发明名称 制造沟渠电容器方法、制造记忆胞元方法、沟渠电容器及记忆胞元
摘要 本发明关于一种制造具第一电容器电极(6)、第一电容器介电(7)、第二电容器电极(8)、第二电容器介电(9)及第三电容器电极(10)之沟渠电容器(23)的方法,该第一及第三电容器电极彼此相邻。在根据本发明方法中,该第一及第三电容器电极(6、10)由共形沉积方法形成,然而第一电容器介电(7)、第二电容器电极(8)及第二电容器介电(9)则由非共形沉积方法形成。此使得可产生具增加储存容量的沟渠电容器。
申请公布号 TWI295492 申请公布日期 2008.04.01
申请号 TW094113565 申请日期 2005.04.27
申请人 英飞凌科技股份有限公司 发明人 克里斯蒂昂卡普特伊恩;乔恩雷古尔
分类号 H01L21/8242(2006.01) 主分类号 H01L21/8242(2006.01)
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中山区中山北路3段27号13楼
主权项 1.一种制造沟渠电容器的方法,其包括步骤: (a)提供一半导体基板(2); (b)蚀刻一沟渠(5)进入该半导体基板(2)的一表面(1), 产生一沟渠壁(11),该沟渠具相关于该半导体基板(2 )的表面(1)所测量的一深度d; (c)形成相邻该沟渠壁(11)的一第一电容器电极(6); (d)进行一沉积一第一介电层(7)的方法,其于步骤(c) 中产生的表面区域产生该第一介电层(7)的一预定 层厚度,其系在距该半导体基板(2)的表面(1)至多d1 的距离,及没有任何介电层(7)于在步骤(c)中所产生 表面区域形成,其系在距该半导体基板(2)的表面(1) 至少d3的距离; (e)进行一沉积传导材料层(8)的方法,其于步骤(d)中 所产生的表面区域形成该传导材料层(8),其系在距 该半导体基板(2)的表面(1)至多d2的距离,及没有任 何传导材料在步骤(d)中所产生的表面区域沉积,其 系在距该半导体基板(2)的表面(1)至少d2的距离,d2 小于d1,使第二电容器电极(8)形成; (f)进行以一沉积一第二介电层(9)的方法,其在步骤 (e)中所产生的表面区域产生该第二介电层(9)的一 预定层厚度,其系在距该半导体基板(2)的表面(1)一 距离处,该距离等于或大于最大距离,而该传导材 料层(8)在该第二介电层(9)之上形成,且没有任何介 电层(9)于步骤(e)中所产生的表面区域形成,其系在 距该半导体基板(2)的表面(1)至少d4的距离;及 (g)形成一传导材料的共形层(10),使一第三电容器 电极形成,使得该第一及第三电容器电极彼此连接 。 2.根据申请专利范围第1项的方法,其中形成该第一 电容器电极(6)的步骤(c)包括掺杂相邻该沟渠壁的 该基板区域(25)的步骤。 3.根据申请专利范围第1或2项的方法,其中形成该 第一电容器电极(6)的步骤(c)包括金属层的共形沉 积之步骤。 4.根据申请专利范围第1项的方法,其包括沉积一多 晶矽填充(12)之额外步骤,其在步骤(g)后执行。 5.根据申请专利范围第1项的方法,其中该第一电容 器电极(6)及该第三电容器电极(10)的材料为相同的 。 6.根据申请专利范围第1项的方法,其中该第一、第 二及第三电容器电极(6、8、10)的材料为相同。 7.根据申请专利范围第1项的方法,其中选自该第一 、第二及第三电容器电极(6、8、10)的一电容器电 极的材料,与至少一其他电容器电极的材料为不同 。 8.根据申请专利范围第1项的方法,其中该第一及第 二介电层(7、9)的材料为相同。 9.根据申请专利范围第1项的方法,其中该第一介电 层(7)和第二介电层(9)的材料为彼此不同。 10.根据申请专利范围第1项的方法,其中在d及d1间 的差系小于1000奈米。 11.根据申请专利范围第1项的方法,其中在d及d1间 的差系大于100奈米。 12.根据申请专利范围第1项的方法,其中在d1及d2间 的差小于1000奈米。 13.根据申请专利范围第1项的方法,其中在d1及d2间 的差大于100奈米。 14.一种制造具一储存电容器的记忆胞元的方法,其 具一设计为一沟渠电容器的储存电容器(23)及一选 择电晶体(24),其包括步骤: 进行如申请专利范围第1至11项中任一项的方法,以 形成一沟渠电容器(23);及 形成具第一源极/汲极电极(18)、第二源极/汲极电 极(19)、传导通道及闸极电极(17)之选择电晶体(24), 该第二电容器电极(8)电传导地连接至该选择电晶 体(24)的该第一源极/汲极电极(18)。 15.一种沟渠电容器(23),其包括: 一第一电容器电极(6), 一第一电容器介电(7), 一第二电容器电极(8), 一第二电容器介电(9), 一第三电容器电极(10),其每一个至少部分排列于 在该半导体基板(2)中所形成沟渠(5)内,该第一电容 器电极(6)邻接该沟渠(5)的一壁(11),及该第一电容 器电极(6)电传导地连接至该第三电容器电极(10), 及该第二电容器电极(8)排列于在该第一及第三电 容器电极(6、10)间所形成的一空间及藉由该第一 电容器介电(7)而与该第一电容器电极(6)电绝缘且 藉由该第二电容器介电(9)而与该第三电容器电极 电绝缘, 该第一电容器介电是由一第一介电层(7)所形成,其 具一预定层厚度于距该半导体基板(2)的表面(1)延 伸远至距离d1的区域,及不在超过距该半导体基板( 2)表面(1)的距离d3的区域形成, 该第二电容器电极(8)系由在距该半导体基板(2)表 面(1)延伸远至距离d2的区域之传导材料层所形成, 但没有任何传导材料在超过距该半导体基板(2)表 面(1)的距离d2的区域形成,d2小于d1,以及 该第二电容器介电由一第二介电层(9)形成,其具一 预定层厚度于距该半导体基板(2)的表面(1)延伸远 至距离d1的区域,及不在超过距该半导体基板(2)表 面(1)的距离d4的区域形成,该距离d1大于该传导材 料层的最大距离,而该传导材料层在该第二介电层 (9)之上形成。 16.根据申请专利范围第15项的沟渠电容器,其中该 沟渠具一深度及一最小直径,且深度与最小直径的 比値大于20。 17.根据申请专利范围第16项的沟渠电容器,其中深 度与最小直径的比値大于40。 18.根据申请专利范围第15至17项中任一项的沟渠电 容器,其中该第一电容器电极(6)及该第三电容器电 极(10)是由相同材料所制成。 19.根据申请专利范围第15项的沟渠电容器,其中该 第一、第二及第三电容器电极(6、8、10)是由相同 材料所制成。 20.根据申请专利范围第15项的沟渠电容器,其中该 第一电容器电极(6)的材料为一金属或金属化合物 。 21.根据申请专利范围第15项的沟渠电容器,其中该 第二电容器电极(8)的材料为一金属或金属化合物 。 22.一种记忆胞元,其具设计为如在申请专利范围第 15至21项中任一项所述的沟渠电容器(23)的电容器, 及具第一源极/汲极电极(18)、第二源极/汲极电极( 19)、传导通道及闸极电极(17)之选择电晶体(24),该 第二电容器电极(8)电传导地连接至该选择电晶体( 24)的第一源极/汲极电极(18)。 图式简单说明: 第1-6图显示根据本发明第一示例具体实施例的沟 渠电容器之制造所涉及的步骤。 第7图显示在沟渠电容器的替代制造方法所涉及的 步骤。 第8-11图显示完成根据本发明第一示例具体实施例 的沟渠电容器所涉及的步骤。 第12图显示经完工记忆胞元的视图。 第13图显示在8F2胞元架构的配置。 第14图说明已施用的层。
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