| 主权项 |
1.一种在半导体基材上制造具有堆叠或是皇冠型电容器结构的动态随机存取记忆体元件之方法,包括下列步骤:于前述的半导体基材上提供一个传输闸电晶体,包括一位于闸极绝缘层上之多晶矽闸极结构,以及前述的半导体基材未被前述的多晶矽闸极结构覆盖之源极与汲极区域;在一绝缘层中形成储存节点接触窗口,以露出源极区域的上表面;于前述的绝缘层上表面上形成储存节点电极形状,并完全填满前述的储存节点接触窗口;于一低压炉管中执行预先清洁步骤,以去除前述的储存节点电极形状表面之天生氧化物;于一炉管中将前述的储存节点电极形状表面上形成半球体颗粒(HSG)矽晶晶种;藉由前述的炉管中执行褪火步骤将前述的半球体颗粒(HSG)矽晶晶种长成半球体颗粒(HSG)矽晶颗粒,以产生前述的储存节点电极形状上具有前述的半球体颗粒(HSG)矽晶颗粒之前述的储存节点电极;于前述的储存节点电极上形成一层电容器介电层;沉积多晶矽层,以及图样化前述的多晶矽层以形成前述的堆叠或皇冠型电容器结构之上层电极。2.如申请专利范围第1项的方法,其中所述的储存节电电极形状是由非晶矽构成,利用一低压化学气相沉积(LPCVD)步骤,在温度低于摄氏550度沉积大约200至10000埃厚度之非结晶矽层而获得,并藉由添加磷原子到矽甲烷或二矽甲烷气体中同步执行掺杂步骤,以形成表面掺杂浓度约为0至4E20 atoms/cm3之前述的非晶矽层。3.如申请专利范围第1项的方法,其中所述的储存节电电极形状是藉由非等向性反应性离子蚀刻(RIE)步骤,运用氯气Cl2为蚀刻剂蚀刻前述的非晶矽层而形成。4.如申请专利范围第1项的方法,其中所述的炉管为一低压化学气相沉积(LPCVD)系统。5.如申请专利范围第1项的方法,其中所述的预先清洁步骤,以去除前述的储存节点电极形状表面之天生氧化物,是于前述的低压炉管内藉由在10至760torr气压下,温度为摄氏20至25度之间的氢氟酸蒸气执行去除工作。6.如申请专利范围第1项的方法,其中所述的半球体颗粒(HSG)矽晶晶种是于前述的炉管内,温度介于摄氏550至580度之间,压力低于1.0torr,藉由浓度低于1.0E-3莫尔/米3(moles/m3)之矽甲烷(SiH4)或是二矽甲烷(Si2H6)形成于前述的储存节点电极形状的表面上。7.如申请专利范围第1项的方法,其中所述的半球体颗粒(HSG)矽晶颗粒是于前述的炉管内,温度介于摄氏550至580度之间,压力低于1.0torr,藉由将前述的半球体颗粒(HSG)矽晶晶种以氮气执行0至120分钟之褪火步骤而产生。8.如申请专利范围第1项的方法,其中所述的半球体颗粒(HSG)矽晶颗粒直径约为200至800埃之间。9.如申请专利范围第1项的方法,其中所述的电容器介电层为五氧化二钽(Ta2O5),是藉由射频溅镀或化学气相沉积技术步骤获得等效于30至80埃厚度之二氧化矽。10.如申请专利范围第1项的方法,其中所述的电容器介电层为ONO(氮化矽氧化物-氮化矽-二氧化矽)或是NO(氮化矽-氮化矽氧化物),具有30至80埃之等效二氧化矽层的厚度,是藉由先于将前述的高掺杂浓度薄多晶矽层高温氧化以形成厚度约为0至50埃的二氧化矽层,接着沉积一层厚度约为10至100埃的氮化矽层,并将前述的氮化矽层高温氧化以产生在前述的二氧化矽层上的氧氮矽化物层。11.如申请专利范围第1项的方法,其中所述的前述的堆叠或皇冠型电容器结构之上层电极是藉由低压化学气相沉积(LPCVD)步骤沉积大约500至2000埃厚度之多晶矽层,并以氯气Cl2作为蚀刻剂非等向性反应性离子蚀刻(RIE)步骤图样化前述的多晶矽层而形成。12.一种在半导体基材上,以相同炉管步骤于储存节点电极形状表面上形成半球体颗粒(HSG)矽晶颗粒,以制造堆叠或是皇冠型电容器结构之动态随机存取记忆体元件的储存节点电极方法,包括下列步骤:于前述的半导体基材上提供一个传输闸电晶体,包括一位于闸极绝缘层上之多晶矽闸极结构,以及位于前述的半导体基材上之源极与汲极区域;在前述的传输闸电晶体上沉积第一绝缘层;平坦化前述的绝缘层;在一前述的绝缘层中开启储存节点接触窗口,以于前述的传输闸电晶体中露出源极区域的上表面;于前述的绝缘层上表面上沉积一层非晶矽层,并完全填满前述的储存节点接触窗口;图样化前述的非晶矽层以形成非晶矽储存节点电极形状;于一串仪器中之低压炉管中执行氢氟酸预先清洁步骤,以去除前述的非晶矽储存节点电极形状表面之天生氧化物;于前述的一串仪器中之一低压化学气相沉积(LPCVD)炉管内执行选择性形成半球体颗粒(HSG)矽晶晶种步骤,于前述的储存节点电极形状表面上;于前述的低压化学气相沉积(LPCVD)炉管中执行将前述的半球体颗粒(HSG)矽晶晶种长成半球体颗粒(HSG)矽晶颗粒步骤,以产生前述的非晶矽储存节点电极形状上具有前述的半球体颗粒(HSG)矽晶颗粒之储存节点电极;于前述的储存节点电极上形成一层电容器介电层;沉积一层多晶矽层,以及图样化前述的多晶矽层以形成前述的堆叠或皇冠型电容器结构之动态随机存取记忆体元件的上层电极。13.如申请专利范围第12项的方法,其中所述的非结晶矽层是利用低压化学气相沉积(LPCVD)步骤,在温度低于摄氏550度沉积大约200至10000埃之厚度而获得,且藉由添加磷原子到矽甲烷或矽乙烷气体中同步执行掺杂步骤,以形成N型掺杂浓度约为0至4E20atoms/cm3之前述的非结晶矽层。14.如申请专利范围第12项的方法,其中所述的非晶矽储存节电电极形状是藉由非等向性反应性离子蚀刻(RIE)步骤,运用氯气Cl2为蚀刻剂蚀刻前述的非晶矽层而形成。15.如申请专利范围第12项的方法,其中所述的氢氟酸预先清洁步骤是于前述的一串仪器中前述的低压炉管内,在10至760torr气压下,温度为摄氏20至25度之间执行。16.如申请专利范围第12项的方法,其中所述的半球体颗粒(HSG)矽晶晶种是于前述的一串仪器中前述的低压化学气相沉积(LPCVD)炉管内,于温度介于摄氏550至580度之间,压力低于1.0torr,藉由浓度低于1.0E-3莫尔/米3(moles/m3)之矽甲烷(SiH4)或是二矽甲烷(Si2H6)选择性形成于前述的非晶矽储存节点电极形状的表面上。17.如申请专利范围第12项的方法,其中所述的半球体颗粒(HSG)矽晶颗粒是于前述的低压化学气相沉积(LPCVD)炉管内,于温度介于摄氏550至580度之间,压力低于1.0torr,藉由于氮气环境内将前述的半球体颗粒(HSG)矽晶晶种褪火0至120分钟而形成。18.如申请专利范围第12项的方法,其中所述的半球体颗粒(HSG)矽晶颗粒直径约为200至800埃之间。19.如申请专利范围第12项的方法,其中所述的电容器介电层为ONO(氮化矽氧物-氮化矽-二氧化矽)或是NO(氮化矽-氮化矽氧化物),具有30至80埃之等效二氧化矽层的厚度,是藉由先于将前述的高掺杂浓度薄多晶矽层高温氧化以形成厚度约为0至50埃的二氧化矽层,接着沉积一层厚度约为10至100埃的氮化矽层,并将前述的氮化矽层高温氧化以产生在前述的二氧化矽层上的氧氮矽化物层。20.如申请专利范围第12项的方法,其中所述的电容器介电层为五氧化二钽(Ta2O5),是藉由射频溅镀或获得等效二氧化矽30至80埃之厚度。21.如申请专利范围第12项的方法,其中所述的多晶矽层是利用低压化学气相沉积(LPCVD)步骤,于温度约为摄氏500至700度沉积大约500至2000埃之厚度。22.如申请专利范围第12项的方法,其中所述的上层多晶矽电极结构是以氯气Cl2作为蚀刻剂之反应性离子蚀刻(RIE)步骤蚀刻前述的多晶矽层而形成。图式简单说明:第一图至第六图以剖面型态图解式显示了形成动态随机存取记忆元件(DRAM)之堆叠电容结构(STC)或是皇冠型结构的关键制造步骤,其中储存节点电极上层部分覆盖了半球体颗粒(HSG)矽晶颗粒。 |
