发明名称 半导体装置之制法
摘要 本发明揭露一种半导体装置之制造方法,其中圆柱状体之内壁和外壁表面的半球形矽粒尺寸很均匀,其有助于表面积的增加,及防止相邻圆柱状体之间短路,此可藉由(i)移除非晶矽原始成长层,或(ii)抑制原始成长层之功能而达成。
申请公布号 TW444389 申请公布日期 2001.07.01
申请号 TW088102399 申请日期 1999.02.19
申请人 电气股份有限公司 发明人 山西信之;广田 俊幸
分类号 H01L27/108 主分类号 H01L27/108
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种制造半导体装置之方法,此装置具有一基片以及形成于此基片之上的圆柱状体,此方法包括:在该基片上,形成一由可蚀刻材料构成之间隔层的步骤,在该间隔层中,制造一凹体之步骤,沿着该凹体,制作一非晶矽膜膜之步骤,以形成一具有该非晶矽膜当作其圆柱壁之非晶矽圆柱状体,蚀刻该间隔层之曝露步骤,以曝露该非晶矽圆柱状体之内壁和外壁表面,藉由蚀刻移除该非晶矽圆柱状体之外壁表层的移除步骤,处理该非晶矽圆柱状体之外壁和内壁表面以形成半球形矽粒的处理步骤,以将该非晶矽圆柱状体转变成多晶矽圆柱状体,其中,其外壁和内壁表面具有半球形矽粒。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该外壁表层系藉由该移除步骤之该蚀刻,移除50到80之间的厚度。3.如申请专利范围第1项之方法,其中会在形成该间隔层之前,形成一氮化矽膜,而且该氮化矽膜系藉由采用第一RF输出之电浆蚀刻移除,因此,该非晶矽圆柱状体之外壁表层,在该移除步骤中,系藉由采用使用低于该第一RF输出之第二RF输出之电浆蚀刻的等向光蚀刻移除。4.如申请专利范围第1项之方法,其中在形成间隔层之前,会先形成氮化矽膜,而且该氮化矽膜系藉由电浆蚀刻移除,因此,该非晶矽圆柱状体之外壁表层的移除,则要藉由使用不同于移除该氮化矽膜所使用之蚀刻气体的电浆蚀刻。5.如申请专利范围第1项之方法,其中在形成间隔层之前,会先形成氮化矽膜,而且该氮化矽膜系藉由电浆蚀刻移除,因此,该非晶矽圆柱状体之外壁表层会根据湿式蚀刻作轻微地蚀刻和移除。6.一种制造半导体装置之方法,此装置具有一基片以及形成于此基片之上的圆柱状体,此方法包括:在该基片上,形成一由可蚀刻材料构成之间隔层的步骤,在该间隔层中,制作一凹体之步骤,沿着该凹体,制作一非晶矽膜之步骤,以形成一具有该非晶矽膜当作其圆柱壁之非晶矽圆柱状体,蚀刻该间隔层,以曝露该非晶矽圆柱状体之内壁和外壁表面的曝露步骤,处理该非晶矽圆柱状体之外壁和内壁表面以形成半球形矽粒的处理步骤,以将该非晶矽圆柱状体转变成多晶矽圆柱状体,其中,其内壁和外壁表面具有半球形矽粒,而且该处理步骤还包含:当氢气和/或氢化磷气体流入内装具有该非晶矽圆柱状体之基片的反应炉时,将该非晶矽圆柱状体之温度提升到设定温度,而且在第一设定时间周期,保持该圆柱状体在该设定温度之第一步骤,当将该圆柱状体保持在设定温度时,将SiH4气体通入到反应炉,而且用该SiH4气体辐射该圆柱状体,辐射一第二设定时间周期之第二步骤,及在真空下,保持该圆柱状体在指定温度,并且热处理该圆柱状体,以将其转变成该多晶矽圆柱状体之第三步骤。7.如申请专利范围第6项之方法,其中该处理步骤更包含:当在第一设定时间周期,反应炉内部保持真空时,将非晶矽圆柱状体之温度提升到第一设定温度,而且在第一设定时间周期,将该圆柱状体保持在第一设定温度之第一步骤,将该非晶矽圆柱状体之温度,以10到15℃/min之速率,从第一设定温度提升到第二设定温度,而且将SiH4气体通入到反应炉,当该圆柱状体之温度保持在第二设定温度时,在第二设定时间周期内,用该SiH4气体辐射该圆柱状体之第二步骤,及在真空下,在第三设定时间周期,保持该圆柱状体在第二设定温度,而且热处理该圆柱状体,以将其转变成多晶矽圆柱状体之第三步骤。8.一种制造半导体装置之方法,此装置具有一基片以及形成于此基片之上的圆柱状体,此方法包括:在该基片上,形成一由可蚀刻材料构成之间隔层的步骤,制作一穿透该间隔层之凹体的步骤,沿着该凹体,制作一非晶矽膜以形成一具有该非晶矽膜当作其圆柱壁之非晶矽圆柱状体的圆柱状体形成步骤,蚀刻该间隔层,以曝露该非晶矽圆柱状体之内壁和外壁表面的曝露步骤。处理该非晶矽圆柱状体之外壁和内壁表面形成半球形矽粒的处理步骤,以将该非晶矽圆柱状体转变成多晶矽圆柱状体,其中,其外壁和内壁表面具有半球形矽粒,而且该圆柱状体形成步骤更包含:当将SiH4气体和/或氢化磷气体流入到内装在间隔层中具有凹体之基片的反应炉中时,在介于490和510℃之间的温度下,和在介于0.3和1.0Torr之间的压力下,沿着该凹体壁,形成厚度在50和80之间的第一非晶矽膜之第一步骤,及在温度以2到5℃/min之速率升温,和压力以0.1到0.3torr/min之速率升压后,当温度保持在525和535℃之间,和压力保持在1.5和2.0torr之间的条件下时,在该第一非晶矽膜上,形成第二非晶矽膜之第二步骤。9.如申请专利范围第8项之方法,其中该半导体装置为堆叠电容器型记忆体胞元,而形成之多晶矽圆柱状体系由掺杂矽构成,且当作堆叠电容器之圆柱状下电极。图式简单说明:第一图到第六图为传统成层结构之各个制造步骤的连续横截面图。第七图为根据传统制程制造之圆柱状体外壁表面上的缺点横截面图。第八图为第1实施例中,具有半球形矽粒之下电极的横截面图。第九图为第2,3和4实施例中,在处理制造半球形矽粒前的圆柱状体横截面图。第十图为完成第7实施例之P掺杂Si膜成形步骤时,成层结构之横截面图。第十一图为藉由第2实施例之方法和传统之方法所获得之电容器,其回火时间对电容器比的关系图,及回火时间对非缺陷比的关系图。
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