发明名称 半导体装置及其制造方法
摘要 揭示诸如动态 RAM 的半导体装置及其制法。 多个堆叠格电容器以预定间隔在对正方向位于p-型矽基底(1)的顶部。各电容器有几乎垂直的圆柱形下电极 ( 圆柱形多晶矽层 ( 96 ) ) 、介电膜 ( 氮化矽膜 ( 77 ) )、上电极( 多晶矽制成的板电极 (78))。对正方向的间隔小于下电极内径。
申请公布号 TW328652 申请公布日期 1998.03.21
申请号 TW086100847 申请日期 1997.01.27
申请人 日立公司 发明人 由原和男
分类号 H01L27/108 主分类号 H01L27/108
代理机构 代理人 蔡中曾 台北巿敦化南路一段二四五号八楼
主权项 1.一种半导体装置,包括:半导体基底;和以预定间隔位于半导体基底上之对正方向的多个屏蔽电容器;各屏蔽电容器有几乎垂直的圆柱形下电极、上电极、在上下电极之间的介电膜;预定间隔小于下电极的内径。2.如申请专利范围第1项的装置,其中下电极的内表面从下缘至上缘几乎垂直;下电极的外表面从下缘至上缘中途的位置几乎垂直;介电膜从下电极的中途位置至下电极的上缘是薄的。3.如申请专利范围第1项的装置,另包含记忆格,具有扩散区和将下电极耦和到扩散区的接触孔。4.一种半导体装置制造方法,包括下列步骤:提供半导体基底;以预定间隔将多个屏蔽电容器置于半导体基底上的对正方向;形成几乎垂直之圆柱形下电极、上电极、在上下电极之间之介电膜的各屏蔽电容器;在半导体基底上形成调整屏蔽电容器形状的垫片材料;以预定间隔在垫片材料上的对正方向形成多个罩材料,使得对正方向的间隔小于罩材料的直径和厚度;使用罩材料蚀刻垫片材料,直径在间隔区下的垫片材料选择性除去并分成多个单元,各垫片材料调整下电极的内径;将下电极结构材料层附在垫片材料表面;蚀刻结构材料层,使得结构材料层留在垫片材料侧面上;除去垫片材料并形成下电极;在下电极表面上形成介电膜;在介电膜表面上形成上电极。5.如申请专利范围第4项的方法,其中罩材料间隔为其厚度的1/2至1/10。6.如申请专利范围第4项的方法,其中罩材料间隔为罩材料和直接在间隔区下要蚀刻之材料之结合厚度的1/2至1/10以下。7.如申请专利范围第4项的方法,另包括使用具有异向性且不聚积蚀刻材料的蚀刻气体来蚀刻垫片材料。8.如申请专利范围第4项的方法,另包括形成具有扩散区的记忆格及形成将下电极接到扩散区的接触孔。9.一种半导体装置,包括:半导体基底;位于半导体基底上的屏蔽电容器;各屏蔽电容器有圆柱形下电极、倒锥形剖面的上电极、在上下电极之间的介电膜。10.如申请专利范围第9项的装置,其中多个屏蔽电容器以预定间隔位于半导体基底上的对正方向;对正方向的间隔小于下电极的内径。11.如申请专利范围第9项的装置,其中下电极的内表面从下缘至上缘几乎垂直,外表面从下缘至上缘中途的位置几乎垂直;介电膜从下电极的中途位置至上缘是薄的。12.如申请专利范围第9项的装置,另包括记忆格,具有扩散区和将下电极接到记忆格之扩散区的接触孔。13.一种半导体装置制造方法,包括下列步骤:提供半导体基底;在半导体基底上提供多个屏蔽电容器,各有圆柱形下电极、介电膜、倒锥形剖面的上电极;在半导体基底上形成调整屏蔽电容器形状的垫片材料;在垫片材料上形成第一罩材料;使用第一罩材料蚀刻垫片材料,选择性除去直接在未掩蔽区下的垫片材料并决定下电极外径;将下电极结构材料层附在垫片材料表面;将第二罩材料填入除去材料的垫片材料区至小于垫片材料上表面的高度;蚀刻在垫片材料上表面和附近露出的结构材料层;除去第二罩材料,在垫片材料侧面上留下结构材料层;除去垫片材料而形成下电极;在下电极表面上形成介电膜;在介电膜表面上形成上电极。14.一种半导体制造方法,提供半导体基底并以预定间隔将多个屏蔽电容器置于半导体基底上,各屏蔽电容器有圆柱形下电极、介电膜、倒锥形的上电极,对正方向的间隔小于下电极内径;改进之处包括下列步骤:在半导体基底上形成调整屏蔽电容器形状的垫片材料;以预定间隔定位多个第一罩材料并在垫片材料上对正而形成,使得对正方向的间隔小于罩材料的直径和厚度;使用第一罩材料蚀刻垫片材料,选择性除去直接在间隔区下的垫片材料并将垫片材料分成多个单元,下电极内径由各垫片材料决定;将下电极结构材料层附在垫片材料表面;在分离的多个垫片材料之间填入第二罩材料至小于垫片材料上表面的高度;蚀刻在垫片材料上表面和附近露出的结构材料层;除去第二罩材料,在垫片材料侧面上留下结构材料层;除去垫片材料并形成下电极;至少在下电极表面上形成介电膜;在介电膜表面上形成上电极。15.如申请专利范围第14项的方法,其中垫片材料未掩蔽区直径或第一罩材料间隔大于第一罩材料厚度一倍而小于十倍。16.如申请专利范围第14项的方法,其中垫片材料未掩蔽区直径或第一罩材料间隔大于第一罩材料厚度与直接在间隔区下要蚀刻之材料或未掩蔽区厚度之结合总厚度的一倍而小于十倍。17.如申请专利范围第14项的方法,另提供记忆格区,具有扩散区和将下电极接到扩散区的接触孔。18.一种半导体装置制造方法,包括下列步骤:提供半导体基底;在半导体基底上提供屏蔽电容器,各屏蔽电容器有圆柱形下电极、介电膜、上电极;提供垫片材料;在垫片材料上形成罩材料;选择性除去直接在罩材料下的垫片材料,使用罩材料蚀刻垫片材料以周整下电极直径;将下电极结构材料层附在垫片材料表面;在对氧化物之蚀刻选择性下降并提供同向性蚀刻成分的蚀刻条件下,蚀刻结构材料层,结构材料层留在垫片材料侧面上以防毛边产生在结构材料层上缘;除去垫片材料而形成下电极;在下电极表面上形成介电膜;在介电膜表面上形成上电极。19.一种半导体装置制造方法,提供半导体基底,在半导体基底上提供屏蔽电容器,各屏蔽电容器有圆柱形下电极、介电膜、上电极;改进之处包括下列步骤:在半导体基底顶部上形成垫片材料以调整屏蔽电容器形状;在垫片材料顶部上形成罩材料;使用罩材料蚀刻垫片材料;选择性除去直接在未掩蔽区下的垫片材料以决定下电极直径;将下电极结构材料层附在垫片材料表面;蚀刻结构材料层以在垫片材料侧壁上留下结构材料层;进行同向性蚀刻,除去在结构材料层上缘的毛边;除去垫片材料而形成下电极;在下电极表面上形成介电膜;在介电膜表面上形成上电极。图示简单说明:第一图是本发明实施例1之动态RAM制法一处理步骤的放大剖面图。第二图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第三图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第四图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第五图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第六图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第七图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第八图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第九图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第十图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第十一图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第十二图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第十三图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第十四图是解释此相同制法一处理步骤的放大剖面图。第十五图是比较并解释此相同制法一处理步骤的缩简剖面图。第十六图是比较在此相同制法一处理步骤之蚀刻后的尺寸。第十七图是显示此相同制法一处理步骤之主要要素的另一放大剖面图。第十八图是本发明实施例2之动态RAM制法一处理步骤的放大剖面图。第十九图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第二十图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第二一图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第二二图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第二三图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第二四图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第二五图是本发明实施例3之动态RAM制法一处理步骤的放大剖面图。第二六图是本发明实施例4之动态RAM制法一处理步骤的放大剖面图。第二七图是用于此相同动态RAM制造之另一装置的缩简布局。第二八图是传统例子之动态RAM制法一处理步骤的放大剖面图。第二九图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第三十图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第三一图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第三二图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第三三图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第三四图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第三五图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。第三六图是此相同制法另一处理步骤的放大剖面图。
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