DE4236821A1 - - Google Patents
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- H01L28/60—Electrodes
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- H01L28/90—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions
- H01L28/91—Electrodes 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
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Semiconductor Memories (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die
Halbleitertechnologie und betrifft im spezielleren
Speicherzellenkondensatoren zur Verwendung in DRAM-
Anordnungen (Dynamic Random Access Memories).
Die Speicherzellen von DRAMs, die in einer Konfi
guration sich schneidender Wortleitungen und Zif
fernleitungen angeordnet sind, setzen sich aus zwei
Hauptkomponenten zusammen: einem Feldeffekt
transistor (FET) und einem Kondensator. Bei DRAM-
Zellen, die einen herkömmlichen planaren Kondensa
tor verwenden, wird ein viel größerer Oberflächen
bereich des Chips für den planaren Kondensator als
für den FET verwendet. Sei einer typischen Ausbil
dung einer derartigen DRAM-Zelle werden die Wort
leitungen im allgemeinen aus einer ersten Polysili
ziumschicht geätzt. Ein dotierter Bereich des
Siliziumsubstrats dient als untere Kondensator
platte (Speicherknoten), während eine zweite Poly
siliziumschicht im allgemeinen als obere Kondensa
torplatte (Zellenplatte) wirkt.
Obwohl sich planare Kondensatoren im allgemeinen
für die Verwendung bei DRAM-Chips bis zum Niveau
von 1-Megabit als geeignet erwiesen haben, werden
sie für fortschrittlichere DRAM-Generationen als
unverwendbar erachtet. Da die Bauteildichte in
Speicherchips zugenommen hat, hat das Schrumpfen
der Zellenkondensatorgröße zu einer Anzahl von
Problemen geführt. Als erstes kann die Alpha
teilchen-Komponente normaler Hintergrundstrahlung
zur Entstehung von Loch-Elektron-Paaren in dem
Siliziumsubstrat führen, das als untere Kondensa
torplatte wirkt. Dieses Phänomen führt dazu, daß
eine in dem betroffenen Zellenkondensator ge
speicherte Ladung rasch verlorengeht, wodurch ein
"Soft-Error" entsteht. Als zweites wird das Ab
frage-Verstärker-Differenzsignal reduziert. Dies
verschlechtert die Ansprechempfindlichkeit auf
Rauschen und erschwert die Ausbildung eines Abfra
ge-Verstärkers mit einer geeigneten Signal-Selekti
vität. Drittens muß bei der Reduzierung der Zellen
kondensatorgröße die Zellen-Auffrischzeit im allge
meinen verkürzt werden, wodurch häufigere Unter
brechungen für allgemeine Auffrischungen erforder
lich sind. Die schwierige Aufgabe eines DRAM-Kon
strukteurs besteht daher in der Erhöhung oder
wenigstens der Beibehaltung der Speicherzellen
kapazität bei immer geringer werdender Speicher
zellengröße, ohne dabei auf Prozesse zurückzu
greifen, die die Produktausbeute vermindern oder
eine beträchtliche Erhöhung der Anzahl von Maskier-
und Niederschlagschritten in dem Herstellungsvor
gang mit sich bringen.
Einige Hersteller von 4-Megabit-DRAMs verwenden
Speicherzellenausbildungen auf der Basis von nicht
planaren Kondensatoren. Derzeit werden zwei grund
legende nicht-planare Kondensatorausbildungen ver
wendet: Der Grabenkondensator, der in Anlehnung an
den englischen Sprachgebrauch im folgenden auch als
Trench-Kondensator bezeichnet wird, und der Stapel
kondensator. Bei beiden Arten von nicht-planaren
Kondensatoren ist typischerweise eine beträchtlich
größere Anzahl von Maskier,- Niederschlag- und Ätz
schritten für ihre Herstellung als bei einem pla
naren Kondensator erforderlich.
Bei einem Grabenkondensator wird Ladung in erster
Linie vertikal gespeichert, im Gegensatz zu hori
zontal, wie dies bei einem planaren Kondensator der
Fall ist. Da Grabenkondensatoren in Gräben oder
Trenches gebildet werden, die in das Substrat ge
ätzt werden, unterliegt der typische Grabenkonden
sator ebenso wie der planare Kondensator Soft-
Errors. Außerdem besitzt das Trench-Design mehrere
andere diesem innewohnende Probleme. Ein Problem
besteht darin, daß ein Lecken von Ladung von Graben
zu Graben auftritt, wobei dies durch einen parasi
tären Transistoreffekt zwischen benachbarten Gräben
bzw. Trenches verursacht wird. Ein weiteres Problem
besteht in der Schwierigkeit, die Gräben während
des Herstellungsvorgangs vollständig zu reinigen;
falls eine vollständige Reinigung eines Grabens
nicht gelingt, führt dies im allgemeinen zu einer
fehlerhaften Speicherzelle.
Die Stapelkondensatorausbildung dagegen hat sich
als etwas zuverlässiger und leichter herstellbar
als die Trench-Ausbildung erwiesen. Da sowohl die
untere als auch die obere Platte eines typischen
Stapelkondensators aus einzelnen Polysilizium
schichten gebildet werden, ist der Stapelkondensa
tor im allgemeinen viel weniger anfällig für Soft-
Errors als der planare Kondensator oder auch der
Grabenkondensator. Durch Plazieren sowohl der Wort
leitung als auch der Ziffernleitung unterhalb der
kapazitiven Schichten sowie dadurch, daß man die
untere Schicht mittels eines vergrabenen Kontakts
mit dem Subtrat in Berührung treten läßt, haben
einige Hersteller Stapelkondensatorausbildungen
geschaffen, bei denen vertikale Bereiche des Kon
densators in beträchtlichem Umfang zu der Gesamt
ladungspeicherkapazität beitragen. Da ein Stapel
kondensator im allgemeinen nicht nur die gesamte
Fläche einer Speicherzelle (einschließlich des
Zugriffs-FETs der Zelle) sondern auch benachbarte
Feldoxidbereiche bedeckt, ist die Kapazität im
Vergleich zu der mit einer Speicherzelle des plana
ren Typs erhältlichen Kapazität beträchtlich ge
steigert.
Bei dem Verfahren zur Bildung des Stapelkondensa
tors mit der typischen Flossen- oder Rippenkon
figuration werden Polysilizium-/Nitridschichten zur
Erzielung der Beabstandung der Rippen verwendet.
Das Verfahren ist kompliziert und verwendet eine
Vielzahl von Niederschlägen und anschließenden
Ätzschritten zur Erzeugung dieser Stapelkonden
sator-Rippenstruktur.
Ein experimenteller Speicherknotenkondensator be
sitzt eine Struktur mit einer doppelwandigen kro
nenförmigen unteren Kondensatorplatte, wobei die
Herstellung dieser Struktur mit dem Ätzen einer
Öffnung in eine Zwischenschicht aus SiC2 beginnt,
um dadurch einen Kontaktbereich des Substrats frei
zulegen. Polykristallines Silizium wird dann über
der Oberfläche der SiO2-Zwischenschicht und dem
Kontaktbereich des Substrats aufgebracht. Als
nächstes werden Bereiche aus SiO2 angrenzend an das
über Seitenwänden der Öffnungen liegende polykri
stalline Silizium gebildet. Es wird dann eine
zweite Schicht aus polykristallinem Silizium aufge
bracht, die über den Bereichen aus SiO2 liegt sowie
über dem über dem Kontaktbereich befindlichen
polykristallinen Silizium liegt und dieses kontak
tiert. Der übrige Bereich der Öffnung wird mit SiO2
gefüllt. Das über dem SiO2 liegende polykristalline
Silizium wird geätzt, und danach wird das SiO2
geätzt. Das verbleibende polykristalline Silizium
bildet die untere Kondensatorplatte eines Speicher
knotenkondensators. Die untere Kondensatorplatte
umfaßt also einen zweischichtigen unteren Bereich
aus polykristallinem Silizium, das mit dem Substrat
in Kontakt steht und vier sich von dem unteren
Bereich wegerstreckende vertikale Finger aufweist.
Andere Alternativen zum Erhöhen der Kapazität be
inhalten die Verwendung von Materialien mit höheren
Dielektrizitätskonstanten, die Reduzierung der
Dicke des Dielektrikums (Reduzierung der Distanz
zwischen den Kondensatorplatten) oder die Erhöhung
des Kondensatoroberflächenbereichs durch Texturie
ren der Polysiliziumoberfläche.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Kondensator
sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung; genauer
gesagt wird ein Speicherkontaktkondensator einer
DRAM-Vorrichtung geschaffen, wobei die Speicher
knotenkondensatorplatte einen ersten und einen
zweiten Kondensatorbereich aufweist. Bei dem ersten
Bereich handelt es sich um einen selbstausgerichte
ten Kern aus Wolfram und TiN. Der selbstausgerich
tete Kern aus Wofram und TiN wird in einer selbst
ausgerichteten Öffnung unter Freilegung eines Kon
taktbereichs des Siliziumsubstrats gebildet. Die
Öffnung wird gebildet durch Maskieren und Ätzen von
zuvor gebildeten Schichten der Halbleitervorrich
tung. Die TiN-Schicht wird zwischen dem Wolfram und
den zuvor gebildeten Schichten angeordnet. Der
Speicherknotenkondensator gemäß der vorliegenden
Erfindung macht von dem vertikalen Bereich des DRAM
Gebrauch, und zwar durch Ausbilden des Kerns aus
Wolfram und TiN in dem DRAM in vertikaler Richtung.
Die vertikale Ausbildung erhöht die Kondensator
fläche unter gleichzeitiger Maximierung des auf
einer Halbleiterplatte vorhandenen Platzes. Daher
nimmt die Kapazität bei zunehmender Höhe des Kerns
aus Wolfram und TiN zu.
Sowohl bei einem ersten als auch bei einem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung wirkt eine obere
Polysiliziumschicht als Zellenkondensatorplatte,
wobei die obere Polysiliziumschicht von der Spei
cherknotenkondensatorplatte durch eine dielektri
sche Schicht isoliert ist.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich
bei dem zweiten Bereich der Speicherknotenkondensa
torplatte um Speicherknoten-Polysilizium, das
niedergeschlagen und einer an Ort und Stelle erfol
genden Phosphor-Diffusionsdotierung unterzogen
wird. Das Speicherknoten-Polysilizium ist gegenüber
dem Reihenleitungs-Polysilizium und dem Muster der
vergrabenen Kontakte selbstausgerichtet. Die durch
die Polysiliziumschicht gebildete horizontale Kom
ponente des Kondensators trägt nicht in beträchtli
cher Weise zur Kapazität bei. Daher läßt sich die
Speicherknotenkontaktgröße in horizontaler Richtung
minimieren, ohne daß dabei die Gesamtkapazität
nachteilig beeinflußt wird. Für eine 4-Megabit-
Anwendung kann man die Oberseite des Kerns als
einzigen Kontakt für das Speicherknoten-Polysili
zium verwenden. Bei einer dichteren Anwendung kon
taktiert das Speicherknoten-Polysilizium vertikale
Seiten des Kerns aus Wolfram und TiN sowie die
Oberseite des Kerns.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung wird der zweite Bereich der Speicher
knotenkondensatorplatte durch abwechselndes Auf
bringen von Schichten aus Wolfram und TiN gebildet.
Die abwechselnd aufeinander folgenden Schichten
werden zum Definieren der Fläche des zweiten
Bereichs in einem Reaktivionenätzvorgang geätzt.
Das TiN wird dann isotrop in steuerbarer Weise
geätzt, um Wolframfinger zu bilden, die in der
Höhe horizontal wenigstens über den Kern aus
Wolfram und TiN gestapelt sind.
Sowohl das erste als auch das zweite Ausführungs
beispiel ermöglichen eine Verwendung des vertikalen
Bereichs der DRAM-Vorrichtung als Speicherzelle,
wodurch der Platz auf einer Halbleiterplatte in
horizontaler Richtung maximiert wird und die
Stapelkondensatorhöhe vor der Herstellung von Kon
takten reduziert wird.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel führt ein als
Reaktivionenätzvorgang ausgeführter Speicherknoten-
Polysilizium-Ätzschritt zur Maximierung der Zellen
größe gegenüber der bei Verwendung eines Polysili
zium-Naßätzvorgangs erzielbaren Zellengröße. Der
Zellenplattenkontakt und die Zellenplatte sind
selbstausgerichtet. Gegenüber früheren Verfahren
ist ein Maskierschritt eliminiert, da keine Zellen-
Polysiliziummaskierung erfolgt. Das Verfahren er
leichtert die effektive Verwendung einer Konfigura
tion mit vergrabenen Ziffernleitungen. Außerdem
sind keine Bitleitungsausläufer vorhanden, wodurch
die Ausbeute gesteigert wird.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist außerdem
die Verfahrensweise einfacher gegenüber der zur
Herstellung herkömmlicher Stapelkondensatoren ver
wendeten Verfahrensweise. Die mit TIN abwechselnd
aufeinander folgenden Wolframschichten können dünn
ausgebildet werden, wodurch die Kondensatorhöhe auf
ein Minimum reduziert wird, während dabei keine
zusätzlichen Masken verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um
ein Verfahren zum Bilden eines Speicherzellenkon
densators. Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind darauf gerichtet, die Speicherzellenkapazität
unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Mas
kierschritten zu maximieren. Der Kondensator jeder
Zelle stellt einen selbstausgerichteten Kontakt mit
einem vergrabenen Kontakt innerhalb der Zelle her,
während sich der Kondensator zu dem aktiven Bereich
einer angrenzenden Zelle erstreckt. Die aktiven
Bereiche können sich in ineinandergreifenden Spal
ten und nicht-ineinandergreifenden Reihen oder
anders ausgedrückt parallel sowie in Ausrichtung
miteinander sowohl in vertikaler als auch in hori
zontaler Richtung erstrecken. Die Reihen werden als
Wortleitungen bezeichnet, und die Spalten werden
als Ziffernleitungen oder Bitstellenleitungen be
zeichnet. Die aktiven Bereiche werden zur Bildung
aktiver Metall-Oxid-Halbleiter-(MOS-)Transistoren
verwendet, die je nach ihrem gewünschten Einsatz
als NMOS- oder PMOS-FETs dotiert werden können. Bei
der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur
Bildung eines Speicherkontaktkondensators, bei dem
der vertikale Bereich der DRAM-Vorrichtung zur
darin erfolgenden Bildung eines Wolfram- und TiN-
Kerns verwendet wird, der als Bereich der Spei
cherknotenkondensatorplatte wirkt.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung
werden im folgenden anhand der zeichnerischen Dar
stellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher
erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Bereichs
eines teilweise bearbeiteten Halbleiter
wafers unter Darstellung von über einem
Siliziumsubstrat liegenden Feldeffekt
transistoren (FETs) und über Feldoxid
liegenden Wortleitungen;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Wafer
bereichs der Fig. 1 nach dem Niederschla
gen einer undotierten dicken Oxidschicht
sowie der planaren Ausbildung derselben;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Wafer
bereichs der Fig. 2 nach dem Maskieren
und anschließenden Ätzen der aufge
brachten Oxidschicht zur Bildung einer
selbstausgerichteten Öffnung;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 3 nach dem Maskieren von
niedergeschlagenen Schichten aus Polysi
lizium und WSix;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 4 nach einem Reaktions
ionenätzvorgang der niedergeschlagenen
Schichten aus Polysilizium und WSix zur
Bildung einer vergrabenen Ziffernleitung
sowie nach dem Niederschlagen einer
dicken dotierten Oxidschicht und der
Maskierung derselben zum Definieren zu
künftiger Kontaktbereiche für Speicher
kontaktkondensatoren;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 5 nach einem Reaktions
ionenätzvorgang der Oxidschichten zur
Bildung von Öffnungen für die unteren
Kondensatorplatten und der Kontaktöffnun
gen für periphere Kontakte sowie nach dem
Entfernen des Photoresist;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 6 nach dem Aufbringen
einer dünnen TiN-Schicht und einer
Wolframfüllung der Öffnung;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 7 nach der planaren Aus
bildung des TiN und des Wolframs zur
Bildung eines Kerns;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht eines Teils des
Waferbereichs der Fig. 8 nach der Muster
gebung und dem Ätzen der den oberen
Bereich des Wolfram- und TiN-Kerns umge
benden Oxidschicht;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 9 nach dem Entfernen des
in Fig. 9 gezeigten Photoresist sowie
nach der Aufbringung von zwei Polysili
ziumschichten, zwischen denen eine di
elektrische Schicht aufgebracht wird und
über denen eine Nitridschicht vorgesehen
wird;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 10 nach der Mustergebung
des Speicherkondensators mittels Photore
sist;
Fig. 12 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 11 nach einem Reaktions
ionenätzvorgang des Polysiliziums, der
dielektrischen 8chicht und der Nitrid
schicht sowie nach der Oxidation des
während des Ätzvorgangs freiliegenden
Polysiliziums;
Fig. 13 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 12 nach einem Reaktions
ionenätzvorgang an der oberen Nitrid
schicht und nach der Aufbringung einer
leitfähigen Schicht sowie nach der nicht
kritischen Mustergebung der Zellen
anordnung;
Fig. 14 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 13 nach einem Reaktions
ionen-Metallätzschritt an der leit
fähigen Schicht;
Fig. 15 eine Querschnittsansicht eines Teils des
Waferbereichs der Fig. 8 nach abwechselnd
aufeinanderfolgenden Niederschlägen von
Wolfram und TiN;
Fig. 16 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 15 nach dem Maskieren und
einem Reaktionsionenätzvorgang an den
abwechselnd aufeinanderfolgenden Wolfram-
und TiN-Schichten;
Fig. 17 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 16 nach dem Entfernen des
in Fig. 16 gezeigten Photoresist sowie
nach Ausführung eines steuerbaren isotro
pen Ätzvorgangs an dem TiN;
Fig. 18 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 17 nach dem Aufbringen
einer dielektrischen Schicht, einer Zel
len-Polysiliziumschicht und einer
Nitridschicht;
Fig. 19 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 18 nach der Mustergebung
des Speicherkondensators mittels Photo
resist;
Fig. 20 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 19 nach einem Reaktions
ionenätzvorgang an dem Zellen-Polysili
zium, der dielektrischen Schicht und der
Nitridschicht und nach der Oxidation des
während des Ätzvorgangs freiliegenden
Polysiliziums sowie nach dem Entfernen
des in Fig. 19 gezeigten Photoresist;
Fig. 21 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 20 nach einem Reaktions
ionenätzvorgang an der oberen Nitrid
schicht und nach dem Aufbringen einer
leitfähigen Schicht sowie nach der nicht
kritischen Mustergebung der Zellenanord
nung; und
Fig. 22 eine Querschnittsansicht des Waferbe
reichs der Fig. 21 nach einem Reaktions
ionen-Metallätzvorgang an der leitfähigen
Schicht.
Die Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung
sind in den Fig. 1 bis 22 dargestellt. Dabei bezie
hen sich die Fig. 1 bis 8 auf beide Ausführungsbei
spiele der Erfindung. Die Fig. 9 bis 14 beziehen
sich dann auf das erste Ausführungsbeispiel und die
Fig. 15 bis 22 auf das zweite Ausführungsbeispiel.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine Querschnitts
ansicht von zwei im Herstellungsverfahren befind
lichen DRAM-Zellen nach einer herkömmlichen lokalen
Oxidation von Silizium (die im folgenden auch als
LOCOS als Abkürzung für local oxidation of silicon
bezeichnet wird) oder nach einer speziellen LOCOS-
Bearbeitung dargestellt, wodurch im wesentlichen
planare Feldoxidbereiche 1 (gebildet unter Verwen
dung eines modifizierten LOCOS-Verfahrens) sowie
zukünftige aktive Bereiche 2 (bei denen es sich um
die nicht durch Feldoxid bedeckten Zonen des Sub
strats handelt) auf einem Siliziumsubstrat 3 gebil
det werden. Vor der Bildung des Feldoxids läßt man
eine dielektrische Schicht 4 aus Siliziumoxid unter
Wärmeeinwirkung aufwachsen. Bei den dargestellten
Zellen handelt es sich um zwei aus einer Vielzahl
von Zellen, die gleichzeitig hergestellt werden und
eine Speicheranordnung bilden. Nach der Bildung des
Feldoxidbereichs 1 und der dielektrischen Schicht 4
werden eine erste leitfähig dotierte Polysilizium
schicht 10, eine Metallsilizidschicht (WSix) 15,
eine Oxidschicht 16 und eine dicke Nitridschicht 20
aufgebracht. Die dicke Nitridschicht 20 dient als
Ätzstopp während des Ätzens des vergrabenen Kon
takts des Speicherknotens, wodurch eine Selbstaus
richtung ermöglicht wird. Die Schichten werden zur
Bildung von Wortleitungen 21 sowie von N-Kanal-
Feldeffekttransistoren 22 in ein Muster gebracht
sowie geätzt. Die Polysiliziumschicht 10 bildet die
Gatebereiche der FETs und ist durch die dielek
trische Schicht 4 von schwach dotierten Source
/Drain-Bereichen 25 isoliert. Die schwach dotierten
Bereiche 25 werden durch Implantation von Phosphor
erzeugt. Durch das Niederschlagen, die Verdichtung
und einen Reaktionsionenätzvorgang einer Abstands
schicht aus Siliziumdioxid sind Haupt-Abstandsele
mente 35 gebildet worden, die versetzt zu einer
Arsen-Implantation angeordnet sind, welche zur
Schaffung von stark dotierten Source-/Drain-Be
reichen 30 verwendet worden ist. Die Haupt-Ab
standselemente 35 isolieren die Wortleitungen und
die FETs gegenüber nachfolgenden Ziffernleitungs-
und Kondensatorherstellungsvorgängen. Die Wort
leitungen werden letztendlich mit peripheren Kon
takten verbunden. Die peripheren Kontakte befinden
sich an dem Ende der Anordnung und sind dazu ausge
legt, eine elektrische Verbindung mit peripheren
Schaltungseinrichtungen herzustellen.
Nach dem Reaktionsionenätzvorgang erfolgt eine
Durchgreifverbesserungs-Implantation zum Verbessern
der Durchbruchspannung von Drain zu Source, wenn
VGate=0 Volt beträgt sowie zum Reduzieren des
Leckens unter dem Schwellenwert. Das Gateoxid 4
bleibt intakt, und das Feldoxid wird nicht geätzt.
Die Bildung der FETs 22 und der Wortleitungen 21 in
der vorstehend erläuterten Weise ist zwar bevor
zugt, jedoch sind auch andere Herstellungsverfahren
möglich und vielleicht ebenso gut durchführbar. Die
nachfolgenden Schritte stellen das Verfahren gemäß
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zum Schaffen
des Speicherkondensators gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
In Fig. 2 wird eine konforme Schicht aus undotier
tem Oxid 40 in einem vollflächigen Niederschlag
aufgebracht, so daß sie die Speicherknotenbereiche
füllt und über den FETs 22 und den Wortleitungen 21
liegt. Das Oxid ist undotiert, um ein Herausdiffun
dieren von Dotierstoff aus dem Oxid 40 zu den do
tierten Bereichen des Substrats auf ein Minimum zu
reduzieren. Das Oxid wird zur Schaffung einer
gleichmäßigen Höhe planar ausgebildet.
In Fig. 3 wird ein Photoresist-Ziffernleitungskon
takt 45 als Ätzmaske zur Schaffung einer Öffnung
50 verwendet, in der später vergrabene Ziffernlei
tungen hergestellt werden. Die Nitridschichten 20
und die Haupt-Abstandselemente 35 schützen die
Transistor-Polysiliziumschicht 10 gegenüber dem zur
Bildung der Öffnung 50 verwendeten Reaktionsionen-
Oxidätzvorgang. Der durch die Nitridschichten 20
und die Haupt-Abstandselemente 35 gebildete Schutz
bewirkt eine Selbstausrichtung der Öffnung.
In Fig. 4 ist das in Fig. 3 gezeigte Photoresist
entfernt worden, und über den zuvor gebildeten
Strukturen erfolgt ein vollflächiger Niederschlag
von Polysilizium 55, worauf wiederum ein voll
flächiger Niederschlag von Verbindungsmaterial 60
aus WSix oder TiN erfolgt. Der als Ziffernleitung
definierte Bereich wird mit Photoresist 65 mas
kiert.
In Fig. 5 werden das unmaskierte Polysilizium 55
und das unmaskierte Verbindungsmaterial 60 einem
Reaktionsionenätzvorgang unterzogen, um diese von
über den Speicherknotenbereichen 70 sowie von über
der Oberseite des Polysiliziums für die Wortlei
tungen 21 zu entfernen. Das nach dem Ätzvorgang
verbleibende Polysilizium 55 und Verbindungsma
terial 60 bildet die Ziffernleitung 66. Das Verbin
dungsmaterial 60 besitzt einen relativ niedrigen
Widerstand im Vergleich zu dem Widerstand der Poly
siliziumschicht 55. Der geringere Widerstand des
Verbindungsmaterials 60 führt zu einer Reduzierung
des Gesamtwiderstands der Ziffernleitung 66. Die
Ziffernleitungen werden letztendlich mit peripheren
Kontakten verbunden. Die peripheren Kontakte befin
den sich an dem Ende der Anordnung und sind dazu
ausgelegt, eine elektrische Verbindung mit
peripheren Schaltungseinrichtungen herzustellen.
Das in Fig. 4 gezeigte Photoresist 65 wird dann
entfernt. Auf der Struktur der Fig. 5 erfolgt ein
vollflächiger Niederschlag einer dicken dotierten
Schicht aus Borophosphosilikatglas-(BPSG-)Oxid 75.
Die dicke Oxidschicht 75 wird mit der für den
Wolfram- und TiN-Kern gewünschten Höhe aufgebracht.
Nach der entweder mechanisch oder chemisch erfol
genden planaren Ausbildung wird das dicke Oxid 75
mit einem Photoresistmuster 80 maskiert, um dadurch
in den zuvor gebildeten Strukturen die zukünftigen
Offnungen für zukünftige Speicherkondensatoren zu
definieren. Durch das planare Ausbilden des dicken
Oxids 75 werden Bitleitungsausläufer eliminiert.
Das Photoresistmuster 80 kann auch als Kontakt
schichtmuster für periphere Kontakte verwendet
werden, wodurch eine Maske, und zwar eine Maske für
vergrabene Kontakte, eliminiert wird. In diesem
Fall würden die Öffnungen auch in den Randbereich
der DRAM-Vorrichtung geätzt werden.
In Fig. 6 werden die Oxidschichten 40 und 75 einem
Reaktionsionenätzvorgang unterzogen, um dadurch
Öffnungen 81 zu bilden und die Kontaktbereiche 82
des Substrats freizulegen, wonach das in Fig. 5
gezeigte Photoresist 80 entfernt wird.
In Fig. 7 ist anschließend auf einen TiN-Nieder
schlag 85 ein Wolfram-Füllniederschlag 90 ausge
führt worden.
Bei TiN handelt es sich um ein Diffusionsbarrieren
metall, das eine Diffusionsbarriere zwischen dem
n⁺-Übergang und dem Wolfram schafft. Außerdem
schafft das TiN einen niedrigen Kontaktwiderstand
ohne Beschädigung des Kontaktbereichs des Sub
strats. Die TiN-Schicht 85 wird zuerst niederge
schlagen, da sie sich gleichmäßig verteilen und mit
den zuvor hergestellten Bereichen kontaktieren läßt
sowie ein gutes Kontaktmedium für die anschließende
Wolfram-Füllung 90 schafft. Außerdem schafft das
TiN eine elektrische Verbindung zwischen den Sub
strat-Kontaktbereichen 82 und dem Wolfram. Es ist
möglich, das TiN gegen andere Diffusionsbarrieren
materialien mit ähnlichen Eigenschaften auszutau
schen. Eine Dicke von ca. 50 nm bis 100 nm ist zur
Erzielung der vorstehend beschriebenen Vorteile
typischerweise ausreichend.
Wolfram ist ein äußerst leitfähiges hitzebeständi
ges Metall, das hohen Temperaturen im Bereich von
600°C bis 900°C standhalten kann. Dies ist notwen
dig, da nachfolgend eine Polysiliziumschicht nie
dergeschlagen wird. Das Niederschlagen des Polysi
liziums erfolgt typischerweise bei einer Temperatur
nahe 650°C. Das Wolfram kann durch andere hitzebe
ständige Metalle ersetzt werden, wie z. B. WSix,
Titan und Titansilizid. Es ist vorstellbar, daß im
Verlauf der technischen Entwicklung nach der
Wolframaufbringung erfolgende Verarbeitungsschritte
bei höheren oder niedrigeren Temperaturen ausge
führt werden können. Die Temperatur-Parameter sind
entscheidend für die Eignung des hitzebeständigen
Metalls und reflektieren die derzeitige Verfahrens
weise, wobei jedoch darauf hinzuweisen ist, daß
sich die Temperatur-Parameter im Verlauf der
technischen Entwicklung verändern können.
Das Wolfram 90 und das TiN 85 bilden einen Kern 95
und sind in Fig. 8 nach einem mechanischen Atzvor
gang gezeigt, der zur Erzielung einer planaren
Ausbildung des Wolframs 90, des TiN 85 und des
dicken Oxids 75 durchgeführt wird. Der Kern 95
bildet den Kontaktbereich der unteren Kondensator
platte, da sich dieser Bereich in Kontakt mit dem
Kontaktbereich 82 des Substrats befindet. Die Ver
wendung von Wolfram als unterer Kondensatorplatte
führt gegenüber dem Stand der Technik zu einer
geringfügigen Erhöhung der durchschnittlichen
Kapazität über dem VCC-Bereich des Speicherkontakt
kondensators, und zwar aufgrund des geringeren
spezifischen Widerstands von Wolfram im Vergleich
zu dem höheren spezifischen Widerstand eines typi
schen, Polysilizium enthaltenden Speicherknotens.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel wird die
Kapazität erhöht durch Erhöhen der Größe der
Speicherknotenplatte. Zu diesem Zweck wird das
dicke Oxid 75 in einen oberen Bereich des Kerns 95
umgebenden Regionen geätzt. Der Ätzschritt bildet
einen tiefen Graben 100 mit einer Tiefe von ca. 0,5 µ
von der Oberseite des Wolfram- und TiN-Kerns,
wie dies in Fig. 9 gezeigt ist, in der ein Teil des
in Fig. 8 gezeigten Waferbereichs dargestellt ist.
Eine Photoresistmaske 105 schützt die nicht geätz
ten Oxidbereiche. Der Oxidvorgang reicht nicht aus,
um die Wortleitungen 21 und die Ziffernleitungen 66
freizulegen, und diese bleiben durch das Oxid iso
liert. Diese Überdimensionierung des Speicherkno
tenkontakts durch Bilden des den Kern 95 umgebenden
Grabens 100 ist bei einer 4-Megabit-Speicherzellen
ausbildung, bei der ein planarer Bereich von 6 bis
8 µm2 ausreichend Kondensatorfläche schafft, fakul
tativ. Ein auf der Oberseite des Wolfram- und TiN-
Kerns planar ausgebildeter Kondensator schafft die
minimale Kondensatorfläche, die für die 4-Megabit-
Speicherzelle notwendig ist, und die Bildung des
Grabens 100 ist dann überflüssig.
In Fig. 10 ist das in Fig. 9 gezeigte Photoresist
105 entfernt worden, und eine dünne Speicherknoten-
Polysiliziumschicht 110 vollflächig über dem Oxid
75 und dem Kern 95 aufgebracht. Die Speicherknoten-
Polysiliziumschicht 110 wird einer an Ort und
Stelle erfolgenden Phosphor-Diffusionsdotierung
unterzogen, um den spezifischen Widerstand des
Polysiliziums zu reduzieren. Zu diesem Zeitpunkt
umfaßt die Speicherknotenkondensatorplatte die
Speicherknoten-Polysiliziumschicht 110 und den Kern
95. Nach dem Dotieren mit Phosphor wird eine dünne
dielektrische Schicht 115, bei der es sich typi
scher Weise um Siliziumnitrid handelt, vollflächig
auf die Speicherknoten-Polysiliziumschicht aufge
bracht. Andere dielektrische Materialien, wie z. B.
Siliziumdioxid, sind ebensogut verwendbare Alter
nativen für die dielektrische Schicht 115. Dem
Siliziumnitrid-Niederschlag folgt eine Naß-Wärmebe
handlung zum Oxidieren der Nitridschicht sowie zum
Oxidieren des Siliziums in Nadellöchern der Nitrid
schicht. Die Naß-Wärmebehandlung schafft verbesser
te dielektrische Durchbrucheigenschaften des auf
diese Weise gebildeten Kondensators. Es wird eine
dicke Zellen-Polysiliziumschicht 120 über der
dielektrischen Schicht 115 niedergeschlagen. Die
dicke Zellen-Polysiliziumschicht 120 wird einer an
Ort und Stelle erfolgenden Phosphor-Diffusions
dotierung unterzogen, um ihren spezifischen Wider
stand zu vermindern. Die Zellen-Polysiliziumschicht
120 bildet die Zellenplatte. Zum Schützen der Zel
len-Polysiliziumschicht 120 während nachfolgender
Oxidationsschritte des Herstellungsverfahrens wird
eine dünne Schicht aus oxidationsbeständigem Sili
ziumnitrid 125 vollflächig über der dicken Zellen-
Polysiliziumschicht 120 aufgebracht.
Die Kondensatoren der Zellen-Polysiliziumschicht
120 werden nur innerhalb des Speicherkondensators
mittels einer Photoresistmaske 130 in ein Muster
gebracht, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist.
In Fig. 12 werden die Speicherknoten-Polysilizium
schicht 110, die Zellen-Polysiliziumschicht 120
sowie die Nitridschichten 115 und 125 in den unmas
kierten Bereichen einem Reaktionsionenätzvorgang
unterzogen, und das in Fig. 11 gezeigte Photoresist
130 wird entfernt. Danach läßt man Oxid 135 wach
sen, um die Seiten der Polysiliziumschichten 110
und 120 in isolierender Weise abzudichten.
In Fig. 13 wird die in Fig. 12 gezeigte obere dünne
Siliziumnitridschicht 125 in einem Reaktionsionen
ätzvorgang geätzt, und es wird eine Schicht 140 aus
leitfähigem Material niedergeschlagen, um eine
Zellen-Polysilizium-Zwischenverbindung zu schaffen
und eine Zellen-Polysiliziummaske zu eliminieren.
Bei dem leitfähigen Material 140 handelt es sich
vorzugsweise um ein Material, wie z. B. Aluminium,
Al/Si/Cu, Wolfram oder eine andere Aluminium-/Kup
ferlegierung. Diese Schicht 140 aus leitfähigem
Material wird in der gesamten Schaltungsperipherie
verwendet. Zum Erhalten des leitfähigen Materials
auf sowie in Berührung mit der dicken Polysilizium
schicht wird das leitfähige Material durch ein
Photoresist 145 in einem nicht-kritischen Ausrich
tungsmuster über der Zellenanordnung mit einem
Photoresist 145 maskiert, um eine Verbindung mit
dem gesamten Zellen-Polysilizium über dem Speicher
knoten herzustellen. Da das Zellen-Polysilizium mit
dem Speicherknoten-Polysiliziummuster ausgerichtet
ist, wird ein Zellen-Polysilizium-Maskierschritt
eliminiert.
In Fig. 14 ist das unmaskierte leitfähige Material
140 einem Reaktionsionen-Metallätzvorgang unter
zogen worden, wonach die Fertigung des Speicherkon
densators 150 abgeschlossen ist. Die Speicher
knotenkondensatorplatten der Speicherkondensatoren
150 beinhalten den Wolfram-/Titannitrid-Kern 95
sowie die Speicherknoten-Polysiliziumschicht 110.
Die Zellenplatte umfaßt die dicke Polysilizium
schicht 120. Das leitfähige Material 140 schafft
eine elektrische Verbindung zwischen den Zellen
platten der in dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Kondensatoren 150. Die Zellenplatte
und die Speicherknotenkondensatorplatte sind durch
die dielektrische Schicht 115 voneinander getrennt
und isoliert.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung handelt es sich um einen Speicher
kontaktkondensator unter Verwendung des vertikalen
Bereichs des DRAM zur darin erfolgenden Herstellung
eines Wolfram- und TiN-Kerns sowie unter Verwendung
abwechselnd niedergeschlagener Schichten über dem
Wolfram- und TiN-Kern zur Bildung in der Höhe über
einandergestapelter Finger, wobei der Kern und die
Finger die Speicherknoten-Kondensatorplatte bilden.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der
Wolfram- und TiN-Kern nach den unter Bezugnahme auf
die Fig. 1 bis 8 beschriebenen Verfahrensschritten
hergestellt. Fig. 15 zeigt einen Teil der Fig. 8,
nachdem Schichten aus Wolfram 200 und TiN 205 ab
wechselnd über den planar ausgebildeten Oberflächen
des Oxids 75, des Wolframs 90 und des TiN 85
niedergeschlagen worden sind.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 16 zu sehen ist,
definiert die Photoresistmaske 210 einen oberen
oder zweiten Bereich der zukünftigen Speicher
knotenkondensatorplatte. Die abwechselnd aufeinan
der folgenden Schichten aus Wolfram 200 und TiN 205
werden isotrop geätzt.
In Fig. 17 sind die abwechselnd aufeinanderfolgen
den Schichten nach dem Entfernen der in Fig. 16
gezeigten Photoresistmaske 210 und nach einem iso
tropen Ätzvorgang an dem TiN 205 gezeigt. Das TiN
205 wird in steuerbarer Weise geätzt, und zwar
unter Verwendung eines sogenannten "Piranha"-Ätz
vorgangs (der entweder naß oder mittels Dampf er
folgt), in einer derartigen Weise, daß ein Mittel
bereich des TiN 205 nach dem Ätzvorgang übrig
bleibt. Unter einem "Piranha"-Ätzvorgang versteht
man ein Ätzverfahren, bei dem es sich bei der Ätz
lösung um eine Lösung aus Wasserstoffperoxid plus
Schwefelsäure handelt. Jegliche bereits hergestell
ten peripheren Kontakte müssen während des Piranha-
Ätzvorgangs durch eine Maske geschützt werden. Der
anfangs ausgebildete Wolfram- und TiN-Kern 95 und
die abwechselnd aufeinander folgenden Wolfram
schichten 200 und TiN-Schichten 205, die nach dem
Ätzvorgang übrigbleiben, bilden die Speicherknoten
kondensatorplatte.
In Fig. 18 wird eine dünne Polysiliziumschicht 220,
deren Dicke typischerweise 5 nm beträgt, über allen
freiliegenden Flächen aufgebracht. Die Polysili
ziumschicht 220 bildet eine Siliziumoberfläche für
einen anschließend erfolgenden Niederschlag eines
Dielektrikums. Eine dünne dielektrische Schicht
225, bei der es sich um Siliziumnitrid handelt,
wird in einem vollflächigen Niederschlag auf dem
Polysilizium 220 aufgebracht. Die dielektrische
Schicht besitzt typischerweise eine Dicke von
10 nm. Anschließend an den Siliziumnitrid-Nieder
schlag kann eine fakultative Naß-Wärmebehandlung
erfolgen, um das Silizium in Nadellöchern des
Nitrids zu oxidieren. Der Naß-Wärmebehandlungsvor
gang verbessert die dielektrischen Durchbruchei
genschaften des auf diese Weise gebildeten Kon
densators. Es wird eine dicke Zellen-Polysilizium
schicht 230 derart niedergeschlagen, daß sie über
der dielektrischen Schicht liegt und die nach dem
TiN-Ätzvorgang und dem anschließenden Niederschlag
des Dielektrikums verbleibenden Hohlräume voll
ständig ausfüllt. Die dicke Zellen-Polysilizium
schicht 230 wird zur Reduzierung ihres spezifischen
Widerstands einer an Ort und Stelle erfolgenden
Phosphor-Diffusionsdotierungimplantation unter
zogen. Die Zellenplatte wird durch die Zellen-Poly
siliziumschicht gebildet. Zum Schützen der dicken
Zellen-Polysiliziumschicht 230 während nachfol
gender Oxidationsschritte des Herstellungsvorgangs
wird eine dünne Schicht aus oxidationsbeständigem
Siliziumnitrid 235 vollflächig über der dicken
Zellen-Polysiliziumschicht 230 niedergeschlagen.
Die Speicherkondensatoren werden mittels einer
Photoresistmaske 250 in ein Muster gebracht, wie
dies in Fig. 19 gezeigt.
In Fig. 20 werden die Polysiliziumschicht 220, die
dielektrische Schicht 225, die Zellen-Polysilizium
schicht 230 und die Nitridschicht 235 in den un
maskierten Bereichen einem Reaktionsionenätzvorgang
unterzogen, und die in Fig. 19 gezeigte Photo
resistmaske 250 wird entfernt.
In Fig. 21 wird die in Fig. 19 gezeigte Nitrid
schicht 235 einem Reaktionsionenätzvorgang unterzo
gen, und es wird eine Schicht 260 aus leitfähigem
Material niedergeschlagen, das als Zellenpolysili
zium-Zwischenverbindung wirkt und eine Zellen-Poly
siliziummaske eliminiert. Bei dem leitfähigen
Material 260 handelt es sich vorzugsweise um Metall
wie z. B. Aluminium, Al/Si/Cu, Wolfram oder um eine
Aluminium-/Kupferlegierung. Diese Schicht 260 aus
leitfähigem Material wird typischerweise für die
gesamte Schaltungsperipherie verwendet. Zum Erhal
ten des leitfähigen Materials auf sowie in Berüh
rung mit Bereichen der Zellen-Polysiliziumschicht
220 wird das letifähige Material 260 durch ein
Photoresist 270 in einem nicht-kritischen Ausrich
tungsmuster über der Zellenanordnung maskiert, um
eine Verbindung mit dem gesamten Zellen-Polysili
zium über dem Speicherknoten herzustellen. Da das
Zellen-Polysilizium mit dem Speicherknoten-Poly
silizium ausgerichtet ist, wird ein Polysilizium-
Maskierschritt eliminiert.
In Fig. 22 ist das unmaskierte leitfähige Material
260 einem Reaktionsionen-Metallätzvorgang unterzo
gen worden, das in Fig. 21 gezeigte Photoresist 270
ist entfernt worden, und die Herstellung des Spei
cherknotenkondensators 300 ist damit abgeschlossen.
Der auf diese Weise gebildete Speicherknotenkonden
sator besitzt eine Speicherknotenkondensatorplatte,
die den Wolfram- und TiN-Kern 95 umfaßt, sowie
einen oberen Bereich aus in der Höhe übereinander
gestapelten Fingern, die das Wolfram 200 und das
TiN 205 umfassen. Die Zellenplatte des Speicherkno
tenkondensators wird durch das Zellen-Polysilizium
230 gebildet.
Die vorliegende Erfindung gestattet die Verwendung
des vertikalen Bereichs einer DRAM-Vorrichtung als
Speicherzelle, wodurch der vorhandene Platz der
Halbleiterplatte in horizontaler Richtung auf ein
Maximum gebracht wird und die Stapelkondensatorhöhe
vor der Herstellung von Kontakten reduziert wird.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel verlängert die
untere Polysiliziumschicht die untere Kondensator
platte, wodurch die Kondensatorfläche und die
Kapazität gesteigert werden. Der in einem Reak
tionsionenätzverfahren durchgeführte Speicherkno
ten-Polysiliziumätzvorgang führt zu einer Maximie
rung der Zellengröße gegenüber der bei Verwendung
eines Polysilizium-Naßätzvorgangs erzielbaren Zel
lengröße. Der Speicherknotenkontakt und das Spei
cherknoten-Polysilizium sind selbstausgerichtet.
Gegenüber früheren Verfahren wird ein Maskier
schritt eliminiert, da keine Zellen-Polysilizium
maskierung erfolgt.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel vergrößern die
in der Höhe übereinandergestapelten Finger die
Kondensatorfläche und somit die Kapazität. Selbst
verständlich hängt die Anzahl der gebildeten Finger
von der Anzahl der abwechselnd aufeinander folgen
den niedergeschlagenen Schichten ab, wobei die
Kapazität mit zunehmender Anzahl von Fingern
steigt. Die Finger sind vertikal übereinanderge
stapelt, wodurch der Platz auf einer Halbleiter
platte in horizontaler Richtung auf ein Maximum
gebracht wird.
Die Erhöhung der Kapazität wird somit unter Verwen
dung einer minimalen Anzahl von Maskierschritten
sowie eines minimalen Oberflächenbereichs der DRAM-
Vorrichtung bewerkstelligt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erleichtert auch die
effektive Verwendung einer Konfiguration mit ver
grabenen Ziffernleitungen. Es sind keine Ziffern
leitungsausläufer vorhanden, wodurch die Ausbeute
gesteigert wird.
Obwohl in der vorstehend beschriebenen Weise die
bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung für
4-Megabit-, 16-Megabit-, 64-Megabit- und 256-Mega
bit-DRAM-Zellen verwendbar sind, ist das erfin
dungsgemäße Verfahren nicht auf diese Anwendungen
beschränkt.
Bei der Herstellung der Kondensatoren gemäß den
bevorzugten Ausführungsbeispielen wird zwar poly
kristallines Silizium verwendet, jedoch versteht es
sich, daß auch amorphes und monokristallines Sili
zium verwendet werden können.
Claims (10)
1. Verfahren zum Bilden wenigstens eines Konden
sators auf einem Halbleitersubstrat,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Bilden einer dielektrischen Isolier- Zwischenschicht (40, 75) in wenigstens über dem Substrat (3) liegender Weise;
- b) Ätzen einer ersten Öffnung (81) in die Zwischenschicht (40, 75) zum Freilegen eines Kontaktbereichs (82) des Substrats (3);
- c) Niederschlagen einer Schicht aus Barrieren material (85) in über der Zwischenschicht (40, 75) und dem Kontaktbereich (82) liegender Weise;
- d) Niederschlagen eines hitzebeständigen Metalls (90) in über dem Barrierenmaterial (85) lie gender und die erste Öffnung (81) ausfüllender Weise;
- e) Entfernen eines oberen Bereichs des hitzebe ständigen Metalls (90) und eines oberen Be reichs des Barrierenmaterials (85) zur Frei legung der Zwischenschicht (75) und zur Bildung eines ersten Bereichs (95) einer Speicherknotenkondensatorplatte, die das nach dem Entfernen verbliebene hitzebeständige Metall (90) und das verbliebene Barrieren material (85) umfaßt;
- f) Erzeugen einer zweiten Öffnung (100) angren zend an den ersten Bereich (95) der Speicher knotenkondensatorplatte in der Zwischen schicht;
- g) Niederschlagen eines elektrisch leitfähigen Materials (110) in der zweiten Öffnung (100) in über dem ersten Bereich (95) liegender Weise, wobei das elektrisch leitfähige Ma terial (110) einen zweiten Bereich der Spei cherknotenkondensatorplatte bildet;
- h) Niederschlagen einer dielektrischen Schicht (115) in über der Speicherknotenkondensator platte liegender Weise; und
- i) Niederschlagen einer kapazitiven Schicht (120) in über der dielektrischen Schicht liegender Weise, wobei die kapazitive Schicht (120) eine Zellenkondensatorplatte bildet und die dielek trische Schicht (115) zum Isolieren der kapa zitiven Schicht (120) gegenüber der Speicher knotenkondensatorplatte ausgelegt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugen der zwei
ten Öffnung (100) angrenzend an den ersten Bereich
(95) weiterhin folgende Schritte umfaßt:
- a) Maskieren der Zwischenschicht mittels Photo resist (105), wobei beim Maskieren an den ersten Bereich (95) angrenzende Zonen maskiert werden; und
- b) Ätzen der Zwischenschicht (75) angrenzend an den ersten Bereich zum Freilegen von Seiten wänden eines oberen Abschnitts des ersten Bereichs (95).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine ausreichende Menge von
Barrierenmaterial (85) niedergeschlagen wird, so
daß eine Substratschädigung während des Nieder
schlagens des hitzebeständigen Metalls (90) auf
ein Minimum reduziert ist, wobei das Barrierenma
terial (85) Dioden-Kriechverluste auf ein Minimum
reduziert und das Barrierenmaterial (85) gegenüber
dem Kontaktbereich (82) einen niedrigen Kontakt
widerstand aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
- a) planares Ausbilden der Zwischenschicht (75) vor dem Ätzen der ersten Öffnung (81);
- b) Definieren der ersten Öffnung (81) in der Zwischenschicht unter Verwendung eines Kon takt-Photoresistmusters (80) vor dem Ätzen der ersten Öffnung (81) in der Zwischenschicht (40, 75), wobei das Kontakt-Photoresistmuster (80) auch zur Mustergebung peripherer Kon takte verwendet wird;
- c) Entfernen des Kontakt-Photoresistmusters (80) anschließend an das Ätzen der ersten Öffnung (81); und
- d) Schützen der peripheren Kontakte während des Atzens des Diffusionsbarrierenmaterials (85).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an das
Niederschlagen der dielektrischen Schicht (115)
eine Wärmebehandlung durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bilden der Zwi
schenschicht (40, 75) weiterhin das Niederschlagen
einer ersten Oxidschicht (40) sowie das Nieder
schlagen einer zweiten Oxidschicht (75) in über der
ersten Oxidschicht (40) liegender Weise umfaßt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Niederschlagen des
elektrisch leitfähigen Materials (110) das Füllen
der zweiten Öffnung (100) in der Zwischenschicht
(75) mit dem elektrisch leitfähigen Material (110)
umfaßt.
8. Verfahren zum Bilden einer Mehrzahl von Kon
densatoren auf einem Halbleitersubstrat, gekenn
zeichnet durch folgende Schritte:
- a) Niederschlagen einer Isolier-Zwischenschicht (40, 75) in wenigstens über dem Substrat (3) liegender Weise;
- b) Maskieren der Zwischenschicht (75) mit einem Kontakt-Photoresistmuster (80), wobei beim Maskieren selbstausgerichtete Zonen (70) defi niert werden, in denen die mehreren Kondensa toren auszubilden sind, und wobei das Kontakt- Photoresistmuster (80) auch zur Mustergebung von peripheren Kontakten verwendet wird;
- c) Ätzen der Zwischenschicht (40, 75) zur Bildung erster Öffnungen (81) in der Zwischenschicht (40, 75) zum Freilegen von Kontaktbereichen (82) des Substrats (3);
- d) Entfernen des Kontakt-Photoresistmusters (80);
- e) Niederschlagen einer Schicht aus Diffusions barrierenmaterial (85) in über der Zwischen schicht (40, 75) und den Kontaktbereichen (82) liegender Weise, wobei das Niederschlagen in einer ausreichenden Menge erfolgt, so daß eine Substratschädigung auf ein Minimum redu ziert ist;
- f) Niederschlagen eines hitzebeständigen Metalls (90) in über der Schicht aus Diffusionsbar rierenmaterial (85) liegender Weise sowie zum Füllen der ersten Öffnungen (81);
- g) Entfernen von Bereichen der Schicht aus Dif fusionsbarrierenmaterial (85) und des hitzebe ständigen Metalls (90) zum Freilegen der Zwischenschicht (75), wobei durch das Entfer nen eine Mehrzahl von Kernen (95) gebildet werden, deren jeder die nach dem Entfernen verbliebene Schicht aus Diffusionsbarrieren material (85) sowie das verbliebene hitzebe ständige Metall (90) umfaßt;
- h) Maskieren der Zwischenschicht (75) mit Photo resist (105), wobei durch das Maskieren weite re Ätzzonen angrenzend an die Mehrzahl von Kernen (95) definiert werden;
- i) Ätzen der Zwischenschicht (75) zum Freilegen eines oberen Bereichs einer Seitenwand eines jeden Kerns (95);
- j) Entfernen des Photoresist (105);
- k) Niederschlagen einer elektrisch leitfähigen Schicht (110) in über den während des Ätzvor gangs freigelegten Seitenwänden, Kernen (95) und der Zwischenschicht liegender Weise;
- l) Niederschlagen einer dielektrischen Schicht (115) in über der elektrisch leitfähigen Schicht (110) liegender Weise;
- m) Durchführen einer Naß-Wärmebehandlung zum Oxidieren der dielektrischen Schicht (115);
- n) Niederschlagen einer kapazitiven Schicht (120) in über der dielektrischen Schicht (115) liegender Weise;
- o) individuelle Ausbildung eines jeden der mehreren Kondensatoren.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die individuelle Ausbildung folgende
Schritte umfaßt:
- a) Niederschlagen einer Schutzschicht (125) in über der kapazitiven Schicht (120) liegender Weise;
- b) Definieren einer Mehrzahl von Kondensatorbe reichen mittels eines Kondensatorbereich- Photoresistmusters (130), das die Konsator bereiche während eines anschließenden Ätzvor gangs schützt;
- c) Ätzen der Schutzschicht (125) der kapazitiven Schicht (120), der dielektrischen Schicht (115) und der elektrisch leitfähigen Schicht (110) unter Bildung einer Mehrzahl von Konden satoren durch Definieren eines Speicherknoten bereichs eines jeden Kondensators, wobei jeder Speicherknotenbereich je einen Kern (95) und eine an den Kern (95) angrenzende, entspre chende elektrisch leitfähige Schicht (110) umfaßt, wobei die kapazitive Schicht (120) eine Zellenkondensatorplatte für jeden der Speicherknotenbereiche bildet und die kapazi tive Schicht (120) sowie die elektrisch leitfähige Schicht (110) freiliegende Seiten (135) aufweisen;
- d) Entfernen des Kondensatorbereich-Photoresist musters (130);
- e) Oxidieren der freiliegenden Seiten (135), wobei das Oxidieren die freiliegenden Seiten (135) elektrisch isoliert und die Schutz schicht (125) einen oberen Bereich der kapazi tiven Schicht (120) vor dem Oxidieren schützt; und
- f) Entfernen der Schutzschicht (125).
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die individuelle Aus
bildung weiterhin folgende Schritte umfaßt:
- a) Niederschlagen eines Zwischenverbindungsma terials (140) in über der kapazitiven Schicht (120) liegender und mit dieser in elektrischer Verbindung stehender Weise;
- b) Definieren von Zwischenverbindungsleitungen mittels eines Zwischenverbindungs-Photoresist musters (145), wobei die Zwischenverbindungs leitungen zur Schaffung einer elektrischen Verbindung zu den mehreren Kondensatoren hin und von diesen weg vorgesehen werden;
- c) Ätzen des Zwischenverbindungsmaterials (140) zur Bildung der Zwischenverbindungsleitungen und;
- d) Entfernen des Zwischenverbindungs-Photoresist musters (145).
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