TW463287B - Capacitor of a semiconductor device and fabricating method therefor - Google Patents

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463287 經濟部智慧財產局員工消费合作杜印製 B7 五、發明說明（1 ) 本發明之背景 本發明之範疇 本發明係有關於一種用於製造一半導體裝置之方法’ 且更有關於一種用於製造半導體裝置之電容器的方法，其 可當藉由當應用半球形顆粒（此後係稱為HSG)製造電容器 時’防止因一清潔製裎所造成之操作失敗的發生，且可簡 化操作過程》 習知技術之說明 根據一般半導體裝置高度集成的趨勢，現已持續致力 於降低於該裝置之同一區域内之由一電容器所輛合之區 域。現在’該半導體裝置係藉由一方法而製造，其中hSG 製程係用於進行dram電容器之區域最大化。 第1圖係為一橫載面圖，其係用於說明一藉由傳統方 法而製造之電容器。參考第1圊，其係以一沈積結構之方 式建構該電容器，該電容器係包含一介電層50，其係位於 上電極60及具有HSG40之下電極30之間·於此，該等未解 釋之參考數字10、20係各別指一半導體基材及一具有一包 埋之接觸洞（h)的絕緣内層。 因此，該因此而建構之電容器係藉由顯示於第2圖之 操作方塊围式的10個步驟所製造，如下： 於步驟一 100，於該半導體基材10上形成一絕緣内層 20 « 於步驟二105, 一限制下電極形成部位之罩幕圖案係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） -4- :I 1 i It I n i I— I If n n Λί n I · 1 .^1 .^1 n n n · • · - <請先閱讀背面之沈意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 __ Β：___ 五、發明說明（2) 用於蝕刻泫絕緣内層2 〇以暴露出該基枯之表面的預定部 位，藉此於絕緣内層2 0中形成一包埋之接觸洞（h) 3 於步驟三丨1 0，為了充填該接觸洞的内都，—電極材 料’即一高密度之P型雜質係摻雜於該基材1〇之暴露的表 面及絕緣内層20上，以形成一非晶系之多晶矽層。而後， 使用另一限制下電極形成部位之罩幕圖案以選擇性蝕刻該 多晶矽層=因此，該多晶矽之下電極3〇係形成於該具有接 觸洞（h)之絕緣内層2〇的預定部位。 於步驟四1 1 5，進行第一次清潔製程以去除所有存在 於該已形成之下電極30之最終構造上的粒子（例如，似天 然氧化層之污染物）。 於步驟五120，為了最大化一電容器之區域，係於下 電極所暴露之表面處選擇性地長成HSG4〇 3 於步驟六125，進行第二次清潔製程以去除所有存在 於該前置步驟之最終構造上的粒子。 於步驟七130，為了增mHSG4〇的表面密度，係於一” 高溫及低壓”之操作環境下，將PH3雜質摻雜於HSG1 06中， 持續1 8 0分鐘。 於步驟/、1 35，進行第三次清潔製裎以去除所有存在 於該前置步驟之最終構造上的粒子。 於步驟九1 40 ' —介電層5〇係沈積於該具有下電極3〇 之絕緣内層20上1 τ電極上係形成有HSG4〇 於.女驟十1 4:. 一與以——作為一電極材料之高密変 雄3相摻貝之.扣晶系多晶矽層係形成於該電層5 0工該 :: 裝--------訂-------!線 (琦先閱讀背面之;£意事項再填寫本頁) 463287 A7 B7 五、發明說明（3 ) 等層係藉由使用該限制一上電極形成部分之罩幕圖案而選 擇性地蝕刻之，以藉此形成該多晶矽之下電極6〇。而後， 係完成所有用於製造該電容器之操作製程。 然而’假若以上述之方法製造一電容器的話，於該製 造一半導體之方法中具有一問題存在，此即，接續於清潔 步驊後之摻雜PH;及形成介電層的製程步驟必須分別於不 同的工作室或環境中進行以完成各階段之製造程序，藉此 複雜了所有的製造程序。 再者’當該半導體裝置之集成度較高時，該晶胞區域 降低且該下電極之間陈較小。於第三次清潔製程（欲於ρΗί 摻雜製程後進行）中，一部分之由hsg製程所黏著之矽塊 可能會自形成於一電容器間之絕緣内層20上之下電極的表 面處脫落下來。假若此一情形發生，則將在電容間形成一 橋，而導致電容器内的操作失敗。 本發明之概要說明 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 L-------II---裝 -------訂. f琦先閱請背面之注4事項再填寫本頁) 因此，本發明之一目標係在於解決前述之問題並提供 一用於製造一半導體裝置之電容器的方法，其中該HS(3長 成後之PH]摻雜及形成一介電層之製程係於—平板饋送室 内連續地進行，而不需崩解其真空狀態，因此其不會發生 因摻雜製程後之清潔步驟所引起的操作失敗，藉此， 可避免該電容的操作失敗且可簡化製造該電容的數程。 為了達成上述之目標’其提供如本發明具體實施例之 一方法，其包含下列步味： 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A, B： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 於一半導體基材上形成一絕緣内層’該絕緣内層具有 一包埋之接觸洞，該接觸洞暴露出該基材之表面的預定部 位； 於該具有包埋接觸洞之絕緣内層的預定部位形成一下 電極， 進行第一次清潔製程； 於該下電極之表面的暴露部位長成HSG ; 進行第二次清潔製程； 將PH;摻雜於HSG中；以及 於前置步驟之最終結構上形成一介電層且不崩解其真 空狀態。 於了達成上述之目標’其提供如本發明具體實施例之 另一方法，其包含下列步驟： 於一半導體基材上形成一絕緣内層’該絕緣内層具有 一包埋之接觸洞，該接觸洞暴露出該基材之表面的預定部 位； 於該具有包埋之接觸洞之絕緣内層的預定部位形成一 下電極； 進行—清潔製程； 於該下電極之表面的暴露部位長成HSG : 將PH;摻雜於hsg中且不崩解其真空狀態；以及 於'前ϊ步騍之最终结搆上形成介電層且不崩解其真空 狀態 假若藉由前迷之.方法褽造..·電容器時該PH:摻雜及 I ! I . I — — t -----I 11 ί * (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 46328 7 A7 ____B7___ 五、發明說明（5) (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 形成介電層的製程步驟係連續地進行且不崩解其真空狀 態β因此’與傳統之方法相比較，其可省略一或多個清潔 步驟以簡化該製造一電容器的製程，且於ρη3摻雜製程後 不需進行分開的清潔步驟。 圖式之簡要說明 本發明之目標及目的係藉由下列敘述之具趙實施例及 所附隨的圊式而變得更清楚，其中： 第1圖係為一用於說明一般之半導體裝置的DRAM電 容器之構造的橫載面圖； 第2圖係為一用於說明一用於製造第1圖所顯示之電容 器之傳統方法的操作方塊圊； 第3圖係為一用於說明一用於製造如本發明之一具體 實施例之如第1圖所顯示之電容器之方法的操作方塊圈： 第4囷係為一用於說明一用於製造如本發明之另一具 體實施例之如第1圖所類示之電容器之方法 '的操作方塊 圖。 經濟部智慧財產局負工消费合作杜印製 本發明之詳細說明 本發明之目標及目的係藉由下列之詳細說明之具體實 施例及所附隨的圖式而變得更清楚〇 第3圊係為一用於說明一用於製造如本發明之一具體 實施例之電容器之方法的操作方塊圖β參考顯示於第1圈 之電容器構造及顯示於第3圖的操作方塊圖。製造如本發 本紙張尺度適用中國圉家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A； 經濟部智慧財產局員χ消費合作；-u"s 五、發明說明（) 明之第-具體實施例之電容器的方法係分為八個步驟其 步騍如下： ’、 於步驟- 200,於該丰導體基材1〇上形成一氧化層之 絕缘内層20。 於步驟二205 ’ 一限制下電極形成部位之呈幕圖案係 用於蝕刻該絕緣内層20以暴露出該基材之表面的預定部 位，藉此於絕緣内層20中形成一包埋之接觸洞（卜）。 於步驟三2 10，為了充填該包埋之接觸洞摻雜—電 極材料’即一高密度之P型雜質，以形成一多晶石夕層=而 後’使用另一限制T t極形成1部位之罩幕θ帛以選擇性麵 刻該多晶矽層。因此，該多晶矽之下電極3〇係形成於該具 有接觸洞（h)之絕緣内層2〇的預定部位0 於步驟四215，進行第一次清潔製程以去除所有存在 於該已形成之下電極30之最終構造上的粒子（例如，似天 然氧化層之污染物）。 於步驟五220，為了最大化一電容器之區域，係於下 電極所暴露之表面處選擇性地長成hS(}40 = 於步驟六225，進行第二次清潔製程以去除所有存在 於該前置步驟之最終構造上的粒子s 於步驟七230’為了增加HSG4〇的表面密度，該摻雜[Η; 雜質及形成—介電層之製程230a ' 230b係於一相同製程室 办稱為一 ^板饋送室）内藉甴使用一平板鲼送裝置依孚進 行之‘且不崩解其真空狀態： -’、y驟、.與.1高密度p型雜質摻雜之多晶矽 -----------1----裝--------訂----------線 ί請先閱讀背面之注意事項再填窵本頁) A7 46328 7 ____Β7_ "·,,Β "" 五、發明說明（7) 層係形成於該介電層50上，且該限制一上電極形成部分之 罩幕圖案係用於選擇性地姓刻該多晶石夕及介電廣，以藉此 形成該多晶矽之下電極60。而後，係完成所有用於製造該 電容器之操作製程。 假若依本發明之第一具體實施例製造—電容器時， ΡΗ3#雜及形成一介電層之製程（欲接續於hsg長成之後） 係於一平板饋送室内連續地進行’而不需崩解其真空狀態 因此’於該PHS摻雜之製程後並無自然氧化層的長成，藉 此則不需一分開的步驟。 因此’其不會發生一因在接續在Ph3摻雜製程後之清 潔步驟所引發之操作的失敗（如HSG的矽塊可能脫落且黏 著於電容器之間），藉此可避免因電容器間一橋的形成而 造成電容器之操作的失敗。 此外，與一用於製程一電容器之傳統方法比較，其可 省略一清潔步驟以防止製造程序複雜化。 第4圖係為一用於說明一用於製造如本發明之另一具 艘實施例之電容器之方法的操作方塊圈。參考顯示於第1 圖之電容器構造及顯示於第4圊的操作方塊圏，該製造如 本發明之第二具體實施例之電容器的方法係分為如下之六 個步驟。與本發明之第一具體實施例比較，本發明之第二 具體實施例之唯一不同係在於HSG長成、pH3摻雜、及形 成一介電層之所有製程係於—室中依序進行而不崩解其真 空狀態。因此，為了方便描述，與第一具體實施例相同之 製程係僅進行簡單的敘述，而該等不同於第—具體實施例 本紙張尺度財目g家财（CNS)A4規格咖 χ_297公釐） • —r .1 I — ill— — — —— ·. . I —— — III 11!1(111 f琦先閲讀背面之注惠事項再填窵本頁) 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 -10· __ ___&7_____ __ ___&7_____ 經濟部智慧財產局員工消費合作钍郎製 A： 五、發明說明（8) 之製程係詳細地明之3 於步驟一 300，於該半導體基材10上形成一氧化層之 絕緣内層20 3 於步驟二3 0 5，於該絕缘内層2 0上形成一包埋之接觸 洞⑻。 於步驟三310 ’ 一多晶δ夕下電極30係形成於該具有包 埋接觸洞（h)之絕緣内層20的預定部位上。 於步驟四3 1 5，進行第一次清潔製程以去除所有存在 於該已形成之下電極30之最終構造上的粒子（例如，似天 然氧化層之污染物）s 於步雜五320，HSG40係於該平板館送室内長成於該 下電極30之暴露表面處（320a) ’且該摻雜ph3雜質及形成 一介電層之製程320b、320c係依序進行之，且不崩解其真 空狀態。 於步驟六325· —與一高密度P型雜質摻雜之多晶石夕 層係形成於該介電層50上，且該限制一上電極'形成部分之 罩幕圖索係用於選擇性地蝕刻該多晶矽及介電層，以藉此 开’成該多晶<5夕之下電極6 0 =而後.係完成所有用於製造該 電容器之操作製程3 假若依本發明之第二具體實施例製造一電容器時， HSG長成、pH;摻雜及形成一介電層之製程係於一平板饋 送室内依序地進行，而不需崩解其真空狀態—因此則不 高一分開的清·潔步驟：：因此其不會發生一因清潔步辑所 L發之操作的失敗.，此外.比.傳統之用於製造—.電容之方 ΐ,申士 阑國~一~·~— ------------1 ^-------— ^--------- *5^ (請先閱讀背*之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 ^63287 A7 __________B7____ 五、發明說明（9) 法相比較’其省略二個清潔步驟以避免製造程序的複雜 化。 如上所述，本發明之製造一電容器之方法的優點係在 於該接續於HSG長成後之PH3摻雜及形成一介電層之製程 係於一平板饋送室内依序地進行，而不需崩解其真空狀 態’藉此可防止一接續在PH3摻雜之製程後之清潔步驟所 引發之電容器操作的失敗’且可藉由於製造一半導踫裝置 之電容器中省略一或二個清潔步驟而簡化操作製程。 元件編號對照表 10. 半導體基材 20. 絕緣内層 30. 下電極 40、 106 HSG 50. 介電層 60. 上電極 100 、 200 、 300 步驟一 105、205、305 步驟二 110 、 210 、 310 步驟三 115 、 215 、 315 步称四 120 ' 220 > 320 步驟五 125 ' 225 ' 325 步称六 130 ' 230 步驟七 135、 235 步驟八 140 步驟九 145 步驟十 230a PH3摻雜步驟 230b 形成介電層之步驟 320a HSG長成步驟 320b PH3摻雜步驟 320c 形成介電層之步騍 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公* ) -12- — — — — ^ - I I I I I I I -1 — — — — — —— (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. AS BS cs D8 4 6328 7 六、申請專利範圍 1. 一種用於製造一半導體裝置之電容器的方法，該方法 包含下列步驟： 於一半導體基材上形成一絕緣内層，該絕緣内層 具有一包埋之接觸洞’該接觸洞暴露出該基材之表面 的預定部位； 於該具有包埋接觸洞之絕緣内層的預定部位形成 一下電極； 進行第一次清潔製程_ ; 於該下電極之表面的暴露部位長成HSG; 進行第二次清潔製程； 將PH3摻雜於HSG中；以及 於别置步称之最終結構上形成一介電層且不崩解 其真空狀態》 2.—種用於製造一半導饉裝置之電容器的方法，該方法 包含下列步驟： 於一半導體基材上形成一絕緣内層，該絕緣内層 具有一包埋之接觸洞，該接觸洞暴露出該基材之表面 的預定部位； 於該具有包埋之接觸洞之絕緣内層的預定部位形 成一下電極； 進行一清潔製程； 於該下電極之表面的暴露部位長成HSG; 將PH3接雜於HSG中且不崩解其真空狀態；以及 於前置步驟之最終結構上形成介電層且不崩解其 真空狀態。 規格（210x 297公爱） ί, .—.-------------訂---------線 f請.之閱"背面之;1意事項再填宵本頁> 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 费 合 社 印 製 13