈積該氧化物-氮化物-氧化物層以及該另一已摻雜 複晶砍層（Doped Po丨y.si丨icon)而所完成之電容結構’其 表面將呈現極大凹凸狀/而致使半導體後續製程中之不平 坦現象趨於明顯。 職是之故，本發明鑑於習知技術之缺失，乃經悉心地 試驗，並一本鍥而不捨之硏究精神，終發展出本案之『電容 下電極之製程與結構』。 本案之主要目的，即在於提供一種可有效提高電容表 面積，且應用於高密度記憶單元中之電容下電極之製程與 結構。 本案之次要目的，即在於提供一種可使半導體製程更 爲平坦化，而提高製程良率（yield)之電容下電極之製程與 結構。 8 本紙張尺度適用中國國家標率（CMS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.

，1T 4 6 1 04 a A7 B7 五、發明説明（g) 根據本案之上述目的，其構想一方面在於提供一種電 容下電極之製程，其係可應用於一半導體基板上方具一介 電層，且於該介電層上方具一蝕刻終止層之記憶單元中， 其中該製程之步驟係可包括：（a)形成一犧牲層於該蝕 刻終止層上方；（b)去除該犧牲層、該蝕刻終止層以及 該介電層之部分區域，以形成一接觸窗；（c)形成一第 一導電層於該犠牲層上方與該接觸窗之側壁及底部； (d )去除部份該第一導電層與該犧牲層，以暴露出該犧 牲層之部分區域；（e)形成一第二導電層於該第一導電 層上方及側壁、以及該犧牲層之部分區域上方及側壁；以 及（f )去除該第二導電層之部分區域，以保留位於該第 一導電層及該犧牲層側壁之部分該第二導電層，以及去除 該犧牲層，以暴露出該蝕刻終止層；俾以完成一電容下電 極之製程，且藉由該第一導電層及該第二導電層所構成之 表面積，供作爲電容表面稹之用。 依據上述構想，其中該半導體基板係可爲一矽基板（Si Substrate) ° 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 .---一-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據上述構想，其中形成該介電層之方法係可爲一化 學汽相沈積法.（Chemical Vapor Deposition，CVD)。 依據上述構想，其中該介電層係可爲一未摻雜矽玻璃 層.(Nondo.ped Silicon Glass，NSG)，且該未慘雜砂 玻璃層（NSG)之厚度係可爲1000A〜 3000A。 依據上述構想，其中形成該蝕刻終止層之方法係$爲 —化學汽相沈.積法（.Chemica丨 Vapor Deposition，CVD)。 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公.釐.） 鯉濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 6 104 9 A7 B7 五、發明説明（γ ) 依據上述構想，其中該蝕刻終止層係可爲一氮矽化合 物層（SiNx)，且該氮矽化合物層之厚度係可爲ι〇〇Α〜300 A 〇 依據上述構想’其中該記憶單元係可爲一動態隨機存 取記憶體（DRAM)。 依據上述構想’其中於該步驟（a )中，形成該犧牲 層（Sacrificial L、a yer)之方法係可爲一化學氣相沈積法 (Chemical Vapor Deposition » CVD> ° 依據上述構想，其中於該步驟（a )中，該犧牲層 (Sacrificial Layer)係可爲一犧牲氧化層（sacrificiai Oxide)，且該犧牲氧化層之厚度係可至少爲6000 依據上述構想，其中於該步驟（b )中，形成該接觸 窗（Contact Window)之方法係可以一光學微影及蝕刻技 術爲之。 依據上述-想/,，其中於該步驟（c )中，形成該第一 導電層之方法係可爲一化學氣相沈積法（Chemical Vapoi Deposition » CVD) 0 依據上述構想，其中於該步驟（c)中，該第一導電 層係可爲一已慘雜之複晶砂層（Doped Polysilicon)，且· 該第一導電層之厚度..係可爲1000 A〜3000A。 依據上述構想，其中於該步驟（d )中，去除部份該 _··.··...... 第一導電層與該犧牲層之方法係可以一光學微影及蝕刻技 術爲之。 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-° A7 B7 46 1 04 9 五、發明説明（β ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據上述構想，其中於該步驟（e)中，形成該第二 導電層之方法係可爲一化學氣相沈積法（Chemical VaporDeposition，CVD)。 依據上述構想，其中於該步驟（e )中，該第二導電 層係可爲一已摻雜之複晶砂層（Doped Polysilicon)，且 該第二導電層之厚度係可爲1000 A〜3 0Ό0Α。 依據上述構想，其中於該步驟（f)中，係可包含步 驟：（fl)蝕刻部份該第二導電層，以保留位於該第一 導電層及該犧牲層側壁之部分該第二導電層；以及（f 2 )完全飩刻該犧牲層，以暴露出該蝕刻終止層。 依據上述構想，其中於該步驟（f 1 )中，蝕刻都份 該第二導電層之方法係可爲一乾式蝕刻法（Dry Etching)，俾以等向性蝕刻該第二導電層之部分區域。 依據上述構想，其中於該步驟（f2 )中，遂行蝕刻 該犧牲層之方法係可爲一濕式蝕刻法（Wet Etching)，且 於遂行該濕式蝕刻法時，係可以一含有氫氟酸 (Hydrofluoric Acid，HF)之 B.O.E.触刻溶液予以遂 行之，俾以完全去除該犧牲層。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 依據上述構想，其中於該步驟（f )之後更可包括下 列步驟：（g)形成另一介電層於該蝕刻終止層以及該第 一導電層及該第二導電層之表面上方；以及（h )形成一 第三導電層於該另一介電層上方，俾以完成一電容之製 程。 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐j 46 1 04 9 at B7 五、發明説明（/1 ) 依據上述構想，其中於該步驟（g)及（h)中，形 成該另一介電層或該第三導電層之方法係可爲一低壓化學 汽相沈積法（LPCVD) » 依據上述構f，其中於該步驟（g )中，該另一介電 層係可爲一氧化物-氮化物-氧化物層（0*1(^-01^-Nitjride- ON - Oxide，ΟΝΟ)，且該另一介電層之厚度 係可爲50Α〜200Α。 依據上述構想，其中於該步驟（h)中，該第三導電 層係可爲一'已慘雜之複晶砂層（Doped Po丨ysi_Iicon)_。 根據本案之上述目的，其構想另一方面在於提供一種 電容下電極之結耩，其係可應用於一半導體基板上方具一 介電層，且於該介電層上方具一蝕刻終止詹之記憶單元 中，其中該電容下電極之結構係可包括··——接觸窗 (contact window)，其係分佈於該蝕刻終止層以及該介 電曆中；以及一導電層，其係分佈於該接觸窗底部及側壁 中，且向上延伸而形成一蕈狀結構；俾以藉由該導電層供 作爲一電容下電極結構，且藉由該導電層所構成之表面積 供作爲電容表面積之用》 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據上述構想，其中該半導體基板係可爲一矽基板（Si Su. bstrate)。 依據上述構想，其中該介電層係可爲一未摻雜矽玻璃 層（Nondoped Silicon Glass，NSG)，且該未摻雜砂 玻璃層（NSG)之厚度係可爲1000A〜 3000A。 12 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 6 1 04 9 A7 I B7 經滴部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 依據上述構想，其中該蝕刻終止層係可爲一氮矽化合 物層（SiNx)，且該氮矽化合物層之厚度係可爲100 A〜30 0 A。 依據上述構想，其中該記憶單元係可爲一動態隨機存 取記憶體（D R A Μ )。 依據上述構想，其中該導電層係可爲一已摻雜之複晶 砂層（.D_oped Polysilicon)。 依據上述構想*其中於該電容下電極結構之上方更包 含：另一介電層，其係分佈於該導電層之表面上方；以及 另一導電層，其係分佈於該另一介電層之上方，以作爲一 電容上電極之用；俾以完成一電容結構。 依據上述構想，其中該另一介電層係可爲一氧化物·氮 ：ί七物-氧化物層（Oxide - ON - Nitride - ON - Oxide , ΟΝΟ)，且該另一介電層之厚度係可爲5〇A〜200A。 依據上述構想，其中該另一導電層係可爲一已摻雜之 複晶砂層(.Dope.d Polysilicon) 。· 因此，藉由上述電容之製程步驟所完成之電容結構， 將可提供簡單之製程流程以及嶄新之電容結構，並確實能 大幅增加電容之有效表面積。 本案以及其進一步目的與其功效，將參閱一較隹實施 例之詳細說明與所附之圖式，俾得一更深入之了解。 第一圖（a)〜（b):其係爲習知形成電容結構之 製程流程示意圖。 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) k. -β 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 . A 7 4 6 1 04 9 , __B7 _____—-— 五、發明説明（々） 第二圖（a )〜（b ):其係爲另一習知形成電容結 構之製程流程示意圖。 第三圖（a)〜（d) ··其係爲又一習知形成電容結 構之製程流程示意圖。 第四圖（a )〜（f :其係爲本案之一較佳實施例 之電容結構製程流程示意圖。 第一圖圖號簡單說明： 10....... •砂基板（Si Substrate) 11....... •內層介電層（ILD) 12....... •接觸窗 13....... •已摻雜複晶矽層 14....... •不卒坦狀複晶砍層_ (Rugged Pol 15.··.··· •氧化物-氮化物氧化物層（0 Ν Ο ) 16...···· •已摻雜複晶矽層 第二圖圖號簡單說明 2 0....... •砍基板（Si Substrate) 2 1....... .內層介電層（ILD) 2 2....... .氮矽化合物層（SiNx> 2 3······· •.犧牲氧化層（Sacrif.i. cia 丨 Oxide) 2 4....... •接觸窗（Co.ntact Window) 2 5....... •已摻雜複晶矽層 2 6....... •氧化物-氮化物-氧化物.層（〇 N 〇 ) 14 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） ； „ —入I衣 訂------ty (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 6 1 04 9. A7 B7 五、發明説明（/^) 27........已摻雜複晶矽層 第三圖圖號簡單說明 3 0 •砍基板（Si Substrate) 3 1 • t · ♦ •內層介電層(ILD) 3 2 • · « · •氮矽化合物層（SiNx> 3 3 * * · * •第一犧牲氧化層 3 4 • · · * 接觸窗（Contact Window) 3 5 • f · · •已摻雜複晶矽層 3 6 • · · · •第二犧牲氧化層 3 7 • # · · •已摻雜複晶矽層 3 8 • * · * •氧化物-氮化物-氧化物層（ΟΝΟ) 3 9 * · · · •已摻雜複晶矽-層 第四圖圖號簡單說明 4 0 0 •砍基板（Si Substrate) 4 0 2 •內層介電層（ILD) 4 0 4 •蝕刻終止層 4 0 6 •犧牲氧化層 4 0 7 •犧牲氧化層之部分區域. 4 0 8 •接觸窗（Co 卩 tact Window) 4 1 0 .第一臀電層 4 1 2 •第二導電層 4 1 3 •第二導電層之部分區域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ '1Τ -f 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 6 1 04 9 A7 B7 五、發明説明（/’） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 14.......氧化物-氮化物-氧化物層（ΟΝΟ) 4 16.......第三導.電層 首先，煩請 貴審查委員參閱第四圖（a)〜 (f )，其係爲本案之一較佳實施例之製程流程示意圖， 於其中： 第四圖（a )係包括下列步驟： 以電漿鞋刻_化學汽相沈積笔iP E C V D )或低壓化學 汽相沈積法（LPCVD)，形成一内層介Hcinter Layer Dielectric，ILD {4 0 2於一矽基板400上方；其中該內層 介電層402係可爲一宋穆雜矽玻璃層（Nondoped Silicon Glass，NSG)4 0>，且該未摻雜矽玻璃層（NSG>402之厚 度係可爲100 0A〜 3000A; ，以化學汽相沈積法1:„CLYD )形成一餓刻終止脣0 4齡該 內層介電層402上方；其中該蝕刻終止層404係可爲一氮矽 化合物層（SiNxM<M，且該氮矽化合物層404之厚度係可 爲1 0 0 A〜3 0 0 A ;以及 以化學氣相沈積法（CVD)形成一犧牲氧化層 (Sacrificial Oxide)406於該該蝕刻終止層404上方， 且該犧牲氧化層406之厚度係可爲8000A; 第四'圖（b )係包括下列步驟： 以光學微影技術《Photo Lithograph, y)定義一接 觸窗（Contact Window)圖案，且蝕刻部份該犧牲氧化層 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ：297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ 4 6 104 9 A7 B7 五、發明説明（Μ) 406、該蝕刻終止層40 4以及該內層_介電層_4 0 2，以形成該 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ""% 一 ~~ — 接觸窗408 ;以及 以低壓化學汽相沈積法（LPCVD)形成一具厚度爲 2000 A之一第一導電層410於該犧牲氧化層40,6上方與該接 觸窗408之側壁及底部中’；其中，該第一導電層410係可爲 一已摻雜之複晶矽層（Doped Po丨ysilicon)410 ; 第四圖（c )係包括下列步驟： 以一光學微影及蝕刻技術，以去除部份該第一導

--I 電層410及該犧牲氧化層406，以暴露出該犧牲氧化層之部 分區域407 ; 第四圖（d )係包括下列步驟：. 以一化學氣相沈積法（CVD)，形成一第二導電層 412於該第一導電層410之上方及側壁，以及該犧牲氧化層 之部分區域407上方及該犧牲氧化層406之側壁；其中，該 第二導電層412係可爲一已摻雜之複晶砍層（Doped Polysilicon)412，且該第二導電層412之厚度係可爲 2 0 0 0 A ; 第四圖（e )係包括下列步驟： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 以一乾式餓刻法((Dry Etchi.n. g)，俾以等向性蝕 刻該第P導電’層4 I2之部分區域，以保留位.於該m —導《層 410及該_牲氧化層4 06側壁之部分該第二導電層413 ;以 及 — 以-t濕式蝕卿法（^Vet Etching)，俾以完全蝕刻 ，一 螯犠牲氧藤4^4,崁暴露出該餓刻終止層404 ;其中於遂 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 46 1 049 A7 B7 五、發明説明（/?) 行該濕式餓刻法時，係可以一含有氫氟酸（Hydro fluoric Acid，HF>2B.O.E.蝕刻溶液予以遂行之，俾以完全去 除該犧牲氧化層406 ; 第四福（f )係包括下列步驟： 以一低壓化學汽相沈積法（LPCVD)，形成另一介 電層414於該鈾刻終止層4 04、該第一導電層410及該第二 導電層413之表面上方；其中該另一介電層414係可爲一氧 化物-氮化物-氧化物層（Oxide - ON - Nitride - ON， Oxide，ONO>414，且該另一介電層414之學度係可爲 50 A〜200 A ;以及 以低壓化學汽相沈積法（LPCVD)，形成一第三導 電層4 1 6於該另一介電層4 1 4上方；其中該第三導電層4 1 6 係可爲一已摻雜之複晶矽層（Doped Polysilicon)416 ; 俾以完成本案之一較佳實施例之電容之製程。 .----------- ..·· 而藉由上述步驟所完成之電容製程，不僅製程步驟簡 單，且更能大幅提昇電容之有效表面積；更甚者，藉由上 述製程步驟更能完成極具特徵之電容結構；其中，煩請參 閱第四圖（f )所示，並參見下列詳細說明： 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 I I I j - - - -- In —I! I -I-L - -8 i ------ - - - - -1--- (讀先閱讀背面之注意事項再填离本頁) 其中該矽基板4P0上方係具有該內層介電層402及 該餓刻終止層404，而該接觸窗（contact window) 40 8 係分佈於該蝕刻終止層404以及該內層介電層4 02中；而該 第一導電齋4 10分佈於該接觸窗408底部及側壁中，且向上 延伸並結合該第二導電層413而形瑪一蕈狀結構，則該第一 導電層410結合該第二導電層413係視爲一導電層；俾以藉 18 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 4 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 6 1 04 9 .，* 五、發明説明（β) 由該導電層（410，413)供作爲一電容下電極結構，且藉由 該導電層（4 10，413)所構成之表面積供作爲電容表面積之 用。 而於完成該電容下電極結構之後，更包含該氧化物-氮 化物·氧化物層（Oxide」ON - Nitride - ON - Oxide， ONO)414，分佈於該導電層（410，413)¾表面上方；而 該已摻雜之複晶矽層416分佈於該氧化物-氮化物-氧化物層 414上方，則視爲另一導電層416，以作爲一電容上電極之 用；俾以完成一電容結構。 其中，該第一導電層410及第二導電層之部分區域413 係結合成一蕈狀結構ί而形成一導電層；俾以藉由該導電 層（410，413)所構成之表面積，以供作爲電容表面積之 用，而可提昇雩容之有效表面積。而藉由本案所提供之蕈 狀電容結構，不僅可大幅增加電容之有效表面積；再者> 所~提供之蕈狀結構於遂行電容上電極之製程後，所呈現之 電容結構頂面平整，更有助於半導體後續製程中之平垣化 考量* 因此，藉由本案上述較佳實施例中當可得知，僅需透 過簡單之製程流程，即可輕易地增加電容表面積；i於需 多少電容値，則可視應用而彈性;調擎，牲氧化層之輿及 ，蝕刻深度，即可達到調整-重容肩面積所增加電容値之t 標，是以，本案當顯較目前存在之基種習知技術^爲_谭+。 -蘇上所尊，透過本案之作法，顯可避免如習知作法般 所可能引起之缺失，不僅一倂解決習知作法中增加電容表 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -- ---I---1 I----I'-.民 II 1 — «. - I -I I TV (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 6 1 04 9 Αη] Β7 五、發明説明（/ρ 面積之電容量不足問題，更提供一獨特之電容結構，由此 可知，本案實爲一極具產業價値之作。 本案得由熟習本技藝之人士任施匠思而爲諸般修飾， 然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）

Claims (1)

1. 4 6 1 04 9 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8____ 六、申請專利範園 g)·—種電容下電極之製程，其係可應用於一半導體基板 上方具一介電層，且於該介電層上方具一蝕刻終止層之記 憶車元中，其中該製程之步驟係可包括： a)形成一犧牲層於該蝕刻終止層上方； b )去除該犧牲Μ、該蝕刻終止層以，及該介電層之部 分區域，以形成一接觸窗； c) 形成一第一導電層於該犧牲層上方與該接觸窗之 側壁及底部； d) 去除部份該第一導電層與該犧牲層，以暴露出該 犧牲層之部分區域； e )形成一第二導電層於該第一導電層上方及側壁.、 以及該犧牲層之部分區塽上方及側壁；以及 f )去除該第二導電層之部分區域，以保留位於該第 一導電層及該犧牲層卿壁之部分該第二導電層，以及去除 該犧牲層，以暴露出該蝕刻終止層；痺以完成一電容下鼋 極之製程，且藉由該第一導電層及該第二導電層所構成之 表面積，供作爲電容表面積之甩。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之電容下電極之製程，其 中該半導體基板係可爲一矽基板（Si Substrate)。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之電容下電極之製程，其 中形成該介電層之方法係可爲一化學汽相沈積崔（Chemical Vapor Deposition > CVD) 0 4 .如申請專利範圍第；L項所述之電容下電極之製程，其 中該介電層係可爲一·未慘雜政玻璃層.（Ν.ό n doped 21 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

   A8 6 1 04 9 ll D8 ___ 六、申請專利範園 Silicon Glass，NS G>，且該未雜矽玻璃層（NSG)之 厚度係可爲1000 A〜3 0 〇 0 A。 5 i如申請專利範圍第1項所述之電容下電極之製程，其 中形成該蝕刻終止層之方法保可爲一化學汽相沈積法 (Chemical yapor Deposition，CVD) 〇 6…如申.請專利範圍第1項-所述之電容下電極之製程，其 中該蝕刻終止層係可爲一氮矽化合物層（SiNx)，且該氮矽 化合物層之厚度係可爲1 υ 0 A〜3 0 Q A » 7 ‘如申請專利範屬第1項所述之電容下電極之製程，其 中該記憶單元係可爲一動態隨機存取記憶體（DRAM)。 8 ·如申請專利範團第1項所述之電容下電極之製程，其 中於該步驟（a )中，形成該犧牲層（Sacrificial Layer)之方法.係可爲一化學氣相沈積法（Che mica.1 V a o r D e p o s i t i.o η』，"C V D )。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之電容下電極之製程，其 中於該步驟（a )中，該犧牲層 可爲一犧牲氧化層（Sacrificial Oxide)，且該犧牲氧化 層之厚度係可茔少爲6000 Α» 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 10·如申請專利範圍第1項所述之電客下電極之製程， 其中於該步驟（b)中，形成該接觸窗（Contact Window)之方法係可以一光學微影及蝕刻技術爲之。 11·如申請專利範圍第1項所述之電容下電極之製程， 其中於該步驟（c )中，形成該第一導電層之方法係可爲 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 46 1 04 9 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一化學氣.相沈積法（c h_ e m i c a 1 V a ρ 〇 r D e ρ 〇 s i t i ο ¢.， CVD)。 12·如申請專利範團第l項所述之霉容下電極之製程， 其中於該步驟（c)中，該第一導電層係可爲一已摻雜之 複晶矽層（Doped Polysilicon)，且該第一導電層之厚度 係可爲 U) 0 0 3 0 0 0 A 〇 1 3 ·如申請專利範圍第1項所述之電容下電極之製程> 其中於該步驟（d )中，去除部份該第一奪電層與該犧牲 層之方法係可以一光學微影及蝕刻技術爲之。 1 4 ·如申請專利範圍第1項所述之霉容下電極之製程， 其中於該步靡（e )中，形成該第二導電層之方法.係苛爲 —化學氣相沈積法（Che miciH Vapor Deposition， CVD) · 1 5 ·如申請專利範圍第1項所述之電容下霉極之製* 其中於該步驟（e )中，該第二導電層係可爲一已摻雜之 複晶砂層（Dp.p_ed Po.lysilicon) 且該第二導電層之厚度 係可爲100〇A〜：3 00〇A〇 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 1 6 ·如申請專利範團第1項所述之電容下電極之製程， 其中於該步驟（f )中，係可包含步驟： f 1 )蝕刻部份該第二導電層，以保留位於該第一導 電層及該犧往層惻壁之部分該第二導電層；以及 f 2 )完全蝕刻該犧牲層，以暴露出該蝕刻終止詹。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項所述之電容下電極之製 程，其中於該步驟（fl )中，蝕刻部份該第二導霉層之、 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 46 1 049 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 方法係可爲一乾式蝕刻法（Dry Etc^iUg)，俾以等向性蝕 刻該第二導電層之部分區域。 1 8 ·如宇請專利範_第16項所述之電容下電極之製 程，其中於該步驟（f 2 )中，遂行蝕刻該犧牲層之方法 係可爲一濕式蝕刻法（Wet Etching)，且於遂行該濕式蝕 刻法時，係可以一含有氫氟酸.(Hydrof丨uo.ric Acid， HF)之B.O.E.蝕刻瘠液予以遂行之，俾以完全去除該犧-牲 層。 1 9 ·如申請專利範圍第1項所述之電容下電極之製程， 其中於該步驟（f )之後更可包括下列步驟： g)形成另一介電層於該蝕刻終止層以及該第一導電 層及該第二導電層之表面上方；以及 h )形戍一第三導電層於該另一介電層上方，俾以完 '成一電容之製程。 2 0 ·如申請專利範圍第1 9項所述之電容下電極之製 程，其中於該步驟（g )及（h)中，形成該另一介電層 或該第三導電層之方法係可爲一低壓化學汽相沈積法 (LPCVD) ° 21·如申請專利範圍第19項所述之電容下電極之製 程，其中於該步驟（g )中，該另一介電層係可爲一氧化 物-氮化物-氧化物層（〇*1(16-0尺-1^11*〖.(^-01^-〇5丨(^，〇1^々），且該另一介/電層之厚度係可爲50人〜200 A。 24 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） --------ΙΛ^.-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4 6 1 049 g D8 六、申請專利範圍 2 2 ‘如申請專利範圍第1 9項所述之電容下電極之製 程，其中於該步_( h )中，該第三導電層係可爲一已摻 雜之複晶砍層（D. 〇 p e d .1 y s i 丨 i c..o η )。 2 3 · ~種電容下電極之結扁，其係可應用於一半導體基 f上方具一介電層，且於該介電層上方具一蝕刻終止層之 記億單元中，其中該電容下電極之結樺係可包括： —接觸窗（cut act window)，其係分柿於該触刻終 止層以及該介電層中；以及 一導電層，其係分佈於該接觸窗底部及側壁中，且向 上Μ伸而形成一蕈狀結樺；俾以藉由該導電層供作爲一電 容下電極結構，且藉由該導電層所構成之表面積供作爲電 容表面積之用。 2 4 ·如申請專利範_第2 3項所述之電容下電極之結 構，其中該半導體基板係可爲一矽基板（Si Subs t rat,〇。 2 5 ·如毕請專利範圍第2 3項所述之電容下電極之結 耩，其中該介電層係可爲一未摻雜砂玻璃層（N〇ndope、d Silicon Glass，NSG)，且該未摻雜矽玻璃層（NSG>2 厚度係可爲1000Α〜3000Αο 經濟部中央標準.局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 6 ·如申請專利範圍第2 3項所述之電容下電極之結 構，其中該蝕刻終止層係可爲一氮矽化合物層（SiNx)，且 該氮矽化合物層之厚度係可爲1 0 0 A〜3 0 0 A。 2 7 .如申請專利範崮第2 3項所述之電容下電極之結 構，其中該記憶單元係可爲一動態隨機存取記憶體 (DRAM)。 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） O 049 A8 B8 C8 D8 A、申請專利範圍 2 8 .如申請專利範圍第2 3項所雖之電容下電極之結 構’其中該導電層係可爲一已摻雜之複晶矽層（Doped Polysilican) ° g 9 .如申請專利範圍第2 3項所述之電容下電極之結 構，其中更包含： ‘ 另一介電層’其释分佈於該導m層之表面上方；以及 另一導電層*其係分佈於該另一介電層之上方，以作 寫」電容上電極之用；俾以完成一電容結構7 3 0 ·如申請專利範圍第2 3項所述之電容下電極之結 構，其中該另一介電層係可爲一氧化物-氮化物-氧化物層 (Oxide - ON - Nitride - ON - Oxide，ΟΝΟ) ’ 且該 另一介電層之厚度係可爲$〇 Α〜200 A。 3 1 ·如申請專利範圍第2 3項所述之電容下電極之結 構，其中該另一導電層係可爲一已摻雜之複晶矽層（Doped Ρ ο 1 y s i I i con ) 0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ. 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 -紙 本 準 標 家 國 國 中 用 逋 釐 29