具有渐缩的圆柱形存储节点的电容器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种电容器，其通过在设置有存储节点接触插头的半导体基板上方形成缓冲氧化物层、刻蚀截止层和模具绝缘层来制成。该模具绝缘层和刻蚀截止层被刻蚀以在该存储节点接触插头的上部分形成孔。在包括该孔的该模具绝缘层上方沉积渐缩层。该渐缩层和缓冲氧化物层被回刻蚀使得只在该刻蚀的孔的上端部分保留该减缩层。在该保留的缩减层上方的该刻蚀的孔上形成金属存储节点层。去除该模具绝缘层和保留的渐缩层以形成具有减缩上端的圆柱形存储节点。在该存储节点上方形成介电层和平板节点。通过防止由圆柱形存储节点的倾斜产生的相邻存储节点间的桥接来稳定地实现了圆柱形电容器。本发明专利技术还涉及一种电容器的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件的电容器的制造方法，更特别的涉及一种具 有渐缩的圆柱形存储节点的电容器以防止圓柱形存储节点的倾斜的电容器， 以及该电容器的制造方法。
技术介绍
由于半导体存储器件例如DRAM是高度集成的，作为存储器件中用于 储存数据的存储区，电容器的宽度更窄。电容器由嵌入存储节点和平板节点 之间的介电层构成，且电容量与节点的表面积和介电层的介电常数成正比 例，与节点之间的距离也就是介电层的厚度成反比例。因此，为了得到高容量的电容器，需要使用具有大的介电常数的介电层， 和/或扩大节点的表面积，和/或缩小节点间的距离。然而，节点之间的距离 也就是介电层的厚度能够缩小的程度存在局限性，因此研究集中在寻找采用 具有大的介电常数的介电层或扩大节点的表面积的方法上，以形成高容量的 电容器。扩大节点的表面积的典型方法包括形成具有凹陷或圓柱形的三维存储 节点的方法。圆柱形存储节点比凹陷型存储节点具有更多的优点以实现高容 量的电容器，因为其具有更大的节点面积。然而，尽管没有显示和详细描述，为了形成圆柱形存储节点，实施去除 模具绝缘层的浸出(dip-out)工艺，和在浸出(dip-out)工艺中的干燥程序 期间，由于去离子水(DIW)的表面张力和存储节点的增加的高度，存储节 点会倾斜以引发两个相邻存储节点的桥接。因此，作为 一种保证和防止存储节点的倾斜和相邻存储节点之间的桥接 的方法，它需要确保大于理想距离的单元至单元(cell-to-cell)间距和缩小 存储节点的高度。然而，由于为了达到半导体器件的高集成度縮小了设计规则，来自掩模 态的单元之间的空间已经很狭窄，所以采用传统刻蚀工艺和圆柱形存储节点 形成工艺4艮难保证足够的单元至单元(cell-to-cell)间距，因此防止圆柱形 存储节点的倾斜是不可能的。最终，当采用如上所述的传统方法制造时，不 可能稳定地形成圆柱形电容器。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及一种电容器，其中防止了圓柱形存储节点倾斜，还 涉及该电容器的制造方法。而且，本专利技术的实施例涉及一种电容器，该电容器能够通过防止由圓柱 形存储节点的倾斜产生的相邻存储节点间的桥接来稳定地实现圓柱形电容 器，还涉及该电容器的制造方法。 .在一实施例中，电容器可包括设置有存储节点接触插头的半导体基板； 圓柱形存储节点，在半导体基板上方形成从而与存储节点接触插头相接触， 其上端部分具有渐缩的形状；介电层，在圓柱形存储节点上方形成；和平板 节点，在介电层上方形成。电容器可还包括在存储节点接触插头和圆柱形存储节点之间的界面处 形成的金属硅化物层。金属石圭化物层优选地为TiS^层。存储节点为由TiN、 WN、 TaN、 Ru和Pt中至少之一制成的金属层。 介电层为Zr02层、八1203层，以及Al203层和Zr02层的叠层中之一。 平板节点为由TiN、 WN、 TaN、 Ru和Pt中至少之一制成的金属层。 在另一实施例中，电容器的制造方法可包括在设置有存储节点接触插 头的半导体基板上方形成緩冲氧化物层、刻蚀截止层和模具绝缘层；刻蚀模具绝缘层和刻蚀截止层以在存储节点接触插头的上部中形成第一孔；在包括 第一孔的模具绝缘层上方沉积渐缩层，在上端部分该渐缩层的厚度比在下端 部分该缩减层的厚度要厚；回刻蚀渐缩层和緩冲氧化物层使得形成了用于露 出存储节点接触插头的第二孔且只在第二孔的上端部分保留该渐缩层；在包 括保留的渐缩层的第二孔的表面形成用于存储节点的金属层；去除模具绝缘 层和保留的渐缩层以形成圆柱形存储节点，其上端部分具有渐缩形状；以及 在存储节点上方形成介电层和平板节点。 刻蚀截止层为氮化物层。模具绝缘层为PE-TEOS的单层或PSG层和PE-TEOS层的双层。由PE-TEOS层、PE-USG层、OrUSG层、LP-TEOS层、HTO层和SiON层中之一的氧化物层形成渐缩层。依照CVD或PECVD工艺沉积渐缩层在第一孔的上端部分厚度为50至500A,和在第一孔的下端部分厚度为10至100A。保留在第二孔的上端部分的渐缩层具有20至IOOA的厚度。该方法可还包括在存储节点接触插头上方形成金属硅化物层，优选地为TiSix层，在回刻蚀渐缩层和缓沖氧化物层之后，但先于形成用于存储节点的金属层。依照CVD或ALD工艺，由TiN、 WN、 TaN、 Ru和Pt中至少之一制成 的金属层形成存储节点。由Zr02层、A1203层，以及A1203层和Zr02层的叠层中之一形成介电层， 且依照ALD工艺在200至480。C温度下，采用Zr[N(CH3)]2、 Zr[N(CH2CH3)]2 或Zr[N(CH3)(CH2CH3)]2作为Zr源，采用A1(CH3)3作为Al源和采用03或 H20作为O源，形成A1203层和Zr02层。由TiN、 WN、 TaN、 Ru和Pt中至少之一制成的金属层形成平板节点。 优选地，平板节点为由依照CVD和PVD工艺的双层或依照ALD和PVD工 艺的双层形成的TiN层。在又一实施例中，电容器的制造方法可包括在设置有存储节点接触插 头的半导体基板上方形成緩沖氧化物层、刻蚀截止层和模具绝缘层；刻蚀模具绝缘层、刻蚀截止层和緩冲氧化物层以形成用于露出存储节点接触插头的 孔；在包括孔内部的模具绝缘层上方沉积渐缩层，其中在上端部分的渐缩层 的厚度比在下端部分的渐缩层的厚度要厚；回刻蚀渐缩层以露出存储节点接 触插头，其中只在孔的上端部分保留渐缩层；在包括^f呆留在孔的上端部分的渐缩层的孔的表面上形成用于存储节点的金属层；去除模具绝缘层和保留的渐缩层以形成圆柱形存储节点，其中圆柱形存储节点的上端部分具有渐缩形状；以及在存储节点上方形成介电层和平板节点。 在CVD或PECVD工艺中形成渐缩层。渐缩层在孔的上端部分沉积50至500A的厚度，和在孔的下端部分沉积 10至IOOA的厚度。保留在孔的上端部分的渐缩层具有20至IOOA的厚度。附图说明图1为示出根据本专利技术一实施例的电容器的横截面图。图2A至2G为示出根据本专利技术一实施例的电容器制造方法的工艺步骤 的横截面图。图3为示出根据本专利技术另一实施例的电容器的横截面图。具体实施方式本专利技术的优选实施例涉及一种电容器，其中圓柱形存储节点的上端部分 形成具有渐缩形。由此，由于单元至单元(cell-to-cdl)间距即圆柱形存储 节点间的空间得到保证，能够防止圓柱形存储节点的倾斜和相邻存储节点间 桥接的最终产生。此后，将参考附图描述本专利技术一实施例。图1为示出根据本专利技术一实施例的电容器的横截面图。如图所示，根据 本专利技术一实施例的电容器160包括存储节点152、介电层154和平板节点156， 特别地该存储节点152具有其上端部分渐缩的圆柱形结构。在这种情况下，鉴于其上端部分渐缩的存储节点152的形状，与传统结 构相比相邻的圆柱形存储节点间的空间增大了 ，因此充足的单元至单元 (cell-to-cell)间距得到保i正。由此，根据本专利技术一实施例，透过保证充足 的单元至单元(cell-to-cell)间距，能够防止圆柱形存储节点的倾斜和相邻 储储节点间桥接的最终产生。因此，根据本专利技术一实施例，由于圓柱形电容器的形成能稳定地进行所 以产量可得到提高，以及通过圓柱形电容器的形成也能实现高容量的半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容器，包括：设置有存储节点接触插头的半导体基板；圆柱形存储节点，形成在该半导体基板上方从而与该存储节点接触插头相接触，该圆柱形存储节点的上端部分具有渐缩的形状；介电层，在该圆柱形存储节点上方形成；及平板节点，在该介电层上方形成。

【技术特征摘要】
KR 2006-12-29 138476/061. 一种电容器，包括设置有存储节点接触插头的半导体基板；圆柱形存储节点，形成在该半导体基板上方从而与该存储节点接触插头相接触，该圆柱形存储节点的上端部分具有渐缩的形状；介电层，在该圆柱形存储节点上方形成；及平板节点，在该介电层上方形成。2. 依照权利要求1的电容器，还包括在该存储节点接触插头和圓柱形存 储节点之间的界面处形成的金属硅化物层。3. 依照权利要求2的电容器，其中该金属硅化物层为TiSix层。4. 依照权利要求1的电容器，其中该存储节点为由TiN、 WN、 TaN、 Ru和Pt中至少之一制成的金属层。5. 依照权利要求1的电容器，其中该介电层为Zr02层、八1203层，以及 A1203层和Zr02层的叠层中之一。6. 依照权利要求1的电容器，其中该平板节点为由TiN、 WN、 TaN、 Ru和Pt中至少之一制成的金属层。7. —种电容器的制造方法，包括如下步骤在设置有存储节点接触插头的半导体基板上方形成缓冲氧化物层、刻蚀 截止层和模具绝缘层；刻蚀该模具绝缘层和该刻蚀截止层以在该存储节点接触插头的上部中 形成第一孔；在包括该第 一孔内部的该模具绝缘层上方沉积渐缩层，其中该渐缩层在 上端部分的厚度比该渐缩层在下端部分的厚度要厚；回刻蚀该渐缩层和缓沖氧化物层使得形成了用于露出该存储节点接触 插头的第二孔，其中只在第二孔的上端部分保留该渐缩层；在包括保留在第二孔的上端部分的渐缩层的第二孔的表面上形成用于 存储节点的金属层；去除该模具绝缘层和保留的渐缩层以形成该圆柱形存储节点，其中该圆 柱形存储节点的上端部分具有渐缩形状；以及在该存储节点上方形成介电层和平板节点。8. 如权利要求7的电容器的制造方法，其中该刻蚀截止层为氮化物层。9. 如权利要求7的电容器的制造方法，其中该模具绝缘层为PE-TEOS 的单层或PSG层和PE-TEOS层的双层。10. 如权利要求7的电容器的制造方法，其中由PE-TEOS层、PE-USG 层、OrUSG层、LP-TEOS层、HTO层和SiON层中之一的氧化物层形成该 渐缩层。11. 如权利要求7的电容器的制造方法，其中该缩减层由CVD或PECVD工艺形成。12. 如权利要求7的电容器的制造方法，其中该缩减层沉积在第一孔的 上端部分厚度为50至500A，和在第一孔的下端部分厚度为10至100A。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：曹豪辰，朴哲焕，金在洙，李东均，
申请(专利权)人：海力士半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]