发明名称 在积体电路中形成电容器的方法及其结构
摘要 一种在积体电路中形成电容器的方法及其结构,在一已形成字元线结构的半导体基板上形成复晶矽层间氧化矽层。后续形成第一复晶矽插塞,接着在所述复晶矽层间氧化矽层上方连续形成一层氮化矽层以及一层氧化矽层。接下来的步骤系本发明重点所在,在所述氧化矽层上形成第二复晶矽插塞,再形成一电容器渠沟。接着形成电容器的下电极板,电容器介电层以及电容器的上电极板。
申请公布号 TW425710 申请公布日期 2001.03.11
申请号 TW088118732 申请日期 1999.10.29
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 黄振铭
分类号 H01L27/108 主分类号 H01L27/108
代理机构 代理人 郑煜腾 台北巿松德路一七一号二楼;李长铭 台北巿中山区南京东路二段二十一巷八号二楼
主权项 1.一种在积体电路中形成电容器的方法,其包含下列步骤:(a)在一已形成字元线结构的半导体基板上形成一层复晶矽层间氧化矽层;(b)形成第一复晶矽插塞;(c)依序形成一层氮化矽层以及一层氧化矽层;(d)在预定形成电容器的区域内形成第二复晶矽插塞,所述第二复晶矽插塞并连接所述第一复晶矽插塞;(e)利用微影和非均向蚀刻技术在所述氧化矽层上形成一电容器渠沟,所述电容器渠沟系位于预定形成电容器的区域,且完全裸露出所述第二复晶矽插塞;(f)形成电容器的下电极板;(g)形成电容器介电层;以及(h)形成电容器的上电极板。2.如申请专利范围第1项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中在形成所述复晶矽层间氧化矽层之后,更包含一化学机械研磨的平坦化步骤。3.如申请专利范围第1项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述形成第一复晶矽插塞,系先使用微影和非均向蚀刻技术在所述复晶矽层间氧化矽层上形成一接触窗的窗口,再沉积一层复晶矽层,并以化学机械研磨法将所述复晶矽层间氧化矽层上方的所述复晶矽层完全磨去而得。4.如申请专利范围第3项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述复晶矽层需要做离子掺杂,以砷或磷掺入反应气体矽烷中,使砷或磷与矽同步沉积。5.如申请专利范围第3项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述复晶矽层需要做离子掺杂,先沉积一本质复晶矽层,再以离子布植的技术将砷或磷掺杂入该复晶矽层内。6.如申请专利范围第1项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述氮化矽层的厚度介于200至1000之间。7.如申请专利范围第1项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述氧化矽层的厚度介于4000至10000之间。8.如申请专利范围第1项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述形成第二复晶矽插塞,系先使用微影和非均向蚀刻技术在所述氧化矽层上形成一接触窗的窗口,再沉积一层复晶矽层,并以化学机械研磨法将所述氧化矽层上方的所述复晶矽层完全磨去而得。9.如申请专利范围第8项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述复晶矽层需要做离子掺杂,以砷或磷掺入反应气体矽烷中,使砷或磷与矽同步沉积。10.如申请专利范围第8项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述复晶矽层需要做离子掺杂,先沉积一本质复晶矽层,再以离子布植的技术将砷或磷掺杂入该复晶矽层内。11.如申请专利范围第8项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述非均向蚀刻分为两个阶段,第一阶段先蚀刻所述氧化矽层,以所述氮化矽层做为蚀刻终止层,第二阶段再蚀刻所述氮化矽层。12.如申请专利范围第1项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述形成电容器的下电极板,系先在所述氧化矽层上方以及所述电容器渠沟内形成一层复晶矽层,再形成一层半球形颗粒,最后以化学机械研磨法将所述氧化矽层上方的所述半球形颗粒以及所述复晶矽层分别磨去,以完成电容器的下电极板。13.如申请专利范围第1项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述电容器介电层通常是由氧化矽/氮化矽/氧化矽所形成的复层结构。14.如申请专利范围第1项所述之在积体电路中形成电容器的方法,其中所述形成电容器的上电极板,系先沉积一层复晶矽层,再利用习知的微影与非均向蚀刻技术定义出上电极板。15.如申请专利范围第1项所述之在积体电路中形成电容器的方法,在形成所述电容器的上电极板之后,更包含沉积一层层间介电层,再利用化学机械研磨技术进行平坦化处理,接着形成金属插塞,最后形成位元线结构的步骤。16.一种在积体电路中所形成之电容器的结构,可适用于积体电路中任何渠沟式之电容器,其结构包含一电容器渠沟、一电容器下电极板位于所述电容器渠沟内、一电容器介电层位于所述电容器下电极板之上、一电容器上电极板位于所述电容器介电层之上;其特征为所述电容器下电极板除了包括位于所述电容器渠沟之内侧壁之部分外,更包含一位于所述电容器渠沟内的额外柱状物。17.如申请专利范围第16项所述之在积体电路中所形成之电容器的结构,其中所述额外柱状物系由复晶矽所形成。18.如申请专利范围第16项所述之在积体电路中所形成之电容器的结构,其中所述额外柱状物系由复晶矽以及一层半球体颗粒所形成。19.如申请专利范围第16项所述之在积体电路中所形成之电容器的结构,其中所述电容器下电极板系由复晶矽所形成。20.如申请专利范围第16项所述之在积体电路中所形成之电容器的结构,其中所述电容器下电极板系由一层复晶矽层以及一层半球体颗粒所形成。21.如申请专利范围第16项所述之在积体电路中所形成电容器的结构,其中所述电容器介电层系氧化矽/氮化矽/氧化矽所形成的复层结构。22.如申请专利范围第16项所述之在积体电路中所形成之电容器的结构,其中所述电容器上电极板系由复晶矽所形成。图式简单说明:第一图为本发明中形成第一复晶矽插塞、一层氮化矽层以及一层氧化矽层的剖面示意图。第二图为本发明中形成第二复晶矽插塞的剖面示意图。第三图为本发明中形成电容器渠沟的剖面示意图。第四图为本发明中形成电容器的下电极板的剖面示意图。第五图为本发明中形成电容器介电层以及电容器上电极板的剖面示意图。第六图为本发明中形成电容器的剖面示意。
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