專利名稱：堆疊形動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的電容器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的制造方法，且特別是涉及一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器電容器的制造方法。
提升動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的集成密度已成為一趨勢(shì)，然而，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元(DRAM Cells)的密度越高，電容器在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元所能利用的面積就越小。為了使電容器的面積在減小時(shí)，集成電路仍能維持其可靠性，因此發(fā)展出三維空間的電容器結(jié)構(gòu)用以增加存儲(chǔ)單元電容量，例如雙疊式(Double-Stacked)、鰭狀構(gòu)造(Fin-Structure)、分散堆疊式(Spread-Stacked)或盒式構(gòu)造(Box Structure)等電容器。
對(duì)于如何發(fā)展出這些能將制作工藝容許度提升至最大，且將半導(dǎo)體元件的制作成品率增至最高的電容器的制作方法，也成為研究開(kāi)發(fā)上的一大挑戰(zhàn)。
有鑒于此，本發(fā)明提出一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元中電容器的制造方法。其制造方法包括形成一層間介電層(Interlayer Dielectric；ILD)，在此層間介電層上形成第一氮化物層，并在第一氮化物層上，形成一高溫氧化層(High Temperature Oxide；HTO)。接著，在高溫氧化層上，形成第二氮化物層，圖案化(Pattern)及蝕刻(Etch)第一、第二氮化物層、高溫氧化層及層間介電層以形成一接觸窗開(kāi)口(Contact hole)，在此第二氮化物層上及接觸窗開(kāi)口中形成一即時(shí)摻雜的非晶硅層(In-Situ Doped Amorphous Silicon Layer)，圖案化及蝕刻此非晶硅層，在接觸窗開(kāi)口上留下一非晶硅(Amorphous SiliconSegment)，去除該第二氮化物層，在該非晶硅上形成一半球型晶粒多晶硅層(Hemispherical Grain Polysilicon；HSG Polysilicon)，之后，去除該高溫氧化層，并在半球型晶粒多晶硅層及該非晶硅上，形成一介電層，最后在介電層上形成一頂部導(dǎo)電層。
為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明。附圖中


圖1至圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的一種電容器的制造流程剖面圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，以慣用技術(shù)在半導(dǎo)體基底101上形成一存取晶體管(AccessTransistor)103，在存取晶體管103表面上形成一層間介電層105，此層間介電層105優(yōu)選是由硅酸四乙酯(Tetraethylorthosilicate；TEOS)氧化物、硼磷硅玻璃(Borophosphosilicate Glass；BPSG)層及硅酸四乙酯氧化物所組成，用以當(dāng)作絕緣層及平坦化層(Planarization)。
然后，在層間介電層105上沉積第一氮化物層107，優(yōu)選的是氮化硅，且優(yōu)選的第一氮化物層107是以化學(xué)氣相沉積法(Chemical VaporDeposition；CVD)形成的，厚度界于500至1500埃(Angstroms)之間。接著，在該第一氮化物層107上形成一高溫氧化層109，其中，該高溫氧化層109是作為后序制作工藝中氮化物濕蝕刻法的阻擋層(Barrier Layer)及在之后形成半球型晶粒多晶硅的步驟上提供較大的制作工藝范圍(Process Window)，優(yōu)選的是以化學(xué)氣相沉積法形成高溫氧化層109，厚度界于500至1500埃之間。接著，在高溫氧化層109上沉積第二氮化物層111，優(yōu)選的是氮化硅，且以化學(xué)氣相沉積法所形成的第二氮化物層111為優(yōu)選，厚度界于500至1500埃之間。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖案化及蝕刻第二氮化物層111、高溫氧化層109、第一氮化物層107及層間介電層105，形成一接觸窗開(kāi)口113。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D3，以化學(xué)氣相沉積法，形成一即時(shí)摻雜的非晶硅層117，厚度界于3000至8000埃之間，例如以硅甲烷(Silane)和磷化氫(Phosphine)為反應(yīng)氣體，而沉積溫度為500至530℃，在接觸窗開(kāi)口113及第二氮化物層111上沉積非晶硅層117，之后，圖案化及蝕刻非晶硅層117，留下一部分的非晶硅層117在接觸窗開(kāi)口113上。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D4，以濕式沉浸氮化物蝕刻法(Wet Dip Nitride Etch)去除第二氮化物層111，優(yōu)選的是使用熱磷酸(H3PO4)溶液，而高溫氧化層109作為一蝕刻阻擋層。經(jīng)過(guò)濕式沉浸氮化物蝕刻后，在非晶硅層117上，形成半球型晶粒多晶硅119，更具體地說(shuō)，半球型晶粒多晶硅119是以種植(Seeding)和高真空(High Vacuum)方法所形成，首先將硅甲烷(SiH4)或硅乙烷(Si2H6)植入非晶硅層117表面，然后在高真空中形成半球型晶粒多晶硅119。使用此方法的好處是只在非晶硅層表面上形成半球型晶粒多晶硅，而在絕緣層表面上不會(huì)形成半球型晶粒多晶硅。使用高溫氧化層109的目的是在半球型晶粒多晶硅119的形成步驟中，提供一較大制作工藝范圍。所完成的結(jié)構(gòu)如圖4所示。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D5，以濕式沉浸氧化物蝕刻法(Wet Dip Oxide Etch)去除高溫氧化層109，其中，以稀釋的氟化氫(HF)溶液蝕刻為優(yōu)選，并以第一氮化物層107作為濕式沉浸氧化物蝕刻的阻擋層，經(jīng)過(guò)上述步驟可形成一電容下電極。
最后，如圖6所示，其為所形成的電容器，可以用任何現(xiàn)有技術(shù)形成電容器介電層121，例如氧化硅/氮化硅/氧化硅(Oxide/Nitride/Oxide，ONO)，及在電容器介電層121上沉積一即時(shí)摻雜的多晶硅層123。
綜上所述，本發(fā)明的特色有(1)較大的半球型晶粒多晶硅制作工藝范圍；(2)較大的存儲(chǔ)單元電容量；以及(3)高成品率。
雖然本發(fā)明已以一優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，但是其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作出各種更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由后附的權(quán)利要求界定。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元的電容器的制造方法，該制造方法包括下列步驟形成一層間介電層；在該層間介電層上，形成一第一氮化物層；在該第一氮化物層上，形成一高溫氧化層；在該高溫氧化層上，形成一第二氮化物層；在該第一氮化物層、該第二氮化物層、該高溫氧化層以及該層間介電層上形成一接觸窗開(kāi)口；在該接觸窗開(kāi)口及該第二氮化物層上，形成一即時(shí)摻雜的非晶硅層；圖案化及蝕刻該非晶硅層，在該接觸窗開(kāi)口上留下一非晶硅；去除該第二氮化物層；在該非晶硅上，形成一半球型晶粒多晶硅層；去除該高溫氧化層；在該半球型晶粒多晶硅層及該非晶硅上，形成一介電層；以及在該介電層上形成一頂部導(dǎo)電層。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，該介電層材料為氧化硅/氮化硅/氧化硅。
3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，該非晶硅層的厚度界于3000至8000埃之間。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，該高溫氧化層的厚度界于500至1500埃之間。
5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，該第一氮化物層為氮化硅，厚度界于500至1500埃之間。
6.一種電容器的下電極的制造方法，該制造方法包括下列步驟形成一第一氮化物層；在該第一氮化物層上，形成高溫氧化層；在該高溫氧化層上，形成一第二氮化物層；在該第一氮化物層、該第二氮化物層及該高溫氧化層上，形成一接觸窗開(kāi)口；在該第二氮化物層上及該接觸窗開(kāi)口中，形成一即時(shí)摻雜的非晶硅層；圖案化及蝕刻該非晶硅層，在該接觸窗口上留下一非晶硅；去除該第二氮化物層；在該非晶硅上形成一半球型晶粒多晶硅；以及去除該高溫氧化層。
7.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，該非晶硅層的厚度界于3000至8000埃之間。
8.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，該高溫氧化層的厚度界于500至1500埃之間。
9.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中，該第一氮化物層為氮化硅，厚度在500至1500埃范圍之間。
全文摘要
一種堆疊形動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元的電容器的制造方法。首先,形成一接觸窗開(kāi)口于堆疊介電層,此堆疊介電層由一層間介電層、第一氮化物層、高溫氧化層及第二氮化物層所組成,接著,在接觸窗開(kāi)口上形成一即時(shí)摻雜的非晶硅,并去除第二氮化物層,在此非晶硅上形成一半球型晶粒多晶硅層,之后,去除高溫氧化層,并在半球型晶粒多晶硅層及非晶硅上,形成一電容器介電層,最后在電容器介電層上形成一頂部導(dǎo)電層。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1242600SQ9811880
公開(kāi)日2000年1月26日 申請(qǐng)日期1998年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月22日
發(fā)明者羅吉進(jìn) 申請(qǐng)人:世大積體電路股份有限公司