动态随机存取存储器电容器存储电极的制造方法技术

一种ＤＲＡＭ电容器存储电极的制造方法，利用镶嵌的方法来形成存储电极，可以避免存储单元区和逻辑电路区之间的高度差，因此不需平坦化的步骤即可进行后续的制作工艺，可降低制作工艺的风险，还有，在不影响布局的情况下，利用绝缘间隙壁来将多晶硅层图案化，以形成岛状双冠状电容器，因此可以有效增加电容器的电容量。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种动态随机存取存储器的电容器的制造方法，特别是涉及一种岛状双冠状(Double-crown)电容器存储电极的制造方法。随着半导体元件的集成密度(Integration)的增加，一般需依据集成电路元件制造方法逐渐缩减的设计原则(Design Rules)来减小电路结构元件的尺寸。而DRAM电容器元件尺寸的缩小，电容器的电容量也会减小，如此会导致电容器非常容易受α粒子辐射的影响。此外，当电容量(Capacitance)降低时，由存储电容器所存储的电荷必须增加再补充(Refresh)频率。即使将特殊的介电膜层(Dielectric Film)做为电容器的绝缘层，简单的叠层式电容器(Stacked Capacitor)仍不能提供足够的电容量。现有技术有一些方法可解决上述的问题。例如，使用沟槽型电容器(Trench-shape Capacitor)来增加电容器的面积。降低电容器的介电膜层厚度能增加电容器的电容量，但此种方法仅限于小批量(Yield)的生产，难以保证其可靠性(Reliability)。已有许多报道指出，利用三维空间的电容器结构来增加电容器的电容量。举例说明，Sim等人在美国专利第5,399,518号提出，形成双柱状(Double-cylindrical)电容器的制造方法，其方法先光刻位线(Bit Line)的接触窗口，接着完成位线的形成后，再进行电容器的节点接触窗口(Node Contact)的光刻。之后，沉积一层较厚的多晶硅层且填满节点接触窗口。通过用于形成外部柱状的外部光刻掩模和用于形成内部柱状的内部光刻掩模，来定义多晶硅层，以形成双柱状电容器的结构。Park等人在美国专利第5,443,993号也提出，先形成位线，再形成电容器的节点接触窗口，然后在已图案化的导电层上，利用绝缘间隙壁(Spacer)，形成双柱状电容器，之后再将绝缘间隙壁移除。Aho等人在美国专利第5,491,103号也提出，形成双冠状电容器的方法，其方法在已图案化的光致抗蚀剂上沉积低温氧化物(Low TemperatureOxide)，用以形成光致抗蚀剂层的侧壁，以避免光致抗蚀剂图像的变形。当移除光致抗蚀剂后，进行导电层的沉积和回光刻，以形成冠状电极。Kim等人在美国专利第5,438,013号提出，利用控制的底切(ControlledUnderdut)来形成双侧壁掩模，以用于光刻和将导电层图案化，以形成双柱状电极。然而，间隙壁和电容器的尺寸依据此控制的底切。另外，增加叠层单元(Stack Cell)的高度，可以增加叠层型电容器的电容量。然而，因为叠层单元的高度高于周边电路(Peripheral Circuit)区，此将造成单元平坦化(Cell Planarization)和金属连线到集成电路的困难。当DRAM的尺寸接近深次微米(Deep-submicron)时，则需要新的方法来制造高电容量小尺寸的电容器。本专利技术的目的在于提供一种DRAM电容器存储电极的制造方法，可以避免存储单元区和逻辑电路区之间的高度差，因此不需平坦化的步骤即可进行后续的制作工艺，可降低制作工艺的风险。本专利技术的另一目的在于提供一种DRAM电容器存储电极的制造方法，在不影响布局的情况下，可以有效增加电容器的电容量。本专利技术的目的是这样实现的，即提供一种DRAM电容器存储电极的制造方法，包括下列步骤提供一半导体基底，该半导体基底上已形成有一场效晶体管，该场效晶体管有二源极/漏极区；形成一第一绝缘层，覆盖该场效晶体管；在该第一绝缘层上形成一第一多晶硅层；构成该第一多晶硅层且剥除部分该第一绝缘层，形成一凹陷区，其对应于该各源极/漏极区；在该凹陷区的该第一多晶硅层和该第一绝缘层的侧壁形成一多晶硅间隙壁；以该第一多晶硅层和该多晶硅间隙壁为掩模，将该第一绝缘层图案化，用以形成一位线接触窗开口和一节点接触窗开口，以分别暴露出该各源极/漏极区的表面；在该第一多晶硅上，形成一第二多晶硅层，且填满该位线接触窗开口和该节点接触窗开口；在该第二多晶硅层上形成一硅化金属层；在该硅化金属层上形成一第二绝缘层；构成该第二绝缘层、该硅化金属层、该第二多晶硅层、该第一多晶硅层和该多晶硅间隙壁，直到暴露出该第一绝缘层，用以于该各源极/漏极区形成一位线；在该位线的该第二绝缘层、该硅化金属层和该第二多晶硅层的侧壁形成一第一绝缘间隙壁；形成已图案化的一第三绝缘层覆盖该位线，该第三绝缘层有一开口暴露出要形成该电容器存储电极的区域，且该第三绝缘层的厚度为该存储电极的高度；在该第三绝缘层上形成一第三多晶硅层，该第三多晶硅层与该第三绝缘层共形，该第三多晶硅层与该节点接触窗开口中的该第二多晶硅层接触；在该第三多晶硅层上形成一第四绝缘层，该第四绝缘层与该第三多晶硅层共形；在该第四绝缘层上形成一第四多晶硅层，该第四多晶硅层与该第四绝缘层共形；形成一第二绝缘间隙壁，在该开口侧壁的该第四多晶硅层上；以该第二绝缘间隙壁为掩模，剥除部分该第四多晶硅层和部分该第四绝缘层，直到暴露出部分该第三多晶硅层；形成一第五多晶硅层填满该开口，且与该第四多晶硅层和该第三多晶硅层接触；剥除部分该第五多晶硅层、部分该第四多晶硅层和部分该第三多晶硅层，直到暴露出该第三绝缘层；以及剥除该第三绝缘层、该第四绝缘层和该第二绝缘间隙壁，以完成该电容器的存储电极。本专利技术还提供另一种方法是，一种DRAM电容器存储电极的制造方法，适用于一基底，该基底上已形成有一场效晶体管，该场效晶体管上覆盖有一第一绝缘层，该第一绝缘层已形成有一节点接触窗暴露出该场效晶体管的一源极/漏极区，该DRAM电容器存储电极的制造方法包括下列步骤形成一第二多晶硅层，其填入该节点接触窗开口；形成已图案化的一第三绝缘层，其覆盖该第一绝缘层，该第三绝缘层有一开口暴露出要形成该电容器存储电极的区域，且该第三绝缘层的厚度为该存储电极的高度；在该第三绝缘层上形成一第三多晶硅层，该第三多晶硅层与该第三绝缘层共形，该第三多晶硅层与该节点接触窗开口中的该第二多晶硅层接触；在该第三多晶硅层上形成一第四绝缘层，该第四绝缘层与该第三多晶硅层共形；在该第四绝缘层上形成一第四多晶硅层，该第四多晶硅层与该第四绝缘层共形；在该开口侧壁的该第四多晶硅层上，形成一绝缘间隙壁；以该绝缘间隙壁为掩模，剥除部分该第四多晶硅层和部分该第四绝缘层，直到暴露出部分该第三多晶硅层；形成一第五多晶硅层填满该开口，且与该第四多晶硅层和该第三多晶硅层接触；剥除部分该第五多晶硅层、部分该第四多晶硅层和部分该第三多晶硅层，直到暴露出该第三绝缘层；以及剥除该第三绝缘层、该第四绝缘层和该绝缘间隙壁，以完成该电容器的该存储电极。为了让本专利技术的上述和其他目的、特点和优点能更明显易懂，下面特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明，其中附图说明图1A至图1M为本专利技术优选实施例的一种DRAM电容器存储电极的制造流程剖视图；图2为现有叠堆电容器存储电极的示意图；图3为美国专利第5,688,713号的双冠状电容器存储电极的示意图；图4为本专利技术的岛状双冠状电容器存储电极的示意图。图1A至图1M所示，为根据本专利技术一优选实施例的一种岛状双冠状电容器的制造流程剖视图。图中的半导体基底100，优选的是P掺杂的半导体硅基底。DRAM在电路布局上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＤＲＡＭ电容器存储电极的制造方法，其特征在于，包括下列步骤： 提供一半导体基底，该半导体基底上已形成有一场效晶体管，该场效晶体管有二源极／漏极区； 形成一第一绝缘层，覆盖该场效晶体管； 在该第一绝缘层上形成一第一多晶硅层； 构成该第一多晶硅层且剥除部分该第一绝缘层，形成一凹陷区，其对应于该各源极／漏极区； 在该凹陷区的该第一多晶硅层和该第一绝缘层的侧壁形成一多晶硅间隙壁； 以该第一多晶硅层和该多晶硅间隙壁为掩模，将该第一绝缘层图案化，用以形成一位线接触窗开口和一节点接触窗开口，以分别暴露出该各源极／漏极区的表面； 在该第一多晶硅上，形成一第二多晶硅层，且填满该位线接触窗开口和该节点接触窗开口； 在该第二多晶硅层上形成一硅化金属层； 在该硅化金属层上形成一第二绝缘层； 构成该第二绝缘层、该硅化金属层、该第二多晶硅层、该第一多晶硅层和该多晶硅间隙壁，直到暴露出该第一绝缘层，用以于该各源极／漏极区形成一位线； 在该位线的该第二绝缘层、该硅化金属层和该第二多晶硅层的侧壁形成一第一绝缘间隙壁； 形成已图案化的一第三绝缘层覆盖该位线，该第三绝缘层有一开口暴露出要形成该电容器存储电极的区域，且该第三绝缘层的厚度为该存储电极的高度； 在该第三绝缘层上形成一第三多晶硅层，该第三多晶硅层与该第三绝缘层共形，该第三多晶硅层与该节点接触窗开口的该第二多晶硅层接触； 在该第三多晶硅层上形成一第四绝缘层，该第四绝缘层与该第三多晶硅层共形； 在该第四绝缘层上形成一第四多晶硅层，该第四多晶硅层与该第四绝缘层共形； 形成一第二绝缘间隙壁，在该开口侧壁的该第四多晶硅层上； 以该第二绝缘间隙壁为掩模，剥除部分该第四多晶硅层和部分该第四绝缘层，直到暴露出部分该第三多晶硅层； 形成一第五多晶硅层填满该开口，且与该第四多晶硅层和该第三多晶硅层接触； 剥除部分该第五多晶硅层、部分该第四多晶硅层和部分该第三多晶硅层，直到暴露出该第三绝缘层；以及 剥除该第三绝缘层、该第四绝缘层和该第二绝缘间隙壁，以完成该电容器的存储电极。...

【技术特征摘要】
1.一种DRAM电容器存储电极的制造方法，其特征在于，包括下列步骤提供一半导体基底，该半导体基底上已形成有一场效晶体管，该场效晶体管有二源极/漏极区；形成一第一绝缘层，覆盖该场效晶体管；在该第一绝缘层上形成一第一多晶硅层；构成该第一多晶硅层且剥除部分该第一绝缘层，形成一凹陷区，其对应于该各源极/漏极区；在该凹陷区的该第一多晶硅层和该第一绝缘层的侧壁形成一多晶硅间隙壁；以该第一多晶硅层和该多晶硅间隙壁为掩模，将该第一绝缘层图案化，用以形成一位线接触窗开口和一节点接触窗开口，以分别暴露出该各源极/漏极区的表面；在该第一多晶硅上，形成一第二多晶硅层，且填满该位线接触窗开口和该节点接触窗开口；在该第二多晶硅层上形成一硅化金属层；在该硅化金属层上形成一第二绝缘层；构成该第二绝缘层、该硅化金属层、该第二多晶硅层、该第一多晶硅层和该多晶硅间隙壁，直到暴露出该第一绝缘层，用以于该各源极/漏极区形成一位线；在该位线的该第二绝缘层、该硅化金属层和该第二多晶硅层的侧壁形成一第一绝缘间隙壁；形成已图案化的一第三绝缘层覆盖该位线，该第三绝缘层有一开口暴露出要形成该电容器存储电极的区域，且该第三绝缘层的厚度为该存储电极的高度；在该第三绝缘层上形成一第三多晶硅层，该第三多晶硅层与该第三绝缘层共形，该第三多晶硅层与该节点接触窗开口的该第二多晶硅层接触；在该第三多晶硅层上形成一第四绝缘层，该第四绝缘层与该第三多晶硅层共形；在该第四绝缘层上形成一第四多晶硅层，该第四多晶硅层与该第四绝缘层共形；形成一第二绝缘间隙壁，在该开口侧壁的该第四多晶硅层上；以该第二绝缘间隙壁为掩模，剥除部分该第四多晶硅层和部分该第四绝缘层，直到暴露出部分该第三多晶硅层；形成一第五多晶硅层填满该开口，且与该第四多晶硅层和该第三多晶硅层接触；剥除部分该第五多晶硅层、部分该第四多晶硅层和部分该第三多晶硅层，直到暴露出该第三绝缘层；以及剥除该第三绝缘层、该第四绝缘层和该第二绝缘间隙壁，以完成该电容器的存储电极。2.如权利要求1所述的DRAM电容器存储电极的制造方法，其特征在于，该第二绝缘层的材料包括氮化硅。3.如权利要求1所述的DRAM电容器存储电极的制造方法，其特征在于，该第三多晶硅层、第四多晶硅层和第四绝缘层的厚度约为400～700埃。4.如权利要求1所述的DRAM电容器存储电极的制造方法，其特征在于，该第一绝缘层、该第三绝缘层、该第四绝缘层和该第二绝缘间隙壁的材料包括氧化硅。5.如权利要求1所述的DRAM电容器存储电极的制造方法，其特征在于，该第一绝缘间隙壁的材料包括氮化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：林刘恭，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]