发明名称 具有高介电层于粗糙多晶矽电极上之储存电容器及其制法
摘要 一种半导体装置,其具有高介电层插入在以粗糙的多晶矽层所组成之上电极层及下电极层之间,该多晶矽层之表面系以高浓度杂质重度掺杂。此半导体装置乃包含形成在下电极层及高介电层之间之扩散障壁,以在其后续热处理期间使粗糙的多晶矽层表面上之高浓度杂质之浓度降低减至最小。
申请公布号 TW379403 申请公布日期 2000.01.11
申请号 TW086118980 申请日期 1997.12.16
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 金荣善;元皙俊;金荣敏;金景勋;南甲镇;金荣大;朴泳旭
分类号 H01L21/70 主分类号 H01L21/70
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种半导体装置,其含有介于下电极层及上电极层之间之高介电层,其中该下电极层系具有粗糙的多晶矽层之表面层,其以给定之高浓度导电性杂质重度掺杂,其包含:形成于该粗糙的多晶矽层及该高介电层之间之扩散障壁层,以使于该粗糙的多晶矽层表面上因由后续热处理所造成该高浓度之杂质浓度减少减至最小。2.根据申请专利范围第1项之半导体装置,其中该高介电层为氧化钽层。3.根据申请专利范围第1项之半导体装置,其中该扩散障壁层为化学气相沈积之氮化矽层。4.根据申请专利范围第1项之半导体装置,其中该扩散障壁层系包含经急速热处理之氮化矽层及经化学气相沈积之氮化矽层。5.根据申请专利范围第1项之半导体装置,其中该等给定之导电性杂质乃为以含化合气体之n-型杂质扩散之n-型杂质。6.根据申请专利范围第5项之半导体装置,其中该化合气体为膦气。7.根据申请专利范围第3项之半导体装置,其中该氮化矽层之厚度至少为15埃。8.根据申请专利范围第3项之半导体装置,其另含有形成于该氮化矽层上之氧化矽层。9.根据申请专利范围第1项之半导体装置,其中该扩散障壁层系以具有与该多晶矽层导电类型相同之杂质掺杂之氮化矽层。10.根据申请专利范围第9项之半导体装置,其中于该多晶矽层之表面上掺杂之杂质乃为以含化合气体之n-型杂质扩散之N-型杂质。11.根据申请专利范围第10项之半导体装置,其中该化合气体为膦气。12.一种半导体装置,其含有介于下及上电极层之间之高介电层,其中该下电极层系具有经高浓度杂质重度掺杂之粗糙的多晶矽层之表面层,其包含:形成于该粗糙的多晶矽层及该高介电层之间之氮化矽层,并以具有与粗糙的多晶矽层之表面上杂质相同导电类型之杂质掺杂。13.根据申请专利范围第12项之半导体装置,其中该高介电层为氧化钽层。14.根据申请专利范围第12项之半导体装置,其中该导电类型为n-型。15.一种储存电容器装置,其含有介于下及上电极层之间之高介电层,其中该下电极层系具有经高浓度杂质重度掺杂之粗糙的多晶矽层之表面层,其包含:形成于该粗糙的多晶矽层及该高介电之层间之扩散障壁层,以在该储存电容器之作业期间,使在该粗糙的多晶矽层之表面上利用施加至下及上电极层之间之电压产生之匮乏层深度增加减至最小。16.根据申请专利范围第15项之储存电容器装置,其中该扩散障壁层乃为化学气相沈积之氮化矽层。17.根据申请专利范围第16项之储存电容器装置,其中该氮化矽膜层乃为经杂质掺杂之层,其系具有与粗糙的多晶矽层表面上之杂质相同之导电类型。18.一种于下及上电极层间含有高介电属之半导体装置之制法,其中该下电极层系于其上具有粗糙的多晶矽层,其包括以下步骤:以高浓度杂质掺杂该多晶矽层;及于该掺杂多晶矽层及该高介电层之间形成扩散障壁层,以在后续之热处理期间使该高浓度杂质之浓度减少减至最小。19.根据申请专利范围第18项之半导体装置之制法,其中该高介电层为氧化钽层。20.根据申请专利范围第18项之半导体装置之制法,其中该扩散障壁层乃为利用化学气相法沈积其以含化合气体之矽及含化合气体之氮所沈积之氮化矽层。21.根据申请专利范围第18项之半导体装置之制法,其中该多晶矽层乃为以含该杂质之化合气体掺杂。22.根据申请专利范围第21项之半导体装置之制法,其中该化合气体为膦气。23.根据申请专利范围第18项之半导体装置之制法,其中该后续热处理乃为沈积该氧化钽层后实施之该氧化钽层之致密化处理。24.根据申请专利范围第18项之半导体装置之制法,其中该扩散障壁层乃为经杂质掺杂之氮化矽层,其系具有与在该粗糙的多晶层上之杂质相同之导电类型。25.根据申请专利范围第24项之半导体装置之制法,其中该经掺杂之氮化矽层,系在含矽化合气体、含氮化合气体、及含具有与该多晶矽上杂质为相同导电类型之杂质之化合气体之气氛下利用急速热处理法形成。26.根据申请专利范围第24项之半导体装置之制法,其中该经掺杂之氮化矽层,系在含矽化合气体、含氮化合气体、及含具有与该多晶矽上杂质为相同导电类型之杂质之化合气体之气氛下利用化学气相沈积法形成。27.根据申请专利范围第18项之半导体装置之制法,其中该扩散障壁层系在含氮化合气体之气氛下,利用以急速热处理法形成第一氮化矽层之方法,及在含矽化合气体及含氮化合气体之气氛下,利用以化学气相法形成第二氮化层之方法形成。28.根据申请专利范围第18项之半导体装置之制法,其另外包括,于未经掺杂之扩散障壁层形成后,以具有与该多晶矽属之杂质相同导电类型之杂质掺杂该扩散障壁层之步骤。图式简单说明:第一图为一放大横截面图,其示出根据本发明具体实施例之DRAM中一对记忆体单元之部份结构;第二图A至第二图D为部份横截面图,其示出第一图所示之一对储存电容器中其一之连续制造步骤;第三图系示出以先前技艺及本具体实施例制造之储存电容器关系比较之电容特征曲线图;第四图系示出根据本具体实施例其具有不同厚度之氮化矽层之储存电容器电容曲线图;第五图系示出以先前技艺及本发明之另一具体实施例之储存电容器电容特征比较关系图;第六图系示出第五图之储存电容器之漏电流图。
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