具冠状结构之堆叠电容及其制作方法

摘要

本发明系关于一种具冠状结构之堆叠电容(crown shape stacked capacitor)及其制作方法。本发明主要包含在矽基材(substrate)上制作存取电晶体(access transistor)之后，形成一绝缘层，并在绝缘层上开一接触孔(contact hole)。在形成一复晶矽层(polycrystalline silicon)后，沈积一阶梯矽旋式涂布玻璃层(LS-SOG,Ladder Silicone Spin-On Glass)，而后使用精准聚焦离子束(FIB,Focused Ion Beam)照射LS-SOG层以形成蚀刻罩幕，同时藉由LS- SOG之特性形成具高低起伏之冠状结构。而后以非等向性蚀刻法蚀刻复晶矽层，将LS-SOG之冠状结构复制到复晶矽层上，形成堆叠电容之第一极板(eletric plate)，而后沈积一介电层(dielectriclayer)，再沈积一复晶矽层作为电容之第二电极板，如此藉由冠状结构增加堆叠电容之电荷储存量。

主权项

1.一种堆叠电容的制作方法,该堆叠电容配合一存取电晶体使用,以组成一动态随机存取记忆体之记忆胞,该堆叠电容制作方法主要步骤包含:形成一绝缘层于该存取电晶体上;于该绝缘层中形成一接触孔以露出部份该存取电晶体;形成一第一导电层于该绝缘层上;形成一阶梯矽旋式涂布玻璃层(LS-SOG)于该第一导电层上;对该阶梯矽旋式涂布玻璃层施以微烘烤(soft baking);使用精准聚焦离子束(FIB)照射该阶梯矽旋式涂布玻璃层以形成蚀刻罩图案;蚀刻该阶梯矽旋式涂布玻璃层,同时于该阶梯矽旋式涂布玻璃层上形成复数个冠状结构;以该阶梯矽旋式涂布玻璃层为蚀刻罩,回蚀刻该第一导电层,于该第一导电层上形成复数个冠状结构;去除残留之该阶梯矽旋式涂布玻璃层;形成一介电层于该第一导电层上,该介电层覆盖于该冠状结构之表面;形成一第二导电层于该介电层上。2.如专利范围第1项所述之堆叠电容制作方法,其中该绝缘层系一二氧化矽层。3.如专利范围第1项所述之方法,其中该存取电晶体包含一源极区,该形成一接触孔以露出部份该存取电晶体之步骤中,该接触孔露出该存取电晶体之该源极区。4.如专利范围第1项所述之方法,其中该第一导电层材料系选自复晶矽与多晶矽之族群之一。5.如专利范围第1项所述之方法,其中该第二导电层材料系选自复晶矽与多晶矽之族群之一。6.如专利范围第1项所述之方法,其中该介电层系选自ONO复合层、Ta2O5.PZT及BST之族群之一。7.如专利范围第1项所述之方法,其中该回蚀刻该阶梯矽旋式玻璃层及该第一导电层之步骤,系使用非等向性乾蚀刻法。8.如专利范围第1项所述之方法,其中该精准聚焦离子束之离子能量为100-500kV之间。9.如专利范围第1项所述之方法,其中该使用精准聚焦离子束照射该阶梯矽旋式涂布玻璃层之步骤,与该蚀刻该阶梯矽旋式涂布玻璃层之步骤中间,尚有一照射后烘烤之步骤。10.如专利范围第1项所述之方法,其中该微烘拷之步骤所使用之温度为摄氏50-150度之间。11.如专利范围第9项所述之方法,其中该照射后烘拷之步骤系在稀释之氮气环境中进行。12.如专利范围第9项所述之方法,其中该照射后烘拷之步骤系在稀释之氧气环境中进行。13.一种堆叠电容装置,配合一存取电晶体使用,该堆叠电容装置包含:一第一电极板,耦接于该存取电晶体,该第一电极板具有复数个冠状结构,该冠状结构系应用精准聚焦离子束微影制程来形成;一薄介电层,覆盖于该第一电极板上;一第二电极板,覆盖于该薄介电层之上;藉由该复数个冠状结构之侧壁,增加该第一电极板、该第二电极板与该介电层之间之面积,以增加该堆叠电容之电荷储存量。14.如专利范围第13项所述之堆叠电容装置,其中该第一电极板之材料系选自多晶矽与复晶矽之族群之一。15.如专利范围第13项所述之堆叠电容装置,其中该第二电极板之材料系选自多晶矽与复晶矽之族群之一。16.专利范围第13项所述之堆叠电容装置,其中该介电层之材料系选自ONO复合层、Ta2O5.PZT及BST之族群之一。17.如专利范围第13项所述之堆叠电容装置,其中该冠状结构之直径小于等于0.25微米。图示简单说明:第一图系习知堆叠电容动态随机存取记忆体之记忆胞的截面图。第二图为动态随机存取记忆体之存取电晶体。第三图A-G显示应用本发明构想以制作一半导体装置之各个步骤之截面图。第四图为为应用本发明构想所制作之具冠状结构堆叠电容动态随机存取记忆体之记忆胞。