发明名称 具隔离颈圈之沟槽电容器及其制造方法
摘要 本发明系提供一种沟槽电容器,特别是用于一半导体记忆胞元中,其具有:一沟槽(2),其系形成于一半导体基底(1)中;一第一及第二导电电容器电极板(60,80;60,100;100",100"'),位于该沟槽(2)中;一介电层(70),位于该第一及第二电容器电极板(60,80;60,100;100",100"')之间,用以作为该电容器介电层;一绝缘颈圈(5"),位于该沟槽(2)之上区域;以及一选择性导电填入材料(80,80'),填入该沟槽(2)中。其中,该介电层(70)系施以一原子层沈积方法(ALD方法)或一原子层化学气相沈积方法(ALCVD方法)或一化学气相沈积方法(CVD方法)。本发明亦提供一对应之制造方法。
申请公布号 TWI225707 申请公布日期 2004.12.21
申请号 TW090115833 申请日期 2001.06.28
申请人 伊芬奥恩科技股份公司 发明人 哈拉尔德.赛德尔;马丁.古特雪
分类号 H01L27/108 主分类号 H01L27/108
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中正区忠孝东路一段一七六号九楼
主权项 1.一种沟槽电容器,特别是用于一半导体记忆胞元中,具有:一沟槽(2),其系形成于一半导体基底(1)中;一第一及第二导电电容器电极板(60,80;60,100;100",100"'),位于该沟槽(2)中;一介电层(70),位于该第一及第二电容器电极板(60,80;60,100;100",100"')之间,用以作为该电容器介电层;一绝缘颈圈(5"),位于该沟槽(2)之上区域;以及一选择性导电填入材料(80,80'),填入该沟槽(2)中;其中,该介电层(70)系以一原子层沈积方法(ALD方法)或一原子层化学气相沈积方法(ALCVD方法)形成。2.如申请专利范围第1项所述之沟槽电容器,其中,该第一电容器电极板(60)系在该半导体基底(1)中于该沟槽(2)之下区域之一增加掺质区域(60),且该第二电容器电极板系该导电填入材料(80,80')。3.一种沟槽电容器,特别是用于一半导体记忆胞元中,具有:一沟槽(2),其系形成于一半导体基底(1)中;一第一及第二导电电容器电极板(60,80;60,100;100",100"'),位于该沟槽(2)中;一介电层(70),位于该第一及第二电容器电极板(60,80;60,100;100",100"')之间,用以作为该电容器介电层;一绝缘颈圈(5"),位于该沟槽(2)之上区域;以及一选择性导电填入材料(80,80'),填入该沟槽(2)中;该第一电容器电极板(60)系在该半导体基底(1)中于该沟槽(2)之下区域之一增加掺质区域(60);其中,一第一金属电极层(100)系提供于该沟槽内之该介电层(70)上,用以作为该第二电容器电极板,且该介电层(70)系以一原子层沈积方法(ALD方法)或一原子层化学气相沈积方法(ALCVD方法)形成。4.如申请专利范围第3项所述之沟槽电容器,其中,一第二金属电极层(100')系提供于该构槽(2)之上区域,且电性连接于该第一金属电极层(100),该第二金属电极层(100')系选择性地填入该上沟槽区域。5.一种沟槽电容器,特别是用于一半导体记忆胞元中,具有:一沟槽(2),其系形成于一半导体基底(1)中;一第一及第二导电电容器电极板(60,80;60,100;100",100"'),位于该沟槽(2)中;一介电层(70),位于该第一及第二电容器电极板(60,80;60,100;100",100"')之间,用以作为该电容器介电层;一绝缘颈圈(5"),位于该沟槽(2)之上区域;以及一选择性导电填入材料(80'),填入该沟槽(2)中;其中,一第三金属电极层(100")系提供于该介电层(70)及该半导体基底(1)之间,用以作为该第一电容器电极板,且一第四金属电极层(100"')系提供于该介电层(70)之一侧,用以作为该第二电容器电极板,且该介电层(70)系以一原子层沈积方法(ALD方法)或一原子层化学气相沈积方法(ALCVD方法)形成。6.如申请专利范围第5项所述之沟槽电容器,其中,一第二金属电极层(100')系提供于该沟槽(2)之上区域,且电性连接于该第四金属电极层(100"'),该第二金属电极层(100')系选择性地填入该上沟槽区域。7.如申请专利范围第5或6项所述之沟槽电容器,其中,该介电层(70)及该第四金属电极层(100"')系导入该绝缘颈圈(5")之区域中。8.如申请专利范围第7项所述之沟槽电容器,其中,该第三金属电极层(100")系导入该绝缘颈圈(5")之区域中。9.如申请专利范围第3项所述之沟槽电容器,其中,该金属电极层(100、100'、100"、100"')系以一原子层沈积方法(ALD方法)或一原子层化学气相沈积方法(ALCVD方法)或一化学气相沈积方法(CVD方法)形成。10.如申请专利范围第3项所述之沟槽电容器,其中,该金属电极层(100、100'、100"、100"')系至少具有下列材料之一:氮化钛(TiN)、氮化钨(WN)、氮化钽(TaN)、氮化铪(HfN)、氮化锆(ZrN)、钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、矽(Si)、氮矽化钽(TaSiN)、氮矽化钨(WSiN)、氮铝化钛(TiAlN)、矽化钨(WSi)、矽化钼(MoSi)、矽化钴(CoSi)。11.如申请专利范围第1项所述之沟槽电容器,其中,该沟槽(2)具有一下加宽区域(3)。12.如申请专利范围第1项所述之沟槽电容器,其中,该介电层(70)系至少具有下列材料之一:氧化铝(Al2O3)、氧化钽(Ta2O5)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化镧(La2O3)、氧化钛(TiO2)、氧化钽铝(Al-Ta-O)、氧化锆铝(Al-Zr-O)、氧化铪铝(Al-Hf-O)、氧化镧铝(Al-La-O)、氧化钛铝(Al-Ti-O)、氧化锆钇(Zr-Y-O)、氧化矽锆(Zr-Si-O)、氧化矽铪(Hf-Si-O)、氮氧化矽(Si-O-N)、氮氧化钽(Ta-O-N)、氧化钆(Gd2O3)、氧化锡(SnO3)、氧矽化镧(La-Si-O)、氧矽化钛(Ti-Si-O)、氧化铝镧(LaAlO3)、氧化钛锆(ZrTiO4)、氧化钛(锆,锡)((Zr,Sn)TiO4)-氧化锆锶(SrZrO4)、氧化铝镧(LaAlO4)、氧化锆钡(BaZrO3)。13.如申请专利范围第1项所述之沟槽电容器,其中,该导电填入材料(80,80')系由于该下沟槽区域之一第一导电填入材料(80)及于该上沟槽区域之一第二导电填入材料(80')所组成。14.一种制造一沟槽电容器之方法,特别用一半导体记忆胞元,具有下列步骤:形成一沟槽(2)于一半导体基底(1)中;提供一第一及第二导电电容器电极板(60,80;60,100;100",100"')于该沟槽(2)中;提供一介电层(70),用以作为该第一及第二电容器电极板(60,80;60,100;100",100"')之间之该电容器介电层;形成一绝缘颈圈(5")于该沟槽(2)之上区域;以及选择性地填入一导电填入材料(80,80')于该沟槽(2)中;其中,该介电层(70)系施以一原子层沈积方法(ALD方法)或一原子层化学气相沈积方法(ALCVD方法)形成。15.一种制造一沟槽电容器之方法,特别用一半导体记忆胞元,具有下列步骤:形成一沟槽(2)于一半导体基底(1)中;提供一第一及第二导电电容器电极板(60,80;60,100;100",100"')于该沟槽(2)中;提供一介电层(70),用以作为该第一及第二电容器电极板(60,80;60,100;100",100"')之间之该电容器介电层;形成一绝缘颈圈(5")于该沟槽(2)之上区域;以及选择性地填入一导电填入材料(80,80')于该沟槽(2)中;其中,一第一金属电极层(100)系提供于该构槽内之该介电层(70)上,用以作为该第二电容器电极板,且该介电层(70)系以一原子层沈积方法(ALD方法)或一原子层化学气相沈积方法(ALCVD方法)形成。16.如申请专利范围第15项所述之方法,其中,一第二金属电极层(100')系提供于该沟槽(2)之上区域,且电性连接于该第一金属电极层(100)。17.一种制造一沟槽电容器之方法,特别用一半导体记忆胞元,具有下列步骤:形成一沟槽(2)于一半导体基底(1)中;提供一第一及第二导电电容器电极板(60,80;60,100;100",100"')于该沟槽(2)中;提供一介电层(70),用以作为该第一及第二电容器电极板(60,80;60,100;100",100"')之间之该电容器介电层;形成一绝缘颈圈(5")于该沟槽(2)之上区域;以及选择性地填入一导电填入材料(80,80')于该沟槽(2)中;其中,一第三金属电极层(100")系提供于该介电层(70)及该半导体基底(1)之间,用以作为该第一电容器电极板,且一第四金属电极层(100"')系提供于该介电层(70)之另一侧,用以作为该第二电容器电极板,且该介电层(70)系以一原子层沈积方法(ALD方法)或一原子层化学气相沈积方法(ALCVD方法)形成。18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中,一第二金属电极层(100')系提供于该沟槽(2)之上区域之该绝缘颈圈(5")及该导电填入材料(80,80')之间,且电性连接于该第四金属电极层(100"')。19.如申请专利范围第17或18项所述之方法,其中,该介电层(70)及该第四金属电极层(100"')系导入该绝缘颈圈(5")中。20.如申请专利范围第19项所述之方法,其中,该第三金属电极层(100")系导入该绝缘颈圈(5")之区域中。21.如申请专利范围第17项所述之方法,其中,该金属电极层(100,100,100",100"')系以一原子层沈积方法(ALD方法)或一原子层化学气相沈积方法(ALCVD方法)或一化学气相沈积方法(CVD方法)形成。图式简单说明:第一图A至第一图N系显示根据本发明的沟槽电容器的第一实施例的制造流程图,用以作为了解本发明之基础;第二图A至第二图M系显示根据本发明的沟槽电容器的第二实施例的制造流程图,用以作为了解本发明之基础;第三图A至第三图H系显示根据本发明的沟槽电容器的第三实施例的制造流程图,用以作为了解本发明之基础;第四图A至第四图D系显示根据本发明的沟槽电容器的第四实施例的制造流程图,用以作为了解本发明之基础;第五图A至第五图E系显示根据本发明的沟槽电容器的第五实施例的制造流程图,用以作为了解本发明之基础;第六图A至第六图H系显示根据本发明的沟槽电容器的第六实施例的制造流程图,用以作为了解本发明之基础;第七图A至第七图D系显示根据本发明的沟槽电容器的第七实施例的制造流程图,用以作为了解本发明之基础;第八图A至第八图G系显示根据本发明的沟槽电容器的第八实施例的制造流程图,用以作为了解本发明之基础;第九图A至第九图H系显示根据本发明的沟槽电容器的第九实施例的制造流程图,用以作为了解本发明之基础;以及第十图A至第十图G系显示根据本发明的沟槽电容器的第十实施例的制造流程图,用以作为了解本发明之基础。
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