发明名称 超高密度记忆体电路的制造方法
摘要 本发明是一种动态随机存取记忆体(Dynamic Random Access Memory; DRAM)的制造方法。利用之的化学机械式磨光技术(Chemical Mechanical Polishing;CMP)和光阻浸蚀作用(Photoresist Erosion),再利用导电层和绝缘层之沉积、回蚀刻的交替制程组合,在大幅缩小电容器之电路布局平面面积(Plannar Circuit Layout Area)的情况下,可以大幅增加电容器额表面积(Capacitor Surface Area),因而增加记忆元的集积密度,所述高电容之堆叠式电容器,能应用在六仟四佰万位元以上之超高密度动态随机存取记忆体(64MB Stack DRAM)的生产制造。
申请公布号 TW297157 申请公布日期 1997.02.01
申请号 TW085103317 申请日期 1996.03.18
申请人 世界先进积体电路股份有限公司 发明人 曾鸿辉
分类号 H01L27/108 主分类号 H01L27/108
代理机构 代理人
主权项 1.一种积体电路之【复晶矽结构】的形成方法,系包含下列步骤:在半导体晶圆上(Semiconductor Wafer)形成【第一介电层】(FirstDielectric)和【第二介电层】(SecondDielectric),并平坦化所述【第二介电层】;蚀去所述【第一介电层】和【第二介电层】形成洞孔(Hole),未来,导电体(Conductor)将透过所述【洞孔】跟其它元件作接触;形成【第一复晶矽层】(First Polysilicon),所述【第一复晶矽层】填满所述【洞孔】;利用微影技术在所述【洞孔】上方形成光阻图案;侧向蚀去(Lateral Etch)一部份的所述【光阻图案】,使得所述【光阻图案】之尺寸小于所述【源极接触窗】的尺寸;再利用蚀刻技术单向性的(Anisotropically)蚀去没有被所述【光阻图案】覆盖住之所述【第一复晶矽层】,所述【第一复晶矽层】并没有完全被蚀刻乾净,而故意保留有一部份厚度的所述【第一复晶矽层】;沈积一层【第三介电层】,并利用蚀刻技术对所述【第三介电层】进行单向性的回蚀刻(AnisotropicallyEtchback),所述【单向性的回蚀刻】终止于所述【第一复晶矽层】表面,以在所述【第一复晶矽层】的侧面(Sidewall)形成第三介电层侧壁子(Third DielectricSpacer);形成【第二复晶矽层】(Second Polysilicon);利用蚀刻技术对所述【第二复晶矽层】进行【单向性的回蚀刻】,所述【单向性的回蚀刻】蚀去所述【第二介电层】表面之所述【搀杂的第二复晶矽层】和所述【搀杂的第一复晶矽层】,亦即所述【单向性的回蚀刻】终止于所述【第二介电层】之表面,以在所述【第三介电层侧壁子】的侧面形成第二复晶矽层侧壁子(Second PolysiliconSpacer);去除所述【第三介电层侧壁子】。2.如申请专利范围第1项所述之制作方法,其中所述【半导体晶圆】含有电性元件。3.如申请专利范围第1项所述之制作方法,其中所述【第一介电层】是由二氧化矽(Silicon Nitride)组成。4.如申请专利范围第1项所述之制作方法,其中所述【第二介电层】是由二氧化矽(Silicon Dioxide)组成。5.如申请专利范围第1项所述之制作方法,其中所述【第三介电层】是由是由氮化矽(Silicon Nitride)组成。6.如申请专利范围第1项所述之制作方法,其中所述之【去除所述第三介电层侧壁子】,也可以同时去除【第二介电层】。7.如申请专利范围第1项所述之制作方法,其中所述【单向性的回蚀刻】是指磁埸增强式活性离子式电浆蚀刻(Magnetic Enhanced Reactive Ion Etching;MERIE)或电子回旋共振电浆蚀刻(Electron Cyclotron Resonance;ECR)或传统的活性离子式电浆蚀刻技术(Reactive IonEtching;RIE)等电浆蚀刻技术。8.一种动态随机存取记忆体(DRAM)的制造方法,系包含下列步骤:在半导体晶圆上(Semiconductor Wafer)形成【电晶体】和字语线(Wordline);蚀去所述【第一介电层】和【第二介电层】形成【源极接触窗】(NodeContact),未来,导电体(Conductor)将透过所述【洞孔】跟其它电性元件作接触;形成【第一复晶矽层】(First Polysilicon),所述【第一复晶矽层】填满所述【源极接触窗】;利用微影技术在所述【源极接触窗】上方形成光阻图案(PhotoresistPattern);侧向蚀去(Lateral Etch)一部份的所述【光阻图案】,使得所述【光阻图案】之尺寸小于所述【源极接触窗】的尺寸;再利用蚀刻技术单向性的(Anisotropically)蚀去没有被所述【光阻图案】覆盖住之所述【第一复晶矽层】,所述【第一复晶矽层】并没有完全被蚀刻乾净,而故意保留有一部份厚度的所述【第一复晶矽层】;沈积一层【第三介电层】,并利用蚀刻技术对所述【第三介电层】进行单向性的回蚀刻(AnisotropicallyEtchback),所述【单向性的回蚀刻】终止于所述【第一复晶矽层】表面,以在所述【第一复晶矽层】的侧面(Sidewall)形成第三介电层侧壁子(Third DielectricSpacer);形成【第二复晶矽层】(Second Polysilicon);利用蚀刻技术对所述【第二复晶矽层】进行【单向性的回蚀刻】,所述【单向性的回蚀刻】蚀去所述【第二介电层】表面之所述【搀杂的第二复晶矽层】和所述【搀杂的第一复晶矽层】,亦即所述【单向性的回蚀刻】终止于所述【第二介电层】之表面,以在所述【第三介电层侧壁子】的侧面形成第二复晶矽层侧壁子(Second PolysiliconSpacer);去除所述【第三介电层侧壁子】,形成由剩余之所述【第一复晶矽层】和【第二复晶矽层】组成之电容器的电荷储存电极(Storage Node);在所述【电荷储存电极】表面沉积一层厚度极薄的电容器介电层(CapacitorDielectric)和【第三复晶矽层】,再利用微影技术和蚀刻技术蚀去所述【电容器介电层】和所述【第三复晶矽层】,以形成电容器的上层电极(TopElectrode)。9.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【电晶体】含有闸氧化层(Gate Oxide)、闸极(GateElectrode),侧壁子(Spacer)与源极/汲极(Source/Drain)。10.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【半导体晶圆】含有电性元件(Electronic and ElectricDevice)。11.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【第一介电层】是由氮化矽(Silicon Nitride)组成,厚度则介于1000埃到1500埃之间。12.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【第二介电层】是由二氧化矽(Silicon Nitride)组成,其厚度介于3000埃到10000埃之间。13.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【第三介电层】是由是由氮化矽组成,其厚度介于1000埃到3000埃之间。14.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【第一复晶矽层】是以【化学气相沉积法】形成,其厚度介于1000埃到4000埃之间。15.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【第二复晶矽层】是以【化学汽相沉积法】形成,其厚度介于1000埃到3000埃之间。16.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【第二复晶矽层】是以【化学汽相沉积法】形成,其厚度介于1000埃到3000埃之间。17.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【第三复晶矽层】是以【化学汽相沉积法】形成,其厚度介于1000埃到3000埃之间。18.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【单向性的回蚀刻】是指磁埸增强式活性离子式电浆蚀刻(Magnetic Enhanced Reactive Ion Etching;MERIE)或电子回旋共振电浆蚀刻(Electron Cyclotron Resonance;ECR)或传统的活性离子式电浆蚀刻技术(Reactive IonEtching RIE)等电浆蚀刻技术。19.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【电容器介电层】是由氧化氮化矽(Oxynitride)、氮化矽和二氧化矽所组成,或由Ta@ss2O@ss5所组成。20.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【第一介电层】可以由二种以上的绝缘层组成。21.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【第二介电层】可以由二种以上的绝缘层组成。22.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述【第三介电层】可以由二种以上的绝缘层组成。23.如申请专利范围第8项所述之制作方法,其中所述之【去除所述第三介电层侧壁子】,也可以同时去除【第二介电层】。图示简单说明:图一是堆叠式动态随机存取记忆体之先前技艺(Prior Art)的制程剖面示意图,其各层编号跟图十四之编号相同。图二是在半导体晶圆上形成【金氧半埸效电晶体】后的制程剖面示意图;图三是沉积【第一绝缘层】和【第二绝缘层】,并平坦化所述【第二绝缘层】后的制程剖面示意图;图四是利用微影技术和蚀刻技术形成源极接触窗(NodeContact)后的制程剖面示意图;图五是沈积一层【搀杂的第一复晶矽层】(FirstDopedPolysilicon)后的制程剖面示意图,所述【搀杂的第一复晶矽层】并填满所述【源极接触窗】;图六是利用传统的微影技术在所述【源极接触窗】之正上方形成光阻图案后的制程剖面示意图;图七是利用习知的光阻浸蚀技术(Photoresist Erosion)侧向蚀去一部份的所述【源极接触窗】之正上方之【光阻图案】,使得所述【光阻图案】之尺寸小于所述【源极接触窗】的制程剖面示意图;图八是利用电浆蚀刻技术单向性的(Anisotropically)蚀去没有被所述【光阻图案】覆盖住之所述【搀杂的第一复晶矽层】后的制程剖面图,所述【搀杂的第一复晶矽层】并没有完全被蚀刻乾净,而故意保留有一部份厚度的所述【搀杂的第一复晶矽层】;图九是去除所述【光阻图案】后的制程剖面示意图;图十是沈积一层【第三介电层】(Third Dielectric)后的制程剖面示意图;图十一是利用电浆蚀刻技术对所述【第三介电层】进行单向性的回蚀刻(Anisotropically Etchback)后的制程剖面示意图,所述【单向性的回蚀刻】终止于所述【搀杂的第一复晶矽层】表面,以在所述【搀杂的第一复晶矽层】的侧面(Sidewall)形成第三介电层侧壁子(ThirdDielectricSpacer);图十二是沈积一层【搀杂的第二复晶矽层】(SecondDoped Polysilicon)后的制程剖面示意图;图十三是利用电浆蚀刻技术对所述【搀杂的第二复晶矽层】进行【单向性的回蚀刻】后的制程剖面示意图,所述【单向性的回蚀刻】蚀去所述【第二介电层】表面之所述【搀杂的第二复晶矽层】和【搀杂的第一复晶矽层】,即所述【单向性的回蚀刻】终止于所述【第二介电层】之表面,以在所述【第三介电层侧壁子】的侧面形成第二复晶矽层侧壁子(SecondPolysilicon Spacer);图十四是利用化学溶液或电浆蚀刻技术去除剩余之所述【第三介电层侧壁子】后的制程剖面示意图,于是,剩余之所述【搀杂的第一复晶矽层】和【搀杂的第二复晶矽层】
地址 新竹科学园区新竹县园区三路一二三号