发明名称 一种改良型堆叠式电容器的制造方法
摘要 本发明揭露了一种堆叠式动态随机存取记忆体的制造方法。首先,在矽半导体晶圆上形成场效电晶体和字语线。接着,沈积一层第一绝缘层和第二绝缘层,并平坦化该第二绝缘层。接着,沈积一层第一介电层、第二介电层、第三介电层和第四介电层,其中,该第一介电层和第二介电层在稀释氢氟酸溶液中的蚀刻率远大于该第二介电层和第四介电层。然后,形成光阻图案以形成「第一开口」,并接着选择电浆蚀刻配方,以在该「第一开口」的两侧形成非挥发性的高分子侧壁物(non- volatile polymer spacer),使该「第一开口」成为「第二开口」,然后,以该「非挥发性的高分子侧壁物」作为蚀刻保护罩,利用电浆蚀利技术蚀去记忆元接触窗区域之该第四介电层、第三介电层、第二介电层、第一介电层、第二绝缘层和第一绝缘层以形成记忆元接触窗。接着,利用氧气电浆去除该「非挥发性的高分子侧壁物」。接着,利用稀释氢氟酸蚀刻第一介电层、第二介电层、第三介电层和第四介电层,以在该第二绝缘层跟第二介电层之间、第二介电层跟第四介电层之间形成侧向的凹陷(lateral recess),然后去除该光阻图案,然后,沈积一层第一复晶矽,所述第一复晶矽填满所述「具侧向的凹陷之记忆元接触窗」,接着,利用微影技术和电浆蚀该技术蚀去电容器区域以外之该第一复晶矽,以形成电容器的下层电极。最后,在该下层电极的表面形成一层电容器介电层和第二复晶矽,再利用微影技术和电浆蚀刻技术蚀去电容器区域以外之该电容器介电层和第二复晶矽,以形成电容器的上层电极,一种具有高电容和高集积密度之堆叠式动态随机存取记忆体于焉完成。
申请公布号 TW311255 申请公布日期 1997.07.21
申请号 TW085110443 申请日期 1996.08.27
申请人 世界先进积体电路股份有限公司 发明人 曾鸿辉
分类号 H01L21/70 主分类号 H01L21/70
代理机构 代理人
主权项 1.一种积体电路之导电体结构的制造方法,系包括:在半导体晶圆上沈积一层第一绝缘层和第二绝缘层,并平坦化该第二绝缘层;沈积一层第一介电层、第二介电层、第三介电层和第四介电层;形成光阻图案以形成「第一开口」;在该「第一开口」的两侧形成非挥发性的高分子侧壁物(non-volatile polymerspacer),使该「第一开口」成为「第二开口」;以该「光阻图案」和「非挥发性的高分子侧壁物」作为蚀刻护罩,利用蚀刻技术蚀去该第四介电层、第三介电层、第二介电层、第一介电层、第二绝缘层和第一绝缘层以形成洞孔;去除该「非挥发性的高分子侧壁物」;蚀刻该第一介电层、第二介电层、第三介电层和第四介电层,以在该第二绝缘层跟第二介电层之间、第二介电层跟第四介电层之间形成侧向的凹陷(lateral recess);去除该光阻图案;沈积一层第一导电体,该第一导电体填满该「具侧向的凹陷之洞孔」;利用微影技术和蚀刻技术蚀去该洞孔区域以外之该第一导电体;去除该第一介电层、第二介电层、第三介电层和第四介电层。2.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中所述半导体晶圆含有电性元件/电子元件(Electrical/ElectronicDevices)和薄膜。3.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第一绝缘层是由搀杂或无搀杂的二氧化矽组成,其厚度介于800到2000埃之间。4.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第二绝缘层是由二氧化矽或氮化矽组成,其厚度介于3000埃到6000埃之间。5.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第一介电层是利用热分解化学气相沉积法(thermal ChemicalVapor Deposition;thCVD)形成之二氧化矽,其反应温度介于330到370℃之间,其反应气体是四已基矽酸盐(TEOS)与臭气(O3),其厚度介于200埃到500埃之间。6.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第二介电层是利用低压化学气相沉积法(Low Pressure ChemicalVapor Deposition;LPCVD)形成之二氧化矽,其反应温度介于300到400℃之间,其反应气体是四已基矽酸盐(TEOS),其厚度介于200埃到500埃之间。7.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第三介电层是利用热分解化学气相沉积法(thermal ChemicalVapor Deposition;thCVD)形成之二氧化矽,其反应温度介于330到370℃之间,其反应气体是四已基矽酸盐与臭气(O3),其厚度介于200埃到500埃之间。8.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第四介电层是利用低压化学气相沉积法(Low Pressure ChemicalVapor Deposition;LPCVD)形成之二氧化矽,其反应温度介于300到400℃之间,其反应气体是四已基矽酸盐(TEOS),其厚度介于200埃到500埃之间。9.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中该第一复晶矽是由低压化学气相沉积法形成,其厚度介于1000埃到3000埃之间。10.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中所述之去除该光阻图案是利用氧气电浆。11.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中所述之侧向的凹陷(lateralrecess),是利用稀释氢氟酸蚀刻技术予以完成。12.一种动态随机存取记忆体的制造方法,系包括:在矽半导体晶圆上形成场效电晶体和字语线;沈积一层第一绝缘层和第二绝缘层,并平坦化该第二绝缘层;沈积一层第一介电层、第二介电层、第三介电层和第四介电层,其中,该第一介电层和第三介电层在稀释氢氟酸溶液中的蚀刻率远大于该第二介电层和第四介电层;形成光阻图案以形成「第一开口」;在该「第一开口」的两侧形成非挥发性的高分子侧壁物(non-volatile polymerspacer),使该「第一开口」成为「第二开口」;以该「非挥发性的高分子侧壁物」作为蚀刻护罩,利用蚀刻技术蚀去该第四介电层、第三介电层、第二介电层、第一介电层、第二绝缘层和第一绝缘层以形成记忆元接触窗;去除该「非挥发性的高分子侧壁物」;蚀刻该第一介电层、第二介电层、第三介电层和第四介电层,以在该第二绝缘层跟第二介电层之间、第二介电层跟第四介电层之间形成侧向的凹陷(lateral recess);去除该光阻图案;沈积一层第一复晶矽,该第一复晶矽填满该「具侧向的凹陷之记忆元接触窗」;利用微影技术和蚀刻技术蚀去电容器区域以外之该第一复晶矽,以形成电容器的下层电极;去除该第一介电层、第二介电层、第三介电层和第四介电层。在该下层电极的表面形成一层电容器介电层和第二复晶矽;利用微影技术和蚀刻技术去电容器区域以外之该电容器介电层和第二复晶矽,以形成电容器的上层电极。13.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中该金氧半场效电晶体含有含有闸氧化层、闸极与源极/汲极。14.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中该第一绝缘层是由搀杂或无搀杂的二氧化矽组成,其厚度介于800到2000埃之间。15.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中该第二绝缘层是由二氧化矽或氮化矽组成,其厚度介于3000埃到6000埃之间。16.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中该第一介电层是利用热分解化学气相沉积法(thermalChemicalVapor Deposition;thCVD)形成之二氧化矽,其反应温度介于330到370℃之间,其反应气体是四已基矽酸盐(TEOS)与臭气(O3),其厚度介于200埃到500埃之间。17.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中该第二介电层是利用低压化学气相沉积法(Low PressureChemical Vapor Deposition;LPCVD)形成之二氧化矽,其反应温度介于300到400℃之间,其反应气体是四已基矽酸盐(TEOS),其厚度介于200埃到500埃之间。18.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中该第三介电层是利用热分解化学气相沉积法(thermalChemicalVapor Deposition;thCVD)形成之二氧化矽,其反应温度介于330到370℃之间,其反应气体是四已基矽酸盐与臭气(O3),其厚度介于200埃到500埃之间。19.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中该第四介电层是利用低压化学气相沉积法(Low PressureChemical Vapor Deposition;LPCVD)形成之二氧化矽,其反应温度介于300到400℃之间,其反应气体是四已基矽酸盐(TEOS),其厚度介于200埃到500埃之间。20.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中该第一复晶矽是由低压化学气相沉积法形成,其厚度介于1000埃到3000埃之间。21.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中该第二复晶矽是由低压化学气相沉积法形成,其厚度介于1000埃到2000埃之间。22.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中所述之去除该光阻图案是利用氧气电浆。23.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中该电容器介电层是由氧化氮化矽、氮化矽氧化矽所组成,或由Ta2O5.TiO2和SrTiO3等材料所组成。24.如申请专利范围第12项所述之制造方法,其中所述之侧向的凹陷(lateralrecess),是利用稀释氢氟酸蚀刻技术予以完成。图示简单说明:图一到图十一是本发明之实施例的制程剖面示意图。图一是在矽半导体晶圆上形成金氧半场效电晶体后的制程剖面示意图;图二是沈积一层第一绝缘层、第二绝缘层、第一介电层、第二介电层、第三介电层和第四介电层后的制程剖面示意图;图三是形成光阻图案以形成「第一开口」后的制程剖面示意图;图四是在该「第一开口」第两侧形成非挥发性的高分子侧壁物(non-volatilepolymer spacer),使该「第一开口」成为「第二开口」后的制程剖面示意图;图五是以该「非挥发性的高分子侧壁物」作为蚀刻保护罩,利用电浆蚀刻技术蚀去记忆元接触窗区域(cellcontact region)之该第四介电层、第三介电层、第二介电层、第一介电层、第二绝缘层和第一绝缘层以形成记忆元接触窗后的制程剖面示意图;图六是去除该「非挥发性的高分子侧壁物」并利用稀释氢氟酸蚀刻该第一介电层、第二介电层、第三介电层和第四介电层,以在该第二绝缘层跟第二介电层之间、第二介电层跟第四介电层之间形成侧向的凹陷(lateralrecess)后的制程剖面示意图;图七是去除该光阻图案后的程制剖面示意图;图八是沈积一层第一复晶矽,该第一复晶矽并填满所述「具侧向的凹陷之记忆元接触窗」后的程制剖面示意图;图九是利用微影技术和电浆蚀刻技术蚀去电容器区域以外之该第一复晶矽,该电浆蚀刻终止于第四介电层,以形成电容器的下层电极(bottom electrode)后的程制剖面示意图;图十是去除该第一介电层、第二介电层、第三介电层和第四介电层后的程制剖面示意图;图十一是在该下层电极的表面形成一层电容器介电层(capacitor dielectric)和第二复晶矽,再利用微影技术和电浆蚀刻技术蚀去电容器区域以外之该电容器介电层和第二复晶矽,以形成电容器的上层电极(plateelectrode)后的程制剖面示意图。
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