專(zhuān)利名稱(chēng)：金屬容器結(jié)構(gòu)的平面化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體器件的制造，尤其涉及一種在半導(dǎo)體器件內(nèi)的開(kāi)孔內(nèi)形成導(dǎo)電材料的方法。本發(fā)明也涉及根據(jù)這里提出的方法的各種實(shí)施例而形成的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在集成電路的制造中形成各個(gè)層，譬如導(dǎo)電層和絕緣層。例如，在半導(dǎo)體器件的形成期間，譬如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)，用絕緣層來(lái)電氣分離像經(jīng)摻雜的多晶硅、鋁、金屬硅化物等等這樣的導(dǎo)電層。通常需要導(dǎo)電層通過(guò)絕緣層內(nèi)的空穴或開(kāi)孔而互連。這樣的開(kāi)孔通常被稱(chēng)為接觸孔，如當(dāng)該開(kāi)孔通過(guò)絕緣層延伸到活動(dòng)區(qū)域；或者被稱(chēng)為通路，如當(dāng)該開(kāi)孔通過(guò)兩個(gè)導(dǎo)電層間的絕緣層而延伸。開(kāi)孔的型面具有特定的重要性，從而當(dāng)接觸孔或通路被提供并且接著被填充一種或多種導(dǎo)電材料時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)特定的特征。
當(dāng)提供用于半導(dǎo)體器件內(nèi)的某存儲(chǔ)單元電容器時(shí)，例如DRAM，導(dǎo)電材料也在開(kāi)孔中形成。存儲(chǔ)器容量和大小是存儲(chǔ)器單元的重要特征。一般地，存儲(chǔ)器單元是用在兩個(gè)傳導(dǎo)電極間插入的介電常數(shù)材料形成的?？梢杂酶鞣N導(dǎo)電材料的一個(gè)或多個(gè)層作為該電極材料。
容器型單元電容器結(jié)構(gòu)一般包括絕緣層在已在襯底上形成的現(xiàn)有構(gòu)形上的形成，然后開(kāi)孔被蝕刻在絕緣層。這些開(kāi)孔允許對(duì)下面的構(gòu)形的進(jìn)入，例如對(duì)于單元電容器，該構(gòu)形可能包括如導(dǎo)電插塞、活動(dòng)襯底區(qū)域等這樣的導(dǎo)電區(qū)域。此后，開(kāi)孔內(nèi)形成一個(gè)導(dǎo)電層，它被用來(lái)形成該單元電容器的底電極，該導(dǎo)電層也可以在該絕緣層的上表面形成。接著可以用氧化物材料層在該導(dǎo)電材料上填充該開(kāi)孔。此后，該氧化物材料被移除以露出該導(dǎo)電材料層。然后，位于開(kāi)孔外的(例如在絕緣層的頂面上的)暴露的導(dǎo)電材料層被移除以分離相鄰的導(dǎo)電開(kāi)孔，從而用各容器間的暴露的絕緣材料形成獨(dú)立的容器。接著，仍在填充該導(dǎo)電開(kāi)孔的氧化物材料被移除，留下有襯里底電極的開(kāi)孔用于形成該容器型的單元電容器。
存儲(chǔ)器容量和大小是存儲(chǔ)器單元的重要特征。保持器件的存儲(chǔ)器容量并減小其尺寸的一種方法是增加該存儲(chǔ)單元電容器的介電層的介電常數(shù)。因此，可取的是在兩電極間插入的應(yīng)用中使用高介電常數(shù)的材料。對(duì)于這樣的高介電常數(shù)的電容器有，許多導(dǎo)電金屬都是合乎需求的電極材料，譬如鉑、銠、銥、鋨和其它第VIII族的金屬；如銅、銀和金這樣的其它過(guò)渡元素金屬；如鋁這樣的第IIIa族和第IVa族金屬；以及它們的合金。
然而，許多上述的像鉑或者鉑合金(例如，鉑-銠合金)這樣的VIII族金屬并不能順利地被平面化。

圖1A示出說(shuō)明性的平面化問(wèn)題。圖1A示出半導(dǎo)體器件10的截面部分。絕緣層12在襯底11上形成。開(kāi)孔15在該絕緣層12內(nèi)形成，在該襯底11的表面上停止。為了形成電容器型結(jié)構(gòu)的下電極或底電極，金屬層20在該絕緣層上形成并且作為開(kāi)孔15內(nèi)的襯里。此后，光阻層25在該金屬層25上形成以完全填充該開(kāi)孔15。在平面化之后，層25的上部與位于開(kāi)孔15外部的金屬部分20一起被移除，從而產(chǎn)生非虛線的襯里部分30。然而，如圖1A所示，開(kāi)孔15上部區(qū)域或邊緣處的金屬經(jīng)常被變形或涂污。像平面化過(guò)程中的投影35表現(xiàn)的那樣，該金屬材料被塞入容器開(kāi)孔15的中央。容器開(kāi)孔15內(nèi)金屬的這種形變產(chǎn)生不期望的剖面并且在從開(kāi)孔15內(nèi)部移除光阻材料25時(shí)也是有問(wèn)題的。
如圖1B所示，它示出與金屬的使用相關(guān)的進(jìn)一步問(wèn)題，其中金屬層25未被平面化而是被蝕刻。然而，在把濕蝕刻該金屬層25返回絕緣層12以后，該光阻層25被從金屬層拉開(kāi)，從而考慮到不期望的金屬層部分的移除，如圖1B中不期望地被蝕刻的區(qū)域40所示。
因此，本領(lǐng)域中需要一種在半導(dǎo)體器件內(nèi)的開(kāi)孔內(nèi)形成半導(dǎo)體材料的新方法。也需要包含在那里形成的半導(dǎo)體材料的較好的結(jié)構(gòu)。
發(fā)明摘要根據(jù)本發(fā)明，提出一種在開(kāi)孔中提供導(dǎo)電材料的方法。該過(guò)程包括，首先導(dǎo)電材料在該開(kāi)孔中以及在至少一部分開(kāi)孔外的絕緣材料上形成。接著，含金屬的填充材料在至少一部分該導(dǎo)電材料上形成，從而使一些該含金屬的材料位于該開(kāi)孔內(nèi)部。然后移除該開(kāi)孔外的至少一部分導(dǎo)電材料。此后，該開(kāi)孔內(nèi)的至少一部分含金屬的填充材料被移除。
本發(fā)明還提供形成電容器的底電極的方法。在開(kāi)孔內(nèi)提供第二導(dǎo)電材料，與第一導(dǎo)電材料接觸。該開(kāi)孔外的至少一部分絕緣材料上也提供了該第二導(dǎo)電材料。接著，在該開(kāi)孔內(nèi)和該絕緣層上的至少一部分導(dǎo)電材料上提供含金屬的填充材料。然后移除該開(kāi)孔內(nèi)的至少一部分含金屬的填充材料，從而該第二導(dǎo)電材料形成電容器的底電極。
也包括一種在襯底上的絕緣層中的開(kāi)孔內(nèi)提供導(dǎo)電材料的方法，其中該開(kāi)孔接觸襯底表面的一部分。首先，導(dǎo)電材料淀積在至少一部分開(kāi)孔的內(nèi)部并且在該開(kāi)孔外的至少一部分絕緣材料的表面上。接著，含鎢的填充材料淀積在該襯底的表面部分上的至少一部分導(dǎo)電材料上以及該開(kāi)孔外的絕緣材料上。那時(shí)，該鎢材料至少部分地填充該開(kāi)孔。然后移除至少一部分含鎢的填充材料和該開(kāi)孔外的絕緣材料上的導(dǎo)電材料。該移除過(guò)程受平面化的影響。接著，至少一部分該含鎢的填充材料被從該開(kāi)孔移除。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，結(jié)構(gòu)由上面有絕緣材料的襯底組成。也有導(dǎo)電材料在該開(kāi)孔的至少一部分表面和該開(kāi)孔外的至少一部分絕緣材料上形成。含鎢的填充材料在該開(kāi)孔內(nèi)的至少一部分導(dǎo)電材料以及該開(kāi)孔外的絕緣材料上形成，從而該含鎢的填充材料至少部分地填充該開(kāi)孔。
本發(fā)明的另一個(gè)結(jié)構(gòu)也包含襯底以及在襯底上的絕緣材料。導(dǎo)電材料在該開(kāi)孔的大致所有內(nèi)表面上形成。含鎢的填充材料在該導(dǎo)電材料上形成并且大致填充該開(kāi)孔。該導(dǎo)電材料和含鎢的材料在該開(kāi)孔的頂部大致共面。
本發(fā)明的還有一個(gè)方法有益于形成電容器的底電極以及半導(dǎo)體器件內(nèi)的位線導(dǎo)電插塞。第一開(kāi)孔通過(guò)器件內(nèi)襯底上的絕緣材料的表面形成，從而至少一部分該開(kāi)孔接觸第一導(dǎo)電材料。然后，第二導(dǎo)電材料形成于接觸該第一導(dǎo)電材料的開(kāi)孔的至少一部分表面上，以及該開(kāi)孔外的絕緣材料的至少一部分表面上。保護(hù)層接著在該第二導(dǎo)電材料上形成。然后，第二開(kāi)孔通過(guò)該保護(hù)層和該絕緣材料上的第二導(dǎo)電材料以及該絕緣材料而形成。至少一部分該第二開(kāi)孔接觸第三導(dǎo)電材料。然后移除該保護(hù)層。含金屬的填充材料接著形成于該第一開(kāi)孔內(nèi)的第二導(dǎo)電材料上以及該開(kāi)孔外的絕緣材料上。
該含金屬的填充材料進(jìn)一步在該第二開(kāi)孔上形成，從而使該含金屬的填充材料至少部分填充第一和第二開(kāi)孔。從而，位線導(dǎo)電插塞在該第二開(kāi)孔內(nèi)形成。接著，移除至少一部分該含金屬的填充材料以及位于兩個(gè)開(kāi)孔外的絕緣材料上的導(dǎo)電材料。此后，至少一部分來(lái)自該第一開(kāi)孔的含金屬的填充材料被移除，以形成該電容器的底電極。
本發(fā)明也提供了一種平面化形成于開(kāi)孔上的導(dǎo)電材料的方法，而無(wú)須變形該材料。該導(dǎo)電材料與含金屬的填充材料接觸，從而該填充材料在該導(dǎo)電材料上并且至少部分地填充該開(kāi)孔。然后，該導(dǎo)電材料和該含金屬的填充材料被平面化，從而該導(dǎo)電材料和該填充材料的頂部與該開(kāi)孔的頂部大致共面。
通過(guò)下面的詳細(xì)說(shuō)明以及說(shuō)明了本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例的附圖，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加明顯。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1A和1B說(shuō)明了與平面化導(dǎo)電金屬器件有關(guān)的問(wèn)題。
圖2A是半導(dǎo)體器件在中間的制造步驟中的截面圖。
圖2B是圖2A所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖2C是圖2B所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖2D也是圖2B所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖2E是圖2C所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖2F是圖2F所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖3A是半導(dǎo)體器件在中間的制造步驟中的進(jìn)一步實(shí)施例的截面圖。
圖3B是圖3A所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖3C是圖3B所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖3D是圖3C所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖4A是半導(dǎo)體器件在中間的制造步驟中的進(jìn)一步實(shí)施例的截面圖。
圖4B是圖4A所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖4C是圖4B所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖4D是圖4C所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖5A是半導(dǎo)體器件在中間的制造步驟中的進(jìn)一步實(shí)施例的截面圖。
圖5B是圖5A所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖5C是圖5B所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖5D是圖5C所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖5E是圖5D所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖5F是圖5E所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖5G是圖5F所示器件在進(jìn)一步制造步驟中的截面圖。
圖6是基于處理器的系統(tǒng)的框圖，該系統(tǒng)包括使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的結(jié)構(gòu)的集成電路。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明以其寬泛的實(shí)施例針對(duì)在半導(dǎo)體器件內(nèi)的開(kāi)孔內(nèi)提供導(dǎo)電材料的方法，并且針對(duì)從中形成的結(jié)構(gòu)。
這里應(yīng)提及術(shù)語(yǔ)“襯底”和“晶片”，它們將被理解為包括硅、硅絕緣體(SOI)或硅藍(lán)寶石(SOS)結(jié)構(gòu)、經(jīng)摻雜或未經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體、由基座半導(dǎo)體基底支持的硅的外延層、以及其它半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。另外，當(dāng)下面的說(shuō)明中提及“襯底”或“晶片”，可以使用前面的過(guò)程步驟在該基座半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或基底的內(nèi)部或上面形成陣列、區(qū)域或結(jié)點(diǎn)。另外，該半導(dǎo)體材料無(wú)須是基于硅的，但可以基于硅-鍺、鍺、銦磷化物、或鎵砷化物。這里使用的術(shù)語(yǔ)“襯底”也可以指任何類(lèi)型的通用基座或基底結(jié)構(gòu)。
再次參考附圖，圖2A說(shuō)明了制造中間步驟中的半導(dǎo)體器件200。已示出襯底212和形成于該襯底212上的材料層214，該材料最好是如下的絕緣材料，例如硅氧化物或硼-磷-硅玻璃。該層214具有頂面215。用本領(lǐng)域中已知的方法，例如濕蝕刻和/或干蝕刻，在層214內(nèi)形成開(kāi)孔216。該開(kāi)孔216可以表示接觸開(kāi)孔或通路、甚至或者溝或凹槽，并且可以延伸也可以不延伸到該襯底表面(如虛線217所表示)。該開(kāi)孔216包括底面218和側(cè)壁220?？扇〉氖?，該底面218一般是水平表面，該側(cè)壁220從該表面開(kāi)始延伸。如圖2A所示，該側(cè)壁220可以與該底面218大致垂直，或者它們根據(jù)開(kāi)孔的特定使用環(huán)境而具有另一個(gè)期望的角度或形狀。此外，由底面218和側(cè)壁220定義的開(kāi)孔216可以是任何適合本領(lǐng)域技術(shù)人員的需求的形狀，包括常規(guī)的圓柱形。
現(xiàn)在參考圖2B，它描述了一種在開(kāi)孔216內(nèi)形成導(dǎo)電材料的說(shuō)明性的方法。導(dǎo)電材料222在定義開(kāi)孔216的表面218、220上形成。該導(dǎo)電材料形成于至少一部分該表面218、220上，并且最好形成于大部分或者甚至幾乎所有的內(nèi)表面218、220上。圖2B中，該導(dǎo)電材料222被示為材料的大致共形的單層，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以了解，該導(dǎo)電材料222可以是也可以不是共形的，并且也可以由兩個(gè)或多個(gè)層組成。該導(dǎo)電材料222最好由一種或多種VIII族金屬及其合金和復(fù)合物組成，這些金屬可以包括鉑、鈀、釕、銥、鋨和銠，以及像鉑-銠這樣的合金。鉑是本發(fā)明方法中使用的優(yōu)選的導(dǎo)電材料222。其它適合的導(dǎo)電材料包括例如金、銅和銀的其它過(guò)渡元素金屬和例如鋁的IIIa族和IVa族金屬，以及它們的合金和復(fù)合物。
該導(dǎo)電材料212可以用任何合適的方法在開(kāi)孔216內(nèi)形成，這些方法諸如濺射、化學(xué)汽相淀積(CVD)或低壓化學(xué)汽相淀積(LPCVD)、物理汽相淀積(PVD)、電鍍和無(wú)電鍍?？扇〉氖?，該導(dǎo)電材料222形成的厚度在幾埃到幾百埃的范圍內(nèi)，它根據(jù)技術(shù)人員的需要而改變。
如圖2B進(jìn)一步示出，該導(dǎo)電材料222最好延伸到該接觸開(kāi)孔的外部和層214的頂面215上。如圖2B所示，該導(dǎo)電材料222最好形成于層214的幾乎全部表面上，或可以形成于那里的任何部分并且隨后被蝕刻回來(lái)。圖2B中也示出該導(dǎo)電材料222的上邊緣223a和223b。該上邊緣223a、223b在由層214的上表面215形成的平面上延伸，并且它們被從該開(kāi)孔216的側(cè)壁220延伸上來(lái)的垂線的各個(gè)平面圍繞。
現(xiàn)在參考圖2C和2D，在形成該導(dǎo)電材料222之后，填充材料224接著淀積在該導(dǎo)電材料222上。該填充材料224可以是會(huì)在下文描述的平面化步驟中防止該導(dǎo)電材料222被大致變形或涂污的任何合適的材料。該填充材料224本身也應(yīng)能完成最終的移除和/或平面化過(guò)程。該填充材料224應(yīng)該比該導(dǎo)電材料222堅(jiān)固，甚至更可取的是比半導(dǎo)體工業(yè)中使用的典型的光阻材料堅(jiān)固?？扇〉氖牵撎畛洳牧?24大致由硬金屬組成，更為期望的是由含鎢的金屬組成，因此可以包括鎢、鎢合金、鎢復(fù)合物以及鎢化合物。例如，氮化鎢(WNx)是非常適合作為填充材料224的一種鎢化合物。該填充材料224可以用適當(dāng)?shù)牡矸e技術(shù)來(lái)淀積，譬如CVD或LPCVD，它們使用如WF6和氫化硅(SiH4)作為反應(yīng)物。其它合適的填充材料可以包括含鈦的金屬，它們可以包括鈦、鈦合金、鈦復(fù)合物以及像氮化鈦(TiN)這樣的鈦化合物。
可取的是，該填充材料224延伸到如圖2D所示的開(kāi)孔216的至少一部分中，或如圖2D說(shuō)明的那樣大致填充開(kāi)孔216。更為可取的是，該填充材料224會(huì)大致覆蓋該導(dǎo)電材料222的上邊緣223a、223b或者與它們大致共同延伸。在圖2C和2D中示出了這一實(shí)施例。甚至更為期望的是，該填充材料224在絕緣層214的頂面215上與該導(dǎo)電材料222大致共同延伸。該填充材料224將被分配到一個(gè)厚度，它一般處在幾百埃到幾千埃的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在參考圖2E，接著從器件210移除開(kāi)孔216外部和層214的頂面215上的導(dǎo)電材料222和填充材料224?？扇〉氖?，采用平面化技術(shù)實(shí)現(xiàn)移除過(guò)程，該技術(shù)一般涉及表面處材料的機(jī)械移除，并且一般包括半導(dǎo)體晶片制造中使用的平整和拋光過(guò)程。例如，這樣的平面化可以包括化學(xué)機(jī)械平面化(CMP)、化學(xué)機(jī)械拋光、使用襯墊和研磨膏劑的平面化過(guò)程、使用固定研磨襯墊(既可以單獨(dú)使用也可以與膏劑或其它液體成分組合使用)的平面化過(guò)程。平面化被用于移除表面材料從而在晶片制造過(guò)程中提供晶片表面的平整。優(yōu)選的移除方法是CMP。該移除或平面化處理也可以包括任何數(shù)量的由清洗步驟等改變的實(shí)際處理步驟，例如，若干時(shí)間周期的重復(fù)平面化。
如圖2E所示，該填充材料224起到在移除/平面化步驟中支持并保護(hù)下面的導(dǎo)電材料222的作用，從而大致防止該導(dǎo)電材料222被涂污、刻痕及變形，該變形例如，如圖1A中說(shuō)明的，開(kāi)孔216中形成的不期望的外伸量。因此，該導(dǎo)電材料層222大致保持不被變形。在平面化完成之后，該導(dǎo)電材料222和該上覆的填充材料224的部分大致全部被移除，該填充材料224處于層214的頂面215上。因此，在優(yōu)選的實(shí)施例中，各側(cè)壁220頂部的導(dǎo)電材料222與層214的頂面215大致共面。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，開(kāi)孔216內(nèi)剩下的填充材料也和層214的頂面215大致共面。
因此，如圖2F中所示，開(kāi)孔216內(nèi)的填充材料224的大致所有剩余部分被從器件移除。本發(fā)明中可使用任何移除填充材料的方法?？扇〉氖?，可以使用濕蝕刻或干蝕刻，或它們的組合來(lái)移除該填充材料。如果該填充材料224由優(yōu)選的鎢或含鎢的材料(如，氮化鎢)組成，則可用剝離的方式把該鎢材料從開(kāi)孔216內(nèi)部移除。作為圖2F中移除步驟的結(jié)果，該導(dǎo)電材料222完整無(wú)缺的留在開(kāi)孔216內(nèi)部，大致未被涂污或延伸到開(kāi)孔216里面。如圖2F所示，可取的是，導(dǎo)電材料222的共形層被留在側(cè)壁220和開(kāi)孔216的底面218上。仍然希望側(cè)壁的頂面與層214的頂面215大致共面。到現(xiàn)在為止，器件200已準(zhǔn)備好本領(lǐng)域的技術(shù)人員期望的進(jìn)一步處理。
現(xiàn)在參考圖3A，它示出另一個(gè)環(huán)境中本發(fā)明的一個(gè)附加實(shí)施例。按照常規(guī)處理技術(shù)通過(guò)在金屬化襯底307的表面部分305的暴露的接觸區(qū)域304之前形成接觸開(kāi)孔302來(lái)制造半導(dǎo)體期間結(jié)構(gòu)300的一部分。該接觸開(kāi)孔302可以用適當(dāng)?shù)奈g刻技術(shù)(譬如用氟化氫(HF)的濕蝕刻)通過(guò)層308形成，該層最好由絕緣材料構(gòu)成，譬如BPSG或其它適合的材料。層308具有頂面部分309。門(mén)棧晶體管321和322也被示出，其中每個(gè)又可起到字線或場(chǎng)效應(yīng)晶體管的作用。門(mén)棧321、322的側(cè)面可被用來(lái)把該開(kāi)孔302對(duì)準(zhǔn)襯底307，從而該開(kāi)孔可被描述為自對(duì)準(zhǔn)的接觸(SAC)開(kāi)孔。該器件300還包括襯底內(nèi)形成的場(chǎng)氧化區(qū)域325。按照本領(lǐng)域的技術(shù)任意可得到的過(guò)程，襯底307內(nèi)門(mén)棧晶體管間適當(dāng)?shù)匦纬山?jīng)摻雜的源/漏區(qū)330和335。進(jìn)一步用側(cè)壁340示出圖3A中的開(kāi)孔302。
現(xiàn)在參考圖3B，導(dǎo)電材料350以此前描述的方式淀積在開(kāi)孔302內(nèi)。正如前面所提出的，該導(dǎo)電材料最好是過(guò)渡元素金屬，例如，VIII族材料，且更理想的是鉑、鉑化合物或鉑合金，但也可以是由如前所述的其它導(dǎo)電材料金屬。該導(dǎo)電材料形成于層308的側(cè)壁340上、門(mén)棧321和322的側(cè)面上、以及襯底307的頂面305的暴露部分304上?？扇〉氖?，該導(dǎo)電材料大致覆蓋絕緣層308的頂面部分309。圖3B還示出接著淀積在該導(dǎo)電材料350上的填充材料360，同樣也如前所述。該填充材料360最好是鎢或鎢化合物，譬如氮化鎢、或任何其它合適的比下面的導(dǎo)電材料350堅(jiān)硬的材料，從而可以包括鈦以及像氮化鈦這樣的鈦化合物。如圖3B所示，該填充材料最好大致覆蓋導(dǎo)電材料350的頂邊部分375。更可取的是，該填充材料360在層308的頂面309上大致與導(dǎo)電材料350共同擴(kuò)展。
現(xiàn)在如圖3C所示，導(dǎo)電材料350的部分和接觸開(kāi)孔302外的上面的填充材料360接著被移除，最好通過(guò)上面描述的一種或多種平面化技術(shù)。結(jié)果，導(dǎo)電材料350的頂部理想地大致與層308的頂面309共面。
在圖3D中，現(xiàn)在從該接觸開(kāi)孔302內(nèi)移除填充材料360。理想情況下，大致所有的填充材料360用像蝕刻(如此前的描述)這樣的技術(shù)從器件310被移除。圖3D內(nèi)所示的器件現(xiàn)在準(zhǔn)備好技術(shù)人員所需的進(jìn)一步制造，包括進(jìn)一步的金屬化或其它導(dǎo)電材料在接觸開(kāi)孔302內(nèi)的導(dǎo)電材料350上附加的淀積。如圖3D所示，導(dǎo)電材料350的頂部仍然最好大致與層308的頂面309共面，并大致未被變形、彎曲或外伸到開(kāi)孔302內(nèi)。
現(xiàn)在參考圖4A，它提出了本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例。示出了用常規(guī)處理技術(shù)通過(guò)形成開(kāi)孔402來(lái)制造的半導(dǎo)體器件400。該處理的進(jìn)行先于用按照本發(fā)明描述的方法之一在定義開(kāi)孔402的表面上淀積底電極結(jié)構(gòu)。該器件400包括在襯底407內(nèi)形成的場(chǎng)氧化區(qū)域425，以及可能適當(dāng)?shù)乇粨诫s的源區(qū)和漏區(qū)430、435。門(mén)棧晶體管421和422也被示出，其中每個(gè)又可起到字線或場(chǎng)效應(yīng)晶體管的作用。由如BPSG這樣的絕緣材料構(gòu)成的第一層440在該結(jié)構(gòu)400的襯底407上形成。由如多晶硅這樣的電氣導(dǎo)電材料構(gòu)成的插塞445在開(kāi)孔447內(nèi)形成，它被提供在層440內(nèi)以提供襯底407的活動(dòng)源/漏區(qū)430的頂面448與稍后將在其上形成的存儲(chǔ)單元電容間的電氣通信。多晶硅插塞445上可形成一個(gè)或多個(gè)勢(shì)壘層，包括圖4A所示的層449a和449b。一個(gè)或多個(gè)勢(shì)壘層可由像氮化鈦、氮化鎢、硅化鈦這樣的化合物，或者可起到勢(shì)壘層作用的其它金屬氮化物或金屬硅化物層組成。第二絕緣層443在第一絕緣層440上形成。該開(kāi)孔402用像蝕刻這樣的有效方法被定義在該第二層443內(nèi)。
現(xiàn)在參考圖4B，導(dǎo)電材料450以此前描述的方式淀積在開(kāi)孔402內(nèi)。如前所述，該導(dǎo)電材料最好是過(guò)渡元素金屬或IIIa族或IVa族的金屬，并更期望是VIII族金屬，包括鉑、鉑化合物及鉑合金。該導(dǎo)電材料形成于層443的側(cè)壁457上，以及該開(kāi)孔402的底部458上。更可取的是，該導(dǎo)電材料450擴(kuò)展到該絕緣層443的頂面459上。
如圖4B所進(jìn)一步示出，填充材料465接著按如前所述地淀積在導(dǎo)電材料450上。填充材料465最好是鎢或諸如氮化鎢的鎢化合物，或其它合適的比下面的導(dǎo)電材料450更硬的材料。理想地，填充材料465大致覆蓋、與導(dǎo)電材料的頂角部分475共延伸。更理想地，填充材料大致與形成在層443的頂面上的導(dǎo)電材料共延伸。
如圖4C所示，現(xiàn)在移除導(dǎo)電材料450的部分以及該接觸開(kāi)孔402外上面的填充材料465，最好是通過(guò)上面描述的一種或多種平面化技術(shù)。結(jié)果，該導(dǎo)電材料450的頂部理想地大致與層443的頂面459共面。
圖4D中，該填充材料465從接觸開(kāi)孔402內(nèi)被移除。理想情況下，大致所有填充材料495用諸如蝕刻等技術(shù)被從器件400移除，如此前所述。如圖4D所示，該導(dǎo)電材料450從而起到電容器底電極的作用。介質(zhì)材料層用本領(lǐng)域已知的過(guò)程形成于該底電極450上。例如，該電介質(zhì)層可以是任何具有適當(dāng)?shù)慕殡姵?shù)的材料，譬如BaxSr(1-x)TiO3[BST]，BaTiO3，SrTiO3，PbTiO3，Pb(Zr，Ti)O3[PZT]，(Pb，La)(Zr，Ti)O3[PLZT]，(Pb，La)TiO3[PLT]，KNO3，Al2O3，Si3N4，SiO2，Ta2O5，TiO2，ZrO2，HfO2和LiNbO3。此后，第二或頂電極475形成于該介質(zhì)材料470上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該第二電極475也可以由VIII族金屬(最好是鉑或鉑合金)以及其它此前所述的導(dǎo)電材料金屬形成。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，這兩個(gè)電極的任一或兩者是由一般用于電容器電極結(jié)構(gòu)的任何導(dǎo)電材料形成的。每個(gè)電極是形成電極棧的幾個(gè)層之一也在本領(lǐng)域的范圍之內(nèi)。由此圖4D中的結(jié)構(gòu)能起到典型的存儲(chǔ)電容器的作用。
現(xiàn)在參考圖5A，它示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例能夠制造位線導(dǎo)電插塞。示出了用常規(guī)處理技術(shù)通過(guò)在襯底507上形成開(kāi)孔502和504來(lái)制造的半導(dǎo)體器件500。該器件500包括場(chǎng)氧化區(qū)域508。門(mén)棧晶體管509也被示出，其中每個(gè)又可起到字線或場(chǎng)效應(yīng)晶體管的作用。該器件500還包括適當(dāng)?shù)乇粨诫s的源/漏區(qū)510，它們根據(jù)技術(shù)人員可得到的過(guò)程在襯底507內(nèi)形成。由如BPSG這樣的絕緣材料構(gòu)成的第一層512在該襯底507上形成。第一導(dǎo)電插塞514在層512內(nèi)提供的開(kāi)孔內(nèi)形成，它提供襯底507內(nèi)的源/漏區(qū)510與稍后將在其上形成的位線導(dǎo)電插塞間的電氣通信。
該第一導(dǎo)電插塞514可以由適當(dāng)導(dǎo)電的材料形成，譬如多晶硅。第二和第三導(dǎo)電插塞516、518也在層512內(nèi)提供的開(kāi)孔內(nèi)形成，以提供源/漏區(qū)510與在其上形成的存儲(chǔ)單元電容器之間的電氣通信。該第二和第三導(dǎo)電插塞也可以由相同或不同于、但最好是多晶硅的適當(dāng)導(dǎo)電的材料形成。一個(gè)或多個(gè)勢(shì)壘層520、522形成于該第二和第三導(dǎo)電插塞516、518上。如上所述，該勢(shì)壘層可以從像氮化鈦、氮化鎢、硅化鈦這樣的化合物、或任何其它金屬氮化物或金屬硅化物層形成。此后，根據(jù)本領(lǐng)域已知的方法，第二絕緣層525用其中定義的開(kāi)孔502、504形成。開(kāi)孔502、504最好是用有效的蝕刻技術(shù)(如，濕蝕刻或干蝕刻)形成的接觸開(kāi)孔。
現(xiàn)在參考圖5B，導(dǎo)電材料530以此前描述的方式淀積在開(kāi)孔502、504內(nèi)。如前所述，該導(dǎo)電材料最好是VIII族材料，更理想的是鉑或鉑合金，但也可以利用其它過(guò)渡元素金屬(如，銅、銀和金)，以及諸如鋁的IIIa族或IVa族金屬。該導(dǎo)電材料形成于絕緣層525中的開(kāi)孔502、504內(nèi)的側(cè)壁532上，以及開(kāi)孔的底部534上。該導(dǎo)電材料也最好在層525的頂面536上形成。
圖5C進(jìn)一步示出接著用有效的技術(shù)淀積在包含導(dǎo)電材料530的該結(jié)構(gòu)500上的保護(hù)層540。可取的是，該保護(hù)層540是一個(gè)光阻層。該保護(hù)層用于在絕緣層525內(nèi)形成開(kāi)孔，該開(kāi)孔充當(dāng)接觸開(kāi)孔542，隨后形成用于位線導(dǎo)電插塞的多晶硅插塞514。該接觸開(kāi)孔542接著用適當(dāng)?shù)奈g刻技術(shù)(例如，用CF4，CHF3和氬氣的干蝕刻)被蝕刻。圖5B中，蝕刻終點(diǎn)是該多晶硅插塞514的頂面。
此后，如圖5D所示，該保護(hù)層540，如光阻層，被移除。接著，填充材料545如此前所述地淀積在該結(jié)構(gòu)500上。該填充材料最好是硬金屬、金屬合金或金屬化合物，譬如鎢或像氮化鎢這樣的鎢化合物，或者任何其它適當(dāng)?shù)谋认旅娴膶?dǎo)電材料530堅(jiān)硬的材料。如果需要，接觸開(kāi)孔542內(nèi)鈦或氮化鈦的淀積步驟可以先于該填充材料淀積步驟。該鈦材料將涂覆該接觸開(kāi)孔542的內(nèi)部以增進(jìn)絕緣層525內(nèi)金屬的附著。例如，該鈦材料可以用CVD過(guò)程來(lái)淀積。
接著如圖5E所示，接著移除導(dǎo)電材料530的部分以及接觸開(kāi)孔502、504、542外的上面的填充材料545，最好是通過(guò)上述的一種或多種平面化技術(shù)，例如CMP。該含金屬的填充材料545起到使該導(dǎo)電材料免于擴(kuò)散或涂污到該接觸開(kāi)孔502、504內(nèi)的作用。作為平面化的結(jié)果，該導(dǎo)電材料530的頂部最好大致與該絕緣層525的頂面536共面。此外，接觸開(kāi)孔502、504和542內(nèi)的填充材料545的頂部最好大致與層525的頂面536共面。
現(xiàn)在參考圖5F和5G，接觸開(kāi)孔542內(nèi)的填充材料現(xiàn)在形成和多晶硅插塞514接觸的位線導(dǎo)電插塞545a。接著，保護(hù)帽555淀積在位線導(dǎo)電插塞545a上。該保護(hù)帽最好由像氧化物這樣幾乎不導(dǎo)電的材料形成。此后如圖5G所示，該填充材料545從接觸開(kāi)孔502、504的內(nèi)部被移除。理想情況下，大致所有的填充材料545用此前描述的諸如蝕刻等技術(shù)從接觸開(kāi)孔502、504被移除。由此該導(dǎo)電材料530可起到電容器底電極的作用，正如圖4A到4D所說(shuō)明的那樣。
這里描述的結(jié)構(gòu)在半導(dǎo)體工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用性，這至少部分是因?yàn)樗鼈兏倪M(jìn)的電氣特征。圖6中的600處一般說(shuō)明了一種包括集成電路的典型處理器系統(tǒng)，這些集成電路利用按照本發(fā)明形成的一種或多種結(jié)構(gòu)。處理器系統(tǒng)，譬如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，一般包括中央處理單元(CPU)610、與一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(I/O)設(shè)備640進(jìn)行通信的微處理器、以及總線系統(tǒng)670上的硬驅(qū)動(dòng)器，該總線系統(tǒng)可能包括一根或多根總線和/或總線橋。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600也包括硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器620、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器630、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)660、只讀存儲(chǔ)(ROM)680以及，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括其它外圍設(shè)備，譬如也在總線670上與CPU610進(jìn)行通信的光盤(pán)(CD)ROM驅(qū)動(dòng)器630。本發(fā)明可用于一種或多種處理器、RAM和ROM、或包含處理器和單板存儲(chǔ)器的芯片。雖然圖6示出一個(gè)示例性的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其它的許多結(jié)構(gòu)也是可能的。
上面的描述是說(shuō)明性的示例性實(shí)施例，它們能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的、特性和優(yōu)點(diǎn)。顯而易見(jiàn)，可以對(duì)已描述的實(shí)施例進(jìn)行許多變化、修改和替代而無(wú)須背離本發(fā)明的精神或范圍。本發(fā)明并非被視作受到上述說(shuō)明或?qū)嵤├南拗?，而只受所附?quán)利要求的范圍所限。
權(quán)利要求
1.一種在開(kāi)孔內(nèi)提供導(dǎo)電材料的方法，其特征在于包括在所述開(kāi)孔內(nèi)和所述開(kāi)孔外的至少一部分絕緣材料上形成所述導(dǎo)電材料；在至少一部分所述導(dǎo)電材料上形成含金屬的填充材料，從而使至少一些所述含金屬的填充材料位于所述開(kāi)孔中；移除所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料上的至少一部分所述導(dǎo)電材料；以及從所述開(kāi)孔移除至少一部分所述含金屬的填充材料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含金屬的填充材料比所述導(dǎo)電材料堅(jiān)固。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述含金屬的填充材料是含鎢的填充材料。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述含鎢的填充材料是鎢或氮化鎢。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述含金屬的填充材料是含鈦的填充材料。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述含鈦的填充材料是氮化鈦。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述移除過(guò)程通過(guò)平面化進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述移除過(guò)程通過(guò)化學(xué)機(jī)械平面化進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料的所述形成過(guò)程在所述開(kāi)孔的大部分表面上進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料的所述形成過(guò)程在所述開(kāi)孔的幾乎所有表面上進(jìn)行。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含金屬的填充材料的所述形成過(guò)程在幾乎所有所述導(dǎo)電材料上進(jìn)行。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料具有曾在所述絕緣材料上形成的頂邊部分，并且進(jìn)行所述含金屬的填充材料的所述形成過(guò)程從而大致覆蓋所處頂邊部分。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在移除所述含金屬的填充材料以及在所述絕緣材料上的所述導(dǎo)電材料之后，所述導(dǎo)電材料與所述絕緣材料的頂面部分大致共面。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述含金屬的填充材料與所述絕緣材料的頂面部分大致共面。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，幾乎所有所述含金屬的填充材料被從所述開(kāi)孔移除。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述含金屬的填充材料通過(guò)蝕刻被從所述開(kāi)孔移除。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述絕緣材料選自包含硅氧化物和硼-磷-硅玻璃的組中至少一種。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用化學(xué)汽相淀積或低壓化學(xué)汽相淀積工藝在所述開(kāi)孔上形成所述導(dǎo)電材料。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用物理汽相淀積工藝在所述開(kāi)孔上形成所述導(dǎo)電材料。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用無(wú)電鍍?cè)谒鲩_(kāi)孔上形成所述導(dǎo)電材料。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用電鍍?cè)谒鲩_(kāi)孔上形成所述導(dǎo)電材料。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料在所述開(kāi)孔上的大致共形的層內(nèi)形成。
22.一種形成電容器的底電極的方法，其特征在于包括分配第二導(dǎo)電材料，它帶有與第一導(dǎo)電材料接觸的開(kāi)孔并且處于所述開(kāi)孔外的至少一部分絕緣材料上；在所述開(kāi)孔內(nèi)以及在所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料上的至少一部分所述導(dǎo)電材料上提供含金屬的填充材料；從所述開(kāi)孔內(nèi)部移除至少一部分所述含金屬的填充材料，從而所述第二導(dǎo)電材料形成底電極。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，至少一部分所述開(kāi)孔接觸所述開(kāi)孔下的第一導(dǎo)電層。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電材料是所述開(kāi)孔下的導(dǎo)電插塞。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電材料接觸所述器件的所述襯底。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料是容器電容器的底電極。
27.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料在大致所有所述開(kāi)孔的表面上形成。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料在大致所有所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料的大致所有表面上形成。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料在所述第一導(dǎo)電材料上形成一個(gè)共形的層。
30.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料由化學(xué)汽相淀積或低壓化學(xué)汽相淀積提供。
31.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料由物理汽相淀積提供。
32.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料由電鍍提供。
33.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料由無(wú)電鍍提供。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料被提供的深度在幾百埃到幾千埃的范圍內(nèi)。
35.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述含金屬的填充材料是鎢或氮化鎢并且與所述第二導(dǎo)電材料大致共同延伸。
36.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，大致所有所述導(dǎo)電材料和在所述絕緣材料上的所述含金屬的填充材料被移除。
37.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，大致所有所述含金屬的填充材料被從所述開(kāi)孔移除。
38.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述含金屬的填充材料是氮化鈦。
39.一種在襯底上的絕緣材料上形成的開(kāi)孔內(nèi)提供導(dǎo)電材料的方法，其中所述開(kāi)孔與所述襯底的表面部分接觸，其特征在于包括在至少一部分所述開(kāi)孔內(nèi)側(cè)和所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料的至少一部分表面上淀積導(dǎo)電材料；在所述襯底的所述表面部分和所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料上的至少一部分所述導(dǎo)電材料上淀積含鎢的填充材料，其中所述含鎢的填充材料至少部分地填充所述開(kāi)孔并且支持所述導(dǎo)電材料；移除至少一部分所述含鎢的填充材料以及在所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料上的所述導(dǎo)電材料，所述的移除過(guò)程受到平面化的影響；以及從所述開(kāi)孔移除至少一部分所述含鎢的填充材料。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，形成所述導(dǎo)電材料以接觸在所述襯底內(nèi)形成的活動(dòng)區(qū)域。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料還在所述開(kāi)孔的邊上形成。
42.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料至少是從包括過(guò)渡元素金屬、IIIa族金屬和IVa族金屬的組中選擇的一項(xiàng)。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料至少是從包括VIII族金屬、銅、銀、金和鋁的組中選擇的一項(xiàng)。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料選自包括VIII族金屬、鉑、鋨、銥和銠的組。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電材料是鉑或鉑合金。
46.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，形成所述含鎢的填充材料，與所述導(dǎo)電材料大致共同延伸。
47.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，形成所述含鎢的填充材料以大致填充所述開(kāi)孔。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，在所述含鎢的填充材料的所述平面化期間，所述導(dǎo)電材料大致未被變形。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述的平面化從而使所述導(dǎo)電材料的頂部與所述絕緣層的頂面大致共面。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述的平面化從而使所述導(dǎo)電材料與所述含鎢的填充材料大致共面。
51.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所述平面化是化學(xué)機(jī)械的平面化。
52.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，大致所有的所述含鎢的填充材料被從所述開(kāi)孔移除。
53.一種用于在開(kāi)孔內(nèi)提供導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)，其特征在于包括襯底；在所述襯底上的絕緣材料；導(dǎo)電材料，形成于所述開(kāi)孔的至少一部分表面上和所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料的至少一部分表面上；含鎢的填充材料，形成于所述開(kāi)孔內(nèi)和所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料上的至少一部分所述導(dǎo)電材料上，其中所述含鎢的填充材料至少部分地填充所述開(kāi)孔。
54.如權(quán)利要求53所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開(kāi)孔還包括一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁和一個(gè)底面。
55.如權(quán)利要求54所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電材料在所述開(kāi)孔的幾乎全部表面上形成。
56.如權(quán)利要求53所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電材料與所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料的表面大致共同延伸。
57.如權(quán)利要求66所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣層是從包括二氧化硅和BPSG的組中選擇的至少一項(xiàng)。
58.如權(quán)利要求57所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣材料是BPSG。
59.如權(quán)利要求53所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述含鎢的填充材料大致比所述導(dǎo)電材料堅(jiān)固并且與所述絕緣材料上的所述導(dǎo)電材料大致共同延伸。
60.如權(quán)利要求59所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述含鎢的填充材料是鎢或氮化鎢。
61.如權(quán)利要求53所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述含鎢的填充材料與所述絕緣材料上的所述導(dǎo)電材料共同延伸。
62.如權(quán)利要求61所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電材料是從包括過(guò)渡元素金屬、IIIa族金屬和IVa族金屬的組中選擇的至少一項(xiàng)。
63.如權(quán)利要求62所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電材料是從包括鉑、銠、銥、鋨、銅、銀、金和鋁組成的組中選擇的至少一項(xiàng)。
64.如權(quán)利要求63所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述含鎢的填充材料大致填充所述開(kāi)孔。
65.一種用于在開(kāi)孔內(nèi)提供導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)，其特征在于包括襯底；在所述襯底上的絕緣材料；大致在所述開(kāi)孔的所有內(nèi)表面上形成的導(dǎo)電材料；在所述導(dǎo)電材料上形成的含鎢的填充材料，其中所述含鎢的填充材料大致填充所述開(kāi)孔，并且其中所述導(dǎo)電材料和所述含鎢的填充材料在所述開(kāi)孔的頂部大致共面。
66.如權(quán)利要求65所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開(kāi)孔的所述內(nèi)表面包括一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁和一個(gè)底面。
67.如權(quán)利要求66所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開(kāi)孔的所述底面在導(dǎo)電插塞上。
68.如權(quán)利要求65所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣材料具有一個(gè)頂面從而所述導(dǎo)電材料和所述含鎢的填充材料與所述頂面大致共面。
69.如權(quán)利要求65所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電材料是鉑或鉑合金。
70.如權(quán)利要求69所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電材料和所述含鎢的填充材料被平面化。
71.如權(quán)利要求70所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電材料幾乎未被變形。
72.一種在半導(dǎo)體器件內(nèi)形成電容器的底電極和位線導(dǎo)電插塞的方法，其特征在于包括通過(guò)所述器件內(nèi)的襯底上提供的絕緣材料的表面提供第一開(kāi)孔，其中至少一部分所述開(kāi)孔接觸第一導(dǎo)電材料；在和所述第一導(dǎo)電材料接觸的所述開(kāi)孔的至少一部分表面上以及在所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料的至少一部分表面上提供第二導(dǎo)電材料；在所述第二導(dǎo)電材料上提供保護(hù)層；通過(guò)所述保護(hù)層、在所述絕緣材料上的所述第二導(dǎo)電層、以及所述絕緣材料提供第二開(kāi)孔，其中至少一部分所述第二開(kāi)孔接觸第三導(dǎo)電材料；移除所述保護(hù)層；在所述第一開(kāi)孔內(nèi)以及在所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料上的所述第二導(dǎo)電材料上提供含金屬的填充材料，其中進(jìn)一步在所述第二開(kāi)孔上提供所述含金屬的填充材料，從而所述含金屬的填充材料至少部分填充所述開(kāi)孔以在所述第二開(kāi)孔內(nèi)形成位線導(dǎo)電插塞；移除至少一部分所述含金屬的填充材料以及在所述開(kāi)孔外的所述絕緣材料上的所述導(dǎo)電材料；以及從所述第一開(kāi)孔移除至少一部分所述含金屬的填充材料以便形成所述電容器的所述底電極。
73.如權(quán)利要求72所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料被提供在和第一導(dǎo)電材料接觸的所述第一開(kāi)孔的大致所有表面上。
74.如權(quán)利要求73所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料至少是從由VIII族金屬鉑、銠、鋨和銥、過(guò)渡元素金屬金、銀和銅、以及鋁組成的組中選擇的一項(xiàng)，并且是用化學(xué)汽相淀積過(guò)程提供的。
75.如權(quán)利要求74所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層是一個(gè)光阻層。
76.如權(quán)利要求75所述的方法，其特征在于，所述光阻層被提供在大致所有的所述第二導(dǎo)電材料上以便大致與此共延伸。
77.如權(quán)利要求76所述的方法，其特征在于，所述第二開(kāi)孔是通過(guò)蝕刻提供的。
78.如權(quán)利要求77所述的方法，其特征在于，所述蝕刻是干蝕刻。
79.如權(quán)利要求78所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述干蝕刻以便在所述第三導(dǎo)電材料的表面上產(chǎn)生蝕刻終點(diǎn)。
80.如權(quán)利要求79所述的方法，其特征在于，所述第三導(dǎo)電材料是多晶硅插塞。
81.如權(quán)利要求80所述的方法，其特征在于，提供所述含金屬的填充材料與所述第一開(kāi)孔外的所述第二導(dǎo)電材料共面。
82.如權(quán)利要求81所述的方法，其特征在于，在所述第二開(kāi)孔內(nèi)提供所述含金屬的填充材料以大致填充所述開(kāi)孔。
83.如權(quán)利要求82所述的方法，其特征在于，從所述絕緣材料上移除所述含金屬的填充材料和所述導(dǎo)電材料是通過(guò)平面化進(jìn)行的。
84.如權(quán)利要求83所述的方法，其特征在于，所述平面化是化學(xué)機(jī)械的平面化。
85.如權(quán)利要求84所述的方法，其特征在于，從所述第一開(kāi)孔移除大致所有的所述含金屬的填充材料以便形成所述電容器的底電極。
86.如權(quán)利要求85所述的方法，其特征在于，先于從所述第一開(kāi)孔移除大致所有的所述含金屬的填充材料，一個(gè)氧化層淀積在含有所述位線導(dǎo)電插塞的所述第二開(kāi)孔上。
87.如權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于，還包括在所述底電極上提供一種介質(zhì)材料。
88.如權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于，還包括在所述介質(zhì)上提供第四導(dǎo)電材料。
89.一種無(wú)須大致變形所述材料而平面化形成于開(kāi)孔上的導(dǎo)電材料的方法，其特征在于包括用含金屬的填充材料接觸所述導(dǎo)電材料，從而使所述填充材料在所述導(dǎo)電材料上并且至少部分填充所述開(kāi)孔；以及平面化所述導(dǎo)電材料和所述含金屬的填充材料，其中所述導(dǎo)電材料的頂部和所述填充材料大致與所述開(kāi)孔的頂部共面。
90.如權(quán)利要求89所述的方法，其特征在于，所述平面化是用化學(xué)機(jī)械的平面化進(jìn)行的。
91.如權(quán)利要求89所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述的接觸以便在所述平面化期間支持所述的導(dǎo)電材料。
92.如權(quán)利要求89所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行所述接觸之前，所述導(dǎo)電材料還在所述開(kāi)孔外形成。
93.如權(quán)利要求92所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行所述平面化之前，所述填充材料還在所述開(kāi)孔外形成。
94.如權(quán)利要求93所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述的接觸以便用所述填充材料大致填充所述開(kāi)孔。
95.如權(quán)利要求94所述的方法，其特征在于，還包括在所述平面化之后從所述開(kāi)孔移除大致所有所述的填充材料。
全文摘要
在絕緣材料內(nèi)形成的開(kāi)孔中提供導(dǎo)電材料。該過(guò)程包括首先在至少一部分該開(kāi)孔和該開(kāi)孔外的至少一部分絕緣材料上形成導(dǎo)電材料。接著，含金屬的填充材料在開(kāi)孔內(nèi)部并且也在該開(kāi)孔外的絕緣材料上的至少一部分導(dǎo)電材料上形成。該含金屬的填充材料至少部分地填充該開(kāi)孔。然后，至少一部分該含金屬的材料以及該開(kāi)孔外的導(dǎo)電材料被移除。此后，該開(kāi)孔內(nèi)的至少一部分含金屬的填充材料接著被移除。
文檔編號(hào)H01L21/768GK1636262SQ01816832
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2001年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月31日
發(fā)明者S·楊, J·M·德?tīng)柲?申請(qǐng)人:微米技術(shù)股份有限公司