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1.一种于半导体基板上制造动态随机存取记忆体(DRAM)之电容器结构的方法,包括下列步骤:提供一个下层转移闸极电晶体,包括一位于闸极绝缘层上之闸极结构,该闸极结构之边墙上的绝缘物间隙壁,以及前述的半导体基板未被该闸极结构覆盖之源极与汲极区域;在一复合绝缘层中形成储存节点接触洞口,以露出源极区域的上表面;于前述的储存节点接触窗口中形成已掺杂多晶矽插塞;在前述的复合绝缘层之上表面形成绝缘物铸型,前述的多晶矽插塞置于该绝缘物铸型之间;在前述的绝缘物铸型之边墙上,以及在该绝缘物铸型之间,包括前述的复合绝缘物之上表面还有前述的掺杂多晶矽插塞,沈积一复合非晶矽层,包括:一个在下方的第一未掺杂非晶矽层、一个微量掺杂非晶矽层、一个第二未掺杂非晶矽层以及在上方的重度掺杂非晶矽层;自前述的绝缘物间隙壁之上表面移去前述的复合非晶矽层;移去前述的绝缘物间隙壁以形成皇冠型储存节点铸型,其中包括非晶矽垂直铸型,一连接到并座落于该非晶矽垂直铸型之间的非晶矽水平铸型,该非晶矽水平铸型并座落于多晶矽插塞之上;沈积半圆球型晶粒矽种于前述之皇冠型储存节点铸型之表面;进行第一次退火循环以形成一半圆球型晶粒矽层于前述之非晶矽垂直铸型之外层,该过程是藉由半圆球型晶粒矽种与裸露出的未掺杂(或是微量掺杂)非晶矽层之间的反应而成,且该反应并未发生于前述之非晶矽垂直铸型之内层以及前述之非晶矽水平铸型之上表面(该上表面是由一前述之重度掺杂非晶矽层之上层所组成);进行第二次退火循环以将前述之半圆球型晶粒矽层转换为高度掺杂之半圆球型晶粒矽层,并且形成一皇冠型储存节点电极,该皇冠型储存节点电极包括掺杂多晶矽垂直铸型与座落于前述之掺杂非晶矽垂直铸型外墙之掺杂半圆球型晶粒矽层,并且包含一连接到且座落于前述掺杂多晶矽垂直铸型之间的掺杂多晶矽水平铸型,该掺杂多晶矽水平铸型并座落于前述之掺杂多晶矽插塞之上;于前述之皇冠型储存节点电极之上形成一电容器介电层;以及,为前述之电容器结构形成一上平板电极。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中所述的掺杂多晶矽插塞是利用LPCVD法由多晶矽层所形成,厚度约在1000A到6000A之间,并且利用内部掺杂的技巧在沈积过程中将磷化氢或是砷化三氢加入充满矽甲烷或是二矽甲烷的环境中以达到该掺杂多晶矽插塞之内部浓度在1E19到2E20原子/cm3之间。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中所述的绝缘物间隙壁是由二氧化矽所组成,成长方式是利用LPCVD或是PECVD法成长,厚度约在4000A到20000A之间,并且利用以CHF3为蚀刻剂的非等向性RIE法进行图样化的动作。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中所述的复合非晶矽层包括前述利用LPCVD法,矽甲烷或是二矽甲烷当原料,制作厚度少于200A的第一未掺杂非晶矽层;还有前述利用LPCVD法,使用内部掺杂的技巧在沈积过程中将磷化氢或是砷化三氢加入充满矽甲烷或是二矽甲烷的环境中以达到该微量掺杂多晶矽层之内部浓度在1E19到4E20原子/cm3之间,制作厚度少于400A的微量掺杂非晶矽层;以及前述利用LPCVD法,矽甲烷或是二矽甲烷当原料,制作厚度少于200A之第二非晶矽层;还有前述利用LPCVD法,使用内部掺杂的技巧在沈积过程中将磷化氢或是砷化三氢加入充满矽甲烷或是二矽甲烷的环境中以达到该重度掺杂非晶矽层之内部浓度高于4E20原子/cm3,制作厚度在400A到1000A之间的重度掺杂非晶矽层。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中所述的复合非晶矽层是使用化学-机械抛光法自前述的绝缘物间隙壁之上表面移除。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中所述的绝缘物间隙壁是利用以缓冲氢氟酸(buffered hydrofluoric)溶液,或是掺(或不掺)水蒸气的氟化氢气体组成的蚀刻剂将之移除。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中所述的半圆球型晶粒矽种是藉由LPCVD或是UHCVD成长;成长温度约在550℃到800℃之间,气压需低于1.0托尔(torr),成长时间约在10秒到120分钟之间,原料是使用浓度低于1E-3 mole/m3的矽甲烷或是二矽甲烷气体流。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中所述的第一次退火循环用来从前述的半圆球型晶粒矽种与前述的未掺杂(或微量掺杂)非晶矽层中,形成半圆球型晶粒矽层,其运作的温度介于550℃到800℃之间,气压低于1.0托尔,时间则介于0到120分钟之间。9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中所述的第二次退火循环用来将前述的半圆球型晶粒矽层转换为高度掺杂的半圆球型晶粒矽层,其运作的温度介于800℃到850℃之间,时间则介于20到60分钟之间。10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中所述的介电层材料是ONO,等效于二氧化矽层之厚度为40A到80A,其成长过程是先成长厚度约在10A到50A之间的二氧化矽层,接着沈积厚度约在10A到60A的氮化矽层,随后在该氮化矽层上进行热氧化步骤,以在前述位于下方的二氧化矽层之上形成一氮氧化矽(SiliconOxynitride)层。11.一种在半导体基板上制作一具有皇冠型储存节点电极的DRAM电容器结构的方法,并且在该皇冠型储存节点电极的非晶矽垂直铸型之外层上有一半圆球型晶粒矽层,此方法包括下列步骤:提供一位于下方的转移闸极电晶体在前述之半导体基板之上,包括一多晶矽闸极结构,绝缘物间隙壁则位于该多晶矽闸极结构之两旁,多晶矽闸极结构的下方为一二氧化矽闸极绝缘层,另外在前述的基板之上未被该闸极结构遮盖的地方为源极/汲极区域;沈积一复合绝缘层,包括一位于下方的二氧化矽层以及一位于上方的氮化矽层;于前述之复合绝缘层里制作一个储存节点接触洞口以露出前述之源极/汲极区域中的源极区的上表面;沈积一掺杂多晶矽层将前述之储存节点接触洞口完全覆盖;从前述之复合绝缘层之上表面移去前述之掺杂多晶矽层以在前述之储存节点接触洞口中形成一掺杂多晶矽插塞;沈积一厚绝缘层;从前述之复合绝缘层上的厚绝缘层形成两个绝缘铸型,并且使得前述之掺杂多晶矽插塞的上表面于该两绝缘铸型之间的区域中露出;于前述之两绝缘铸型之上以及两绝缘铸型之间的区域沈积一层第一未掺杂非晶矽层;在前述之第一未掺杂非晶矽层上沈积一微量掺杂非晶矽层;在前述之微量掺杂非晶矽层上沈积一第二未掺杂非晶矽层;在前述之第二未掺杂非晶矽层上沈积一重度掺杂非晶矽层;从前述之两绝缘物铸型之上表面移除前述的重度掺杂非晶矽层、第二未掺杂非晶矽层、微量掺杂非晶矽层以及第一未掺杂非晶矽层;移去前述之两绝缘铸型以形成一皇冠型储存节点铸型,该铸型包括两个非晶矽垂直铸型,垂直铸型的外墙上有前述之第一未掺杂非晶矽层,内墙上则有前述之重度掺杂非晶矽层,另外该皇冠型储存节点铸型包含一位于前述之两非晶矽垂直铸型之间区域上方的非晶矽水平铸型,该非晶矽水平铸型连接到前述之两非晶矽垂直铸型且其上表面为前述之重度掺杂非晶矽层;于前述之皇冠型储存节点铸型之上表面沈积半圆球型晶粒矽种;进行第一次退火循环以形成一半圆球型晶粒矽层于前述之两非晶矽垂直铸型之外层,该过程是藉由消耗前述的半圆球型晶粒矽种与前述的未掺杂(或是微量掺杂)非晶矽层而成,另外铺在前述之重度掺杂非晶矽层上的半圆形晶粒矽种则未发生反应,该重度掺杂非晶矽层是座落于前述之两非晶矽垂直铸型之间以及前述之非晶矽水平铸型之上;进行第二次退火循环以将前述之半圆球型晶粒矽层转换为高度掺杂之半圆球型晶粒矽层,并且形成前述之皇冠型储存节点电极,该皇冠型储存节点电极包括两个掺杂多晶矽垂直铸型并在位于前述之两掺杂非晶矽垂直铸型之外墙上形成两掺杂半圆球型晶粒矽层,两者之间由位于两掺杂多晶矽垂直铸型中间区域上的掺杂多晶矽水平铸型连接;在前述之皇冠型储存节点电极上形成一电容器介电层;对前述之多晶矽层进行图样化(Patterning)以形成前述之DRAM电容器结构中的多晶矽上电极部分。12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述的复合绝缘层包括一位于下方利用LPCVD法或是PECVD法,成长厚度约在1000A到5000A之间的二氧化矽层或是硼-磷矽玻璃(boron-phosphosilicate glass, BPSG),以及一层利用LPCVD法或是PECVD法成长厚度约在50A到1000A之间的氮化矽层。13.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述的用来作为制作掺杂多晶矽插塞之用的掺杂多晶矽层是利用LPCVD法成长,厚度约在1000A到6000A之间,该多晶矽层原先内部就掺有杂质(in-situ),作法是在沈积过程中,将砷化三氢或磷化氢等物质一起加入充满矽甲烷(silane)或是二矽甲烷(disilane)的环境里,以制作出内部浓度达1E19到2E20原子/cm3的掺杂多晶矽层。14.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述的厚绝缘层是利用LPCVD法或是PECVD法,制作厚度约在4000A到20000A之间的二氧化矽层。15.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述的绝缘物铸型是利用非等向性RIE法,以CHF3为蚀刻剂,从前述的厚绝缘层中形成。16.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述的第一未掺杂非晶矽层是以矽甲烷或是二矽甲烷为原料,利用LPCVD法制成,厚度少于200A。17.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述的微量掺杂非晶矽层是利用LPCVD法沈积而得,厚度少于400A,并且在沈积过程中,将磷化氢加入充满矽甲烷或是二矽甲烷的环境中,以制造出内部浓度约在1E19到4E20原子/cm3的微量掺杂非晶矽层。18.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述的第二未掺杂非晶矽层是以矽甲烷或是二矽甲烷为原料,利用LPCVD法制成,厚度少于200A。19.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述的重度掺杂非晶矽层是利用LPCVD法沈积而得,厚度约在100A到1000A之间,并且在沈积过程中,将磷化氢加入充满矽甲烷或是二矽甲烷的环境中,以制造出内部浓度大于4E20原子/cm3的重度掺杂非晶矽层。20.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述将前述的绝缘层移除的方法是利用缓冲氢氟酸溶液而得。21.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述的半圆球型晶粒矽种是藉由LPCVD法或是UHVCVD法(超高真空CVD,ultra high vacuum CVD)成长,成长温度约在550℃到800℃之间,气压需低于1.0托尔(torr),成长时间约为10秒钟,并且在有氮的环境中使用浓度低于1E-3 mole/m3的矽甲烷或是二矽甲烷气体流为原料。22.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述的第一次退火循环是从前述的半圆球型晶粒矽层以及前述的未掺杂/微量掺杂/未掺杂非晶矽层中形成前述的半圆球型晶粒矽层,其运作的方式是在温度介于550℃到800℃之间,气压低于1.0托尔,时间介于0到120分钟之间,在有氮的环境中进行。23.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所述的第二次退火循环是将前述之半圆球型晶粒矽层转换为高度掺杂半圆球型晶粒矽层,并且建立前述的皇冠型储存节点电极,其运作的温度约在800℃到850℃之间,时间则介于20到60分钟之间。图式简单说明:第一图至第十一图是以横截面的方式图示说明各个关键的制程步骤。这些关键的制程步骤包括制作用来作为DRAM堆叠电容部分的皇冠型储存节点电极,以及制作在皇冠型储存节点电极之外侧的非晶矽垂直构造上的半圆球形晶粒矽层。 |
