发明名称 半导体结构与形成电容器装置之方法
摘要 本发明包括半导体结构,且亦包括形成复数个电容器装置之方法。本发明之一例示性方法包括在一绝缘材料中的开口内形成传导储存节点材料以形成传导容器。一固定结构(retaining structure)晶格形成为实体接触于该等容器中之至少某些容器,且随后移除该绝缘材料以曝露容器之外表面。该固定结构可减轻容器结构之倾倒或结构完整性的其它损失。电传导容器对应于第一电容器电极。在该等容器之外部侧壁曝露后,在该等容器内并沿经曝露之外部侧壁形成介电材料。随后,一第二电容器电极形成于该介电材料上。该第一及该第二电容器电极与该介电材料一起形成复数个电容器装置。
申请公布号 TWI252511 申请公布日期 2006.04.01
申请号 TW093138461 申请日期 2004.12.10
申请人 麦克隆科技公司 发明人 H 蒙特高玛利 曼宁;汤玛士M 葛瑞婷格;玛希拉 普顿
分类号 H01L21/02;H01L29/02 主分类号 H01L21/02
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种形成复数个电容器装置之方法,包含: 在一包含矽及氧之第一材料中的开口内形成传导 电容器电极材料; 提供一与该传导电容器电极材料中之至少某些材 料实体接触的固定结构; 当该固定结构实体接触该传导电容器电极材料中 之至少某些材料时,移除该第一材料中之至少某些 材料; 在移除该第一材料中之至少某些材料后,该传导电 容器电极材料被并入复数个电容器装置中; 其中: 该第一材料包含硼磷矽玻璃; 利用一湿式蚀刻来移除该第一材料中之至少某些 材料; 该固定结构包含氮化矽及一在该湿式蚀刻期间对 硼磷矽玻璃比对氮化矽有更强选择性之材料。 2.如请求项1之方法,其中在该湿式蚀刻期间对硼磷 矽玻璃比对氮化矽有更强选择性之该材料基本上 由矽组成。 3.如请求项1之方法,其中在该湿式蚀刻期间对硼磷 矽玻璃比对氮化矽有更强选择性之该材料包括多 晶矽。 4.如请求项3之方法,其中该多晶矽在该氮化矽上。 5.如请求项4之方法,其中该多晶矽具有一自约50 至约1000之厚度。 6.如请求项4之方法,其中该多晶矽具有一自约50 至约1000之厚度;且其中该氮化矽具有一自约50 至约3000之厚度。 7.如请求项3之方法,其中该多晶矽在该氮化矽下。 8.如请求项3之方法,其中该多晶矽在该氮化矽之上 及之下。 9.如请求项8之方法,其中在该氮化矽下之该多晶矽 具有一自约50至约500之厚度;其中在该氮化矽 上之该多晶矽具有一自约50至约500之厚度;且 其中该氮化矽具有一自约50至约1000之厚度。 10.如请求项3之方法,其中该多晶矽全部围绕该氮 化矽。 11.一种形成复数个电容器装置之方法,包含: 在一基板上提供一包含一第一材料的结构; 在该第一材料之至少一部分上形成一固定结构; 形成延伸至该第一材料中之开口; 在使用一第一传导层之该等开口内形成传导结构, 该等传导结构具有沿该第一材料之外部侧壁; 移除该第一材料中之至少某些材料以曝露该等传 导结构之该等外部侧壁之至少部分,该固定结构在 移除该第一材料期间固定该等传导结构; 沿该等外部侧壁之该等经曝露之部分形成一电容 器介电材料; 在该电容器介电材料上形成一第二传导层;及 其中: 该第一材料包含硼磷矽玻璃; 利用一各向同性蚀刻来移除该第一材料中之至少 某些材料;及 该固定结构包含氮化矽及一在该各向同性蚀刻期 间对硼磷矽玻璃比对氮化矽有更强选择性之材料 。 12.如请求项11之方法,其中在该各向同性蚀刻期间 对硼磷矽玻璃比对氮化矽有更强选择性之该材料 基本上由矽组成。 13.如请求项11之方法,其中在该各向同性蚀刻期间 对硼磷矽玻璃比对氮化矽有更强选择性之该材料 包括多晶矽。 14.如请求项13之方法,其中该多晶矽在该氮化矽之 上。 15.如请求项13之方法,其中该多晶矽在该氮化矽之 下。 16.如请求项13之方法,其中该多晶矽在该氮化矽之 上及之下。 17.如请求项13之方法,其中该多晶矽全部围绕该氮 化矽。 18.如请求项13之方法,进一步包含在形成该第二传 导层后自该第一材料上移除该固定结构。 19.一种形成复数个电容器装置之方法,包含: 在一基板上提供一包含一第一材料之结构; 形成延伸至该第一材料中之开口;该等开口配置成 一由线性列及线性行组成的阵列; 在该等开口内形成一第一传导层,在该等开口内之 该第一传导层沿着该第一材料形成具有外部侧壁 之容器结构,其中该等容器结构形成于由该等开口 界定之该阵列中且因此该等容器结构在一包含列 及行之阵列内; 提供一在该容器结构阵列之交替的多对该等列之 间延伸并连接该容器结构阵列之交替的多对该等 列之固定结构,该固定结构直接抵靠着该等容器结 构之该第一传导层; 移除该第一材料中之至少某些材料以曝露该等传 导结构之该等外部侧壁之至少部分,该固定结构在 移除该第一材料期间固定该等容器结构; 沿该等外部侧壁之该等曝露之部分且在该等容器 结构内形成一电容器介电材料;及 在该电容器介电材料上形成一第二传导层。 20.如请求项19之方法,其中该固定结构在该第一材 料之下。 21.如请求项19之方法,其中该固定结构在该第一材 料之上。 22.如请求项21之方法,其中该固定结构为一第二固 定结构;且其中一第一固定结构在该第一材料中之 至少某些材料之下。 23.如请求项19之方法,其中该第一材料包含硼磷矽 玻璃旋涂式玻璃、二氧化矽、磷矽玻璃、硼矽玻 璃及氮化矽之一或多种。 24.如请求项19之方法,其中该固定结构包含氮化矽 。 25.如请求项24之方法,其中该氮化矽具有一自约50 至约3000之厚度。 26.如请求项19之方法,其中该第一材料包含硼磷矽 玻璃且该固定结构包含氮化矽。 27.如请求项19之方法,其中该第一材料包含硼磷矽 玻璃,其中利用一湿式蚀刻来移除该第一材料中之 至少某些材料;且其中该固定结构包含氮化矽及一 在该湿式蚀刻期间对硼磷矽玻璃比对氮化矽有更 强选择性之材料。 28.如请求项27之方法,其中在该湿式蚀刻期间对硼 磷矽玻璃比对氮化矽有更强选择性之该材料为一 含矽材料。 29.如请求项28之方法,其中该含矽材料在该氮化矽 上。 30.如请求项29之方法,其中该含矽材料具有一自约 50至约1000之厚度。 31.如请求项29之方法,其中该含矽材料具有一自约 50至约1000之厚度;且其中该氮化矽具有一自约 50至约3000之厚度。 32.如请求项28之方法,其中该含矽材料在该氮化矽 之下。 33.如请求项28之方法,其中该含矽材料在该氮化矽 之上及之下。 34.如请求项33之方法,其中在该氮化矽下的该含矽 材料具有一自约50至约500之厚度;其中在该氮 化矽上的该含矽材料具有一自约50至约500之 厚度;且其中该氮化矽具有一自约50至约1000之 厚度。 35.如请求项28之方法,其中该含矽材料全部围绕该 氮化矽。 36.一种形成复数个电容器装置之方法,包含: 提供一结构,其包含一记忆体阵列区域、一非该记 忆体阵列区域之区域及一在该记忆体阵列区域与 该另一区域之间的位置; 形成一在该记忆体阵列区域上、在该另一区域上 及在该记忆体阵列区域与该另一区域之间的该位 置上延伸的第一材料; 在该记忆体阵列区域上的该第一材料之至少一部 分上并在该另一区域上的该第一材料之全部上形 成一第二材料; 形成延伸至在该记忆体阵列区域上的该第一材料 中之开口并形成一在该记忆体阵列区域与该另一 区域之间的该位置上之该第一材料内之渠沟; 在该等开口内且在该渠沟内形成一第一传导层,在 该等开口内之该第一传导层形成具有沿该第一材 料之外部侧壁之容器结构; 在形成该第一传导层及该第二材料后,移除该第一 材料中之至少某些材料以曝露该等容器结构之该 等外部侧壁之至少部分; 沿该等外部侧壁之该等经曝露的部分并在该等容 器结构内形成一电容器介电材料;及 在该电容器介电材料上形成一第二传导层。 37.如请求项36之方法,其中该第二材料包含氮化矽 。 38.如请求项37之方法,其中该第二传导层及该介电 材料形成于该第二材料上。 39.如请求项36之方法,其中该第一材料包含硼磷矽 玻璃;其中利用一各向同性蚀刻来移除该第一材料 中之至少某些材料;其中该第二材料被并入一包含 该第二材料及一第三材料之固定结构中;其中该第 二材料包含氮化矽;且其中该第三材料在该各向同 性蚀刻期间对硼磷矽玻璃比对氮化矽具有更强的 选择性。 40.如请求项39之方法,其中该第三材料包含非晶矽 及多晶矽之一者或二者。 41.如请求项39之方法,其中该第三材料在该氮化矽 之上。 42.如请求项39之方法,其中该第三材料在该氮化矽 之下。 43.如请求项39之方法,其中该第三材料在该氮化矽 之上及之下。 44.如请求项36之方法,其中该第一传导层包含氮化 钛。 45.一种半导体结构,包含: 一基板,其具有一记忆体阵列区域,该记忆体阵列 区域与一非该记忆体阵列区域之区域及一在该记 忆体阵列区域与该另一区域之间的位置一起在该 基板中经界定,该记忆体阵列区域具有一经界定以 全部横向围绕该记忆体阵列区域之横向周边; 一在该另一区域上之电绝缘材料,该电绝缘材料具 有一围绕该记忆体阵列区域之该横向周边延伸的 横向侧壁;及 一沿着该材料之该侧壁之电传导衬垫;该电传导衬 垫横向围绕该记忆体阵列区域之该横向周边。 46.如请求项45之结构,进一步包含一含氮化矽之材 料,该材料在该另一区域的全部上且直接实体接于 该电传导衬垫。 47.如请求项45之结构,其中该电绝缘材料包含BPSG, 且其中该含氮化矽材料在该电绝缘材料上。 48.如请求项45之结构,其中该电传导衬垫包含氮化 钛。 49.如请求项45之结构,其中该电传导衬垫基本上由 氮化钛组成。 50.如请求项45之结构,其中该电传导衬垫由氮化钛 组成。 51.如请求项45之结构,其中该电传导衬垫系一槽之 部分;该槽具有对应于该电传导衬垫之第一侧壁及 一与该第一侧壁间隔开之第二侧壁。 52.如请求项51之结构,其中该槽之该第二侧壁具有 一面对该记忆体阵列区域之外表面及一面对该第 一侧壁之内表面;该结构进一步包含一直接抵靠着 该槽的该第二侧壁之该外表面且自该槽的该第二 侧壁之该外表面向该记忆体阵列区域延伸之含氮 化矽层。 53.如请求项52之结构,进一步包含在该记忆体阵列 区域上之复数个电容器结构;该等电容器结构沿一 包含列及行的阵列延伸;该等电容器结构包含在该 阵列之该等列及行上延伸的储存节点;且其中该含 氮化矽层在该阵列之储存节点之交替的多对该等 列之间延伸并连接该阵列之储存节点之交替的多 对该等列。 54.如请求项45之结构,进一步包含一经界定以全部 横向围绕该另一区域之横向周边,且其中该电传导 衬垫横向围绕该另一区域之该横向周边。 55.如请求项54之结构,其中该电传导衬垫包含氮化 钛。 56.如请求项54之结构,其中该电传导衬垫基本上由 氮化钛组成。 57.如请求项54之结构,其中该电传导衬垫由氮化钛 组成。 58.如请求项54之结构,其中该电传导衬垫系一槽之 部分;该槽具有对应于该电传导衬垫之第一侧壁及 一与该第一侧壁间隔开的第二侧壁。 59.一种半导体结构,包含: 一基板,其具有一与一非该记忆体阵列区域之区域 及一在该记忆体阵列区域与该另一区域之间的位 置一起经界定的记忆体阵列区域; 在该记忆体阵列区域上之复数个容器结构;该等容 器结构为电传导的且包含在该等容器结构内之内 部侧壁及相对于该等内部侧壁之外部侧壁; 一在该另一区域上之电绝缘材料,该电绝缘材料具 有一横向侧壁; 一沿着该材料之该侧壁之电传导衬垫; 一沿着该等容器结构之该等内部及外部侧壁的电 容器介电材料;及 一在该电容器介电材料上之第二传导层;该等容器 结构、介电材料及第二传导材料一起被并入复数 个电容器结构中。 60.如请求项59之结构,其中该记忆体阵列区域具有 一经界定以全部横向围绕该记忆体阵列区域之横 向周边;且其中该电传导衬垫横向围绕该记忆体阵 列区域的该横向周边之全部。 61.如请求项59之结构,进一步包含一在该另一区域 之全部上且直接实体接于该电传导衬垫的含氮化 矽之材料。 62.如请求项59之结构,其中该电绝缘材料包含BPSG, 且其中该含氮化矽材料在该电绝缘材料上。 63.如请求项59之结构,其中该电传导衬垫及该等电 容器容器包含氮化钛。 64.如请求项59之结构,其中该电传导衬垫包含氮化 钛。 65.如请求项59之结构,其中该电传导衬垫基本上由 氮化钛组成。 66.如请求项59之结构,其中该电传导衬垫由氮化钛 组成。 67.如请求项59之结构,其中该电传导衬垫系一槽之 部分。 68.如请求项67之结构,其中该槽具有对应于该电传 导衬垫之第一侧壁及一与该第一侧壁间隔开的第 二侧壁;该第二侧壁具有一面对该记忆体阵列区域 之外表面及一面对该第一侧壁之内表面;该结构进 一步包含一直接抵靠着该槽的该第二侧壁之该外 表面并自该槽之该第二侧壁的该外表面向该记忆 体阵列区域延伸之该外表面的含氮化矽层。 69.如请求项68之结构,其中该等容器结构在一包含 列及行的阵列内延伸;且其中该含氮化矽层在该容 器结构之交替的多对该等列之间延伸并连接该容 器结构之交替的多对该等列。 70.如请求项68之结构,进一步包含基本上由直接抵 靠着该含氮化矽层之矽组成之至少一层。 71.如请求项68之结构,进一步包含: 一基本上由在该含氮化矽层上并直接抵靠着该含 氮化矽层的矽组成之第一层;及 一基本上由在该含氮化矽层下并直接抵靠着该含 氮化矽层的矽组成之第二层。 图式简单说明: 图1为在本发明之一例示性态样之初步处理阶段的 半导体晶圆断片之图解截面图。 图2为包含沿线1-1截得的图1之截面的半导体晶圆 断片之不完整俯视图。 图3为在图1处理步骤之后的处理步骤处所展示之 图1晶圆断片之图解截面图。 图4为包含沿线3-3截得的图3之断片的半导体结构 之不完整俯视图。 图5为在图3处理阶段后的处理阶段之图1的半导体 晶圆断片之图解截面图。 图6为包含沿线5-5截得的图5之断片的半导体结构 之图解俯视图。 图7为在图5处理阶段后的处理阶段所展示之图1之 截面图。 图8为包含沿线7-7截得的图7之截面的半导体晶圆 断片之图解俯视图。 图9为沿图8断片之线9-9截得的图解截面图,且说明 与图7及图8稍微不同的本发明之态样。 图10为在图7处理阶段后的处理阶段所展示之图1之 截面图。 图11为包含沿线10-10截得的图10之截面的半导体结 构之图解俯视图。 图12为沿图11之线12-12截得之图解截面图。 图13为沿图11之线12-12截得之视图,且展示一可代替 图12之处理阶段之处理阶段。 图14为在图10之处理阶段后的处理阶段所展示之图 1之截面图。 图15为包含沿线14-14截得的图14之截面的半导体结 构之断片之图解俯视图。 图16为沿图15之线16-16截得之图解截面图。 图17为在图14之处理阶段后的处理阶段所展示之图 1截面图。 图18为包含沿线17-17截得的图17之截面的半导体晶 圆断片之图解俯视图。 图19为含沿图18之线19-19截得的图解截面图。 图20为在可代替图1之处理阶段的本发明之一态样 的例示性处理阶段的半导体晶圆断片之图解截面 图。 图21为在图20之处理阶段后的处理阶段所展示之图 20截面图。 图22为在图21之处理阶段后的处理阶段所展示之图 20截面图。 图23为在根据本发明之第三态样之初步处理阶段 所展示的半导体晶圆断片之图解俯视图。 图24为沿图23之截面24-24截得之视图。 图25为在本发明之第四态样之初步处理阶段所展 示的半导体晶圆断片之图解截面图。 图26为在根据本发明之第五态样之初步处理阶段 所展示的半导体晶圆断片之图解横截面图。 图27为在图26之处理阶段后的处理阶段所展示之图 26截面图,图27之处理阶段类似于图10所示之阶段。 图28为如图27中之28所说明部分之图解截面图,且其 根据可代替图27之态样的本发明之一态样而被展 示。 图29为说明了根据本发明之一态样而形成的一例 示性衬垫的半导体结构之断片之图解俯视图。 图30为说明了根据本发明之一态样而形成的另一 例示性衬垫的半导体结构之断片之图解俯视图。
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