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半導(dǎo)體器件及其制造方法

文檔序號:6927338閱讀:273來源:國知局
專利名稱:半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本公開內(nèi)容涉及制造半導(dǎo)體器件的方法,更具體涉及包括多層、柱狀 物型存儲節(jié)點(multi-layered, pillar type storage node)的半導(dǎo)體器件以及 制造所述半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)
近來,隨著存儲器件通過快iliL艮的小型化半導(dǎo)體加工工藝已經(jīng)高度 集成,單位單元的面積顯著地減小并且低電壓用作操作電壓。然而,雖然 單元面積已經(jīng)減小,但有益的是,保持存儲器件操作中所需要的電容量大 于25fF/單元以防止刷新時間縮短和軟^錯誤(soft error)產(chǎn)生。
在這種情況下,正開發(fā)采用高k介電層以確保在下一代DRAM器件 中所需電容量的金屬絕緣體金屬(MIM)型電容器。這樣的電容器使用 TiN或Ru來形成存儲節(jié)點。此外,在采用小于50 nm的金屬化技術(shù)的半 導(dǎo)體DRAM生產(chǎn)線中,有效的單元面積顯著減小,該單元的電容器形成 為具有存儲節(jié)點結(jié)構(gòu),所述存儲節(jié)點結(jié)構(gòu)具有諸如圓、橢圓或卵形或柱狀 物的形狀。
然而,當(dāng)增加具有柱狀物形狀的存儲節(jié)點的高度以獲得明顯更高的電 容量時,在相鄰存儲結(jié)點之間產(chǎn)生傾斜現(xiàn)象,如圖1所示,并因此可產(chǎn)生 電缺陷。
圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)中存儲節(jié)點傾斜現(xiàn)象的圖像。參考圖1,由于存 儲節(jié)點朝向彼此傾斜或甚至它們接觸在一起,因此在相鄰存儲節(jié)點之間存 在橋接(bridge )。

發(fā)明內(nèi)容
在一個或更多個實施方案中,半導(dǎo)體器件能夠防止在相鄰存儲節(jié)點之 間發(fā)生傾斜現(xiàn)象,并且一個或更多個實施方案是制造所述半導(dǎo)體器件的方 法。
此外,在一個或更多個實施方案中,包括柱狀物型存儲節(jié)點的半導(dǎo)體 器件即使在柱狀物高度增加時也能夠確保大的電容量,并且一個或更多個 實施方案是制造所述半導(dǎo)體器件的方法。
一個或更多個實施方案包括半導(dǎo)體器件,所述半導(dǎo)體器件包括多個 多層柱狀物型存儲節(jié)點、支撐每個存儲節(jié)點并且部分地提供開口至存儲節(jié) 點之間區(qū)域的支撐層、覆蓋所述存儲節(jié)點和支撐層的介電層、以及在所述 介電層上方形成的板電極(plate electrode),其中所述支撐層具有一體化 結(jié)構(gòu)(integral structure )。
在一個或更多個實施方案中,制造半導(dǎo)體器件的方法包括形成多個 多層柱狀物型存儲節(jié)點,每個多層柱狀物型存儲節(jié)點均掩埋在多個模層 (mold layer)中,其中所述多層柱狀物型存儲節(jié)點的最上層由支撐層固 定;蝕刻所述支撐層的一部分以形成開口;和通過所述開口供給蝕刻溶液 以移除所述多個模層。
在一個或更多個實施方案中,制造半導(dǎo)體器件的方法包括在襯底上 形成第一模層,蝕刻第一模層以形成第一開口區(qū)域,形成掩埋在第一開口 區(qū)域中的第一柱狀物型存儲節(jié)點,在第 一模層和第一柱狀物型存儲節(jié)點上 形成包括開口的支撐層,其中所述開口作為蝕刻溶液滲透通過的路徑,在 所述支撐層上形成第二模層,蝕刻所述第二模層和支撐層以形成暴露第一 柱狀物型存儲節(jié)點頂表面的第二開口區(qū)域,形成掩埋在第二開口區(qū)域中的 第二柱狀物型存儲節(jié)點,和供給蝕刻溶液以移除第一和第二模層。


在附圖中的圖中,通過示例而非限制地來說明各個實施方案。
圖l是顯示現(xiàn)有技術(shù)中存儲節(jié)點傾斜現(xiàn)象的圖像。
圖2A;1才艮據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的截面圖。圖2B是根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的透視圖。
圖3A是根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的截面圖。
圖3B是根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的透視圖。
圖4A是顯示用于一個或更多個實施方案的存儲節(jié)點結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖4B是用于一個或更多個實施方案的支撐層的平面圖。
圖4C是用于一個或更多個實施方案的支撐層的圖像。
圖5A是根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的透視圖。
圖5B是根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的透視圖。
圖6是根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的截面圖。
圖7A 7J是說明根據(jù)一個或更多個實施方案制造半導(dǎo)體器件的方法 的各階段截面圖。
圖8A~8J是說明根據(jù)一個或更多個實施方案制造半導(dǎo)體器件的方法 的各階段截面圖。
圖9A ~ 9K是說明才艮據(jù)一個或更多個實施方案制造半導(dǎo)體器件的方法 的各階段截面圖。
圖10A ~ 10K是說明根據(jù)一個或更多個實施方案制造半導(dǎo)體器件的方 法的各階段截面圖。
圖11是根據(jù)一個或更多個實施方案的多層、柱狀物型存儲節(jié)點的圖像。
具體實施例方式
通過以下描述可理解一個或多個實施方案的其它目的和優(yōu)點,并且通 過參考一個或多個實施方案,所述其它目的和優(yōu)點將變得顯而易見。在圖 中,將層和區(qū)域的尺度放大以清楚地說明。相同附圖標(biāo)記表示相同元件, 也應(yīng)理解,當(dāng)層、膜、區(qū)域或板被稱為在另一個層、膜、區(qū)域或板"之上/ 上,,時,其可直接在另一個之上?;蛘?,其也可以在一個或更多個中間層膜和區(qū)域之上。但是,也可存在板。
一個或更多個實施方案使用支撐層來防止存儲節(jié)點在濕浸出工藝(wet dip out process)中傾斜。在一個或更多個實施方案中,存儲節(jié)點具有柱狀 物型結(jié)構(gòu)并且將柱狀物型存儲節(jié)點堆疊兩次或更多次。為了形成多層、柱 狀物型存儲節(jié)點,重復(fù)實施沉積和蝕刻模層的工藝兩次或更多次。通過沉 積和蝕刻模層超過兩次,可防止可能由蝕刻所有模層一次所產(chǎn)生的諸如"未 打開"的缺陷。此外,與圓柱或凹陷型存儲節(jié)點相比,通過采用柱狀物型存 儲節(jié)點,能夠確斜目鄰存儲節(jié)點之間充分的間距,這對于高度集成是有利 的。
為了防止在模層的濕浸出工藝期間存儲節(jié)點變得傾斜,形成支撐層用 于支撐最上面的存儲節(jié)點。
在多層、柱狀物型存儲節(jié)點結(jié)構(gòu)中,為了4吏得下部存儲節(jié)點的頂部線 寬(頂部CD)大于上部存儲節(jié)點的底部線寬(底部CD), 1吏得在形成上 部存儲節(jié)點的工藝中的未對準(zhǔn)最小化。
為了最大化存儲節(jié)點層之間的套刻容限同時增加存儲節(jié)點的有效面 積,在通過使用濕化學(xué)品加寬開口區(qū)域的工藝中,控制工藝以在相鄰開口 區(qū)域之間不導(dǎo)致短路。此外,能夠確保存儲節(jié)點的底部CD。
通過堆疊具有不同濕蝕刻速率的材料形成多個模層。
圖2A是根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的截面圖。圖2B說 明才艮據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的透視圖。
如圖2A和2B所示,在襯底11上形成掩埋存儲節(jié)點接觸塞13的層間 絕緣層12。在層間絕緣層12上形成連接至存儲節(jié)點接觸塞13的多個雙層 柱狀物型存儲節(jié)點15A和15B。最上面的柱狀物型存儲節(jié)點15B通過支撐 層16A牢固地固定,并且支撐層16A被部分打開。即,支撐層16A具有 開口。圖2B說明開口 16C。存儲節(jié)點接觸塞13包括多晶硅層或金屬導(dǎo)電 層。半導(dǎo)體器件可還包括在存儲節(jié)點接觸塞13上的阻擋金屬諸如Ti或 Ti/TiN。柱狀物型存儲節(jié)點15A和15B包括金屬氮化物層、金屬層及其組 合中的一種。例如,柱狀物型存儲節(jié)點15A和15B包括TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的一種。
柱狀物型存儲節(jié)點15A和15B形成堆疊的第一柱狀物型存儲節(jié)點15A 和第二柱狀物型存儲節(jié)點15B的雙層堆疊結(jié)構(gòu)。第一存儲節(jié)點15A的下部
10由蝕刻停止層14支撐,并且第一存儲節(jié)點15A的頂部CD大于第二存儲 結(jié)15B的底部CD。在第一存儲節(jié)點15A頂表面中形成槽C。在槽C上布 置第二存儲節(jié)點15B的下部,所述槽C可構(gòu)造進(jìn)一步穩(wěn)定的多層柱狀物結(jié) 構(gòu)。第一存儲節(jié)點15A的高度H1可小于第二存儲節(jié)點15B的高度H2。 例如,每個柱狀物型存儲節(jié)點的高度為2000 ~ 20000A。
圖3A是根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的截面圖。圖3B是 根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的透視圖。
如圖3A和3B所示,在襯底11上形成其中掩埋存儲節(jié)點接觸塞13的 層間絕緣層12。在層間絕緣層12上形成連接至存儲節(jié)點接觸塞13的多個 雙層疊柱狀物型存儲節(jié)點15A和15B。最上面的柱狀物型存儲節(jié)點15B通 過支撐層16B牢固地固定,并且支撐層16B被部分打開。即,支撐層16B 具有開口。圖3B說明開口16C。存儲節(jié)點接觸塞13包括多晶硅層或金屬 導(dǎo)電層。半導(dǎo)體器件還可包括在存儲節(jié)點接觸塞13上的阻擋金屬諸如Ti 或Ti/TiN。柱狀物型存儲節(jié)點15A和15B包括金屬氮化物層、金屬層及其 組合中的一種。例如,柱狀物型存儲節(jié)點15A和15B包括TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的一種。
柱狀物型存儲節(jié)點15A和15B形成第 一柱狀物型存儲節(jié)點15A和第二 柱狀物型存儲節(jié)點15B的雙層堆疊結(jié)構(gòu)。第一存儲節(jié)點15A的下部由蝕刻 停止層14支撐,并且第一存儲節(jié)點15A的頂部CD大于第二存儲結(jié)15B 的底部CD。在第一存儲節(jié)點15A頂表面中形成槽C。在槽C上布置第二 存儲節(jié)點15B的下部,所述槽C可構(gòu)造進(jìn)一步穩(wěn)定的多層柱狀物結(jié)構(gòu)。第 一存儲節(jié)點15A的高度Hl可小于第二存儲節(jié)點15B的高度H2。例如, 每個柱狀物型存儲節(jié)點的高度為2000 ~ 20000A。
在一個或更多個實施方案中,支撐層16A支撐第二存儲節(jié)點15B的上 部。而在一個或更多個實施方案中,支撐層16B支撐第二存儲節(jié)點15B的 中部。
圖4A是顯示用于一個或更多個實施方案中的存儲節(jié)點結(jié)構(gòu)的透視圖。 圖4B是用于一個或更多個實施方案中的支撐層的平面圖。
如圖4A所示,第一柱狀物型存儲節(jié)點15A和第二柱狀物型存儲節(jié)點 15B形成具有鋸齒形陣列(zigzag array)的雙層堆疊結(jié)構(gòu)。
參考圖4B,形成支撐作為雙層堆疊結(jié)構(gòu)最上層的第二存儲節(jié)點15B
ii的支撐層16A或16B。支撐層16A或16B在其某一區(qū)域中具有開口 16C。 開口 16C可規(guī)則和重復(fù)地布置,并具有花生形狀。開口 16C用于在后續(xù)濕 浸出工藝中為濕化學(xué)品提供擴(kuò)^:路徑。參考圖4B,通過開口 16C暴露6 個相鄰第二存儲節(jié)點的側(cè)壁。在一個或更多個實施方案中,通過開口 16C 暴露的第二存儲節(jié)點的數(shù)目可等于或大于6。
由于支撐層16A或16B具有支撐與其相鄰的第二柱狀物型存儲節(jié)點 15B的一體化結(jié)構(gòu),所以能夠非常強地支撐相鄰存儲節(jié)點并防止相鄰存儲 節(jié)點之間發(fā)生傾斜。同時,支撐層16A或16B可具有支撐第二存儲節(jié)點外 壁的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。然而,由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可在后續(xù)工藝中不可避免地?fù)p失,所 以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的支撐力變得比一體化結(jié)構(gòu)較弱。即,具有一體化結(jié)構(gòu)的支撐 層16A或16B可以以比網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的支撐層更強的支撐力來支撐第二存儲節(jié) 點15B。
支撐層16A或16B可包括絕緣層,并且絕緣層可包括氮化物層或未摻 雜的多晶硅層。通常,未摻雜的多晶硅層具有絕緣性能。支撐層16A或16B 可具有200 ~ 1000A的厚度。在支撐層16A或16B中形成的開口 16C在尺 寸和數(shù)目上沒有限制,但是其具有能夠4^供用于濕蝕刻溶液的路徑的最小 尺寸和最小數(shù)目。
圖4C是用于一個或更多個實施方案的支撐層的圖像。參考圖4C,在 支撐層中包含的開口具有花生形狀。使用多個開口并且重復(fù)布置它們。
圖5A是根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的透視圖。圖5B是 根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的透視圖。
如圖5A和5B所示,在襯底11上形成其中掩埋存儲節(jié)點接觸塞(未 顯示)的層間絕緣層12。在層間絕緣層12上形成連接至存儲節(jié)點接觸塞 的多個雙層柱狀物型存儲節(jié)點15D和15E。最上面的柱狀物型存儲節(jié)點 15E通過支撐層16D牢固地固定,并且支撐層16D被部分打開的。即,支 撐層16D具有開口。圖4B、 5A和5B說明開口 16C。柱狀物型存儲節(jié)點 15D和15E包括金屬氮化物層、金屬層及其組合中的一種。例如,柱狀物 型存儲節(jié)點15D和15E包括TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的 一種0
柱狀物型存儲節(jié)點15D和15E形成第一柱狀物型存儲節(jié)點15D和第二 柱狀物型存儲節(jié)點15E的雙層堆疊結(jié)構(gòu)。第一存儲節(jié)點15D的下部由蝕刻停止層14支撐,并且第一存儲節(jié)點15D的頂部CD大于第二存儲結(jié)15E 的底部CD。在第一存儲結(jié)15D頂表面中形成槽,并且在所述槽上布置第 二存儲節(jié)點15E的下部,所述槽可構(gòu)造進(jìn)一步穩(wěn)定的多層柱狀物結(jié)構(gòu)。第 一存儲節(jié)點15D的高度可小于第二存儲節(jié)點15E的高度。例如,每個柱狀 物型存儲節(jié)點的高度為2000 ~ 20000A。
由于支撐層16D具有支撐與其相鄰的第二柱狀物型存儲節(jié)點15E的一 體化結(jié)構(gòu),所以能夠非常強地支撐相鄰存儲節(jié)點并防止相鄰存儲節(jié)點之間 發(fā)生傾斜。
在一個或更多個實施方案中,第一存儲節(jié)點15D的形狀與在一個或更 多個實施方案中的不同。即,第一存儲節(jié)點15D可具有階梯指數(shù)(step index)結(jié)構(gòu)并因此產(chǎn)生更強的支撐力。
在一個或更多個實施方案中,支撐層16D支撐第二存儲節(jié)點15E的中 部。而在一個或更多個實施方案中,支撐層16D支撐第二存儲節(jié)點15E的 上部。
圖6是根據(jù)一個或更多個實施方案的半導(dǎo)體器件的截面圖。
參考圖6,在襯底11上形成其中掩埋存儲節(jié)點接觸塞13的層間絕緣 層12。在層間絕緣層12上形成連接至存儲節(jié)點接觸塞13的多個三層柱狀 物型存儲節(jié)點15F、 15G和15H。最上面的柱狀物型存儲節(jié)點15H通過支 撐層16E牢固地固定,并且支撐層16E被部分打開。即,支撐層16E包括 開口,所述開口具有圖4B中說明的形狀。存儲節(jié)點接觸塞13包括多晶硅 層或金屬導(dǎo)電層。半導(dǎo)體器件還可包括在存儲節(jié)點接觸塞13上的阻擋金屬 諸如Ti或Ti/TiN。柱狀物型存儲節(jié)點15F、 15G和15H包括金屬氮化物 層、金屬層及其組合中的一種。例如,柱狀物型存儲節(jié)點15F、 15G和15H 包括TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的一種。
參考圖6,柱狀物型存儲節(jié)點15F、 15G和15H形成第一柱狀物型存 儲節(jié)點15F、第二柱狀物型存儲節(jié)點15G和第三柱狀物型存儲節(jié)點15H的 三層堆疊結(jié)構(gòu)。第一存儲節(jié)點15F的下部由蝕刻停止層14支撐,并且第 一存儲節(jié)點15F的頂部CD大于第二存儲結(jié)15G的底部CD。第二存儲節(jié) 點15G的頂部CD大于第三存儲節(jié)點15H的底部CD。
在第一存儲結(jié)15F頂表面中形成槽Cl,并且在所述槽Cl上布置第二 存儲節(jié)點15G的下部。而且,在第二存儲節(jié)點15G的頂表面中形成槽C2,并且在槽C2上布置第三存儲節(jié)點15H的下部。由于在槽上布置垂直堆疊 的存儲節(jié)點,所以可形成進(jìn)一步穩(wěn)定的多層柱狀物結(jié)構(gòu)。
第一存儲節(jié)點15F的高度Hl可小于第二存儲節(jié)點15G的高度H2, 第二存儲節(jié)點15G的高度H2可小于第三存儲節(jié)點15H的高度H3。例如, 每個柱狀物型存儲節(jié)點的高度為2000 ~ 20000A。
由于支撐層16E具有支撐相鄰的第三柱狀物型存儲節(jié)點15H的一體化 結(jié)構(gòu),所以能夠非常強地支撐相鄰存儲節(jié)點并防止相鄰存儲節(jié)點之間發(fā)生 傾斜。
在一個或更多個其它的實施方案中,能夠形成4層或更多層柱狀物型 存儲節(jié)點結(jié)構(gòu)。
圖7A~7J是說明根據(jù)一個或更多個實施方案制造半導(dǎo)體器件的方法 的截面圖。
參考圖7A,在襯底21上形成層間絕緣層22之后,形成穿透層間絕緣 層22的存儲節(jié)點接觸孔。然后,形成在存儲節(jié)點接觸孔中掩埋的存儲節(jié)點 接觸塞23。雖然未顯示,但是通常在形成層間絕緣層22之前已經(jīng)形成位 線和包括字線的晶體管。層間絕緣層22由氧化物層形成。存儲節(jié)點接觸塞 23通過沉積多晶珪層或金屬導(dǎo)電層,然后對所述多晶硅層或金屬導(dǎo)電層實 施回蝕工藝來形成。雖然未顯示,但是在存儲節(jié)點接觸塞23上可形成阻擋 金屬并且P且擋金屬包括Ti或Ti/TiN。
隨后,在包括存儲節(jié)點接觸塞23的層間絕緣層22上形成蝕刻停止層 24。在此,蝕刻停止層24用作在蝕刻后續(xù)的模層時的蝕刻停止層并可由氮 化硅(Si3N4)層形成。
然后,在蝕刻停止層24上形成第一模層25。第一模層25由絕緣層形 成。具體地,第一模層25通過沉積氧化物層至具有能夠確保實現(xiàn)期望的電 容量所需面積的厚度來形成。第一模層25可包括氧化物層如硼磷硅酸鹽玻 璃(BPSG)、旋涂電介質(zhì)(SOD)、磷珪酸鹽玻璃(PSG)、低壓原硅酸四 乙酯(LPTEOS)、或等離子體增強原硅酸四乙酯(PETEOS)。在一個或 更多個實施方案中,第一模層25具有2000 ~ 20000A的厚度。
形成第一模層25之后,可實施平坦化工藝,使得后續(xù)的光工藝(photo process)更容易實施。
通過在第一模層25上涂敷光刻膠并且通過曝光和顯影工藝圖案化所述光刻膠來形成第一光刻膠圖案27。本文中,第一光刻膠圖案27是其中 限定開口區(qū)域的存儲節(jié)點掩模,其中在開口區(qū)域中形成存儲節(jié)點。在形成 第一光刻膠圖案27之前,可由非晶碳層或多晶硅層形成第一硬掩模層26, 并且可在第一硬掩模層26上形成抗反射涂層(未顯示)。
隨后,通過使用第一光刻膠圖案27作為蝕刻阻擋蝕刻第一硬掩模層26。
參考圖7B,移除第一光刻膠圖案27之后,使用第一硬掩模層26作為 蝕刻阻擋層蝕刻第一模層25。因此,形成多個第一開口區(qū)域28。然后,通 過蝕刻第 一開口區(qū)域28之下的蝕刻停止層24暴露存儲節(jié)點接觸塞23的頂 表面。
第一開口區(qū)域28是其中將掩埋存儲節(jié)點的孔形區(qū)域。因此,其稱為存 儲節(jié)點孔。在干蝕刻第一模層25的情況下,第一開口區(qū)域28的側(cè)壁可具 有89~89.9。的^>1。因此,第一開口區(qū)域28具有小于頂部CD的底部CD。
參考圖7C,移除第一硬掩模層26之后,在第一模層25上沉積用作存 儲節(jié)點的第一導(dǎo)電層29直至填充第一開口區(qū)域28。第一導(dǎo)電層29包括金 屬氮化物層、金屬層及其組合中的一種。例如,第一導(dǎo)電層29包括TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的一種。
優(yōu)選地,第一導(dǎo)電層29使用化學(xué)氣相沉積(CVD)方法或原子層沉 積(ALD )方法沉積并具有200 ~卯0A的厚度。第一導(dǎo)電層29填滿第一 開口區(qū)域28而沒有空的空間。
如上所述,沉積第一導(dǎo)電層29之后,實施第一存儲節(jié)點隔離工藝,如 圖7D所示。
參考圖7D,在第一存儲節(jié)點隔離工藝中,使用干回蝕或化學(xué)M拋光 (CMP)工藝蝕刻第一導(dǎo)電層29。實施第一存儲節(jié)點隔離工藝直至暴露 第一模層25的頂表面,使得第一存儲節(jié)點101形成為具有在第一開口區(qū)域 28中掩埋的柱狀物形狀。通過CMP或干回蝕工藝,從限定第一開口區(qū)域 28的第一模層25移除第一導(dǎo)電層29。因此,形成第一存儲節(jié)點101以填 充第一開口區(qū)域28的內(nèi)部。
由于第一存儲節(jié)點101具有填滿第一開口區(qū)域28內(nèi)部的形狀,所以第 一存儲節(jié)點101形成為柱狀物結(jié)構(gòu)。通過第一模層25使彼此鄰近的第一存 儲節(jié)點絕緣和隔離。
15有底部CD小于頂部CD的乾變,所以第一開 口區(qū)域28的形狀轉(zhuǎn)移到第一存儲節(jié)點101。因此,第一存儲節(jié)點101具有 底部CD小于頂部CD的形狀。參考圖7E,在其中掩埋第一存儲節(jié)點101的第一模層25上形成第二 模層30。第二模層30可包括絕緣層并優(yōu)選包括氧化物層。第二模層30可 包括氧化物層諸如BPSG、 SOD、 PSG、 LPTEOS或PETEOS。第二模層 30可具有2000 ~ 20000A的厚度。在此,第二模層30可具有和第一模層 25基本上相同、或大于或小于第一模層25的厚度。然后,在第二模層30上形成支撐層31。形成支撐層31以防止存儲節(jié) 點在后續(xù)濕浸出工藝中傾斜,并且支撐層31包括氮化物層。支撐層31可 具有200 ~ 1000A的厚度和可由未摻雜的多晶珪層形成。在支撐層31上形成第一犧牲層32。在此,第一犧牲層32可包括氧化 物層如TEOS、 BPSG、 PSG、未摻雜的硅酸鹽玻璃(USG)、 SOD或高密 度等離子體氧化物(HDP )。第 一犧牲層32可具有500 ~ 2000A的厚度。通過在第一犧牲層32上涂敷光刻膠并且通過曝光和顯影工藝圖案化 所述光刻膠來形成第二光刻膠圖案34。在此,第二光刻膠圖案34限定其 中將形成第二存儲節(jié)點的開口區(qū)域。形成第二光刻膠圖案34之前,在第一 犧牲層32上可形成由非晶碳層或多晶硅層形成的第二硬掩模層33,并且 可在第二硬掩模層33上形成抗反射涂層(未顯示)。隨后,使用第二光刻膠圖案34作為蝕刻阻擋層蝕刻第二硬掩模層33。參考圖7F,在移除第二光刻膠圖案34之后,使用第二硬掩模層33作 為蝕刻阻擋層蝕刻第一犧牲層32、支撐層31和第二模層30。結(jié)果,形成 多個第二開口區(qū)域35。然后,通過第二開口區(qū)域35暴露第一存儲節(jié)點101 的頂表面。第二開口區(qū)域35可具有與第一開口區(qū)域28基本上相同的尺寸 和形狀。第二開口區(qū)域35是其中將掩埋第二存儲節(jié)點的孔形區(qū)域,因此它們被 稱為存儲節(jié)點孔。在干蝕刻第二模層30的情況下,第二開口區(qū)域35的側(cè) 壁可具有89~89.9°的化變。因此,第二開口區(qū)域35具有小于頂部CD的 底部CD。當(dāng)實施干蝕刻工藝以形成第二開口區(qū)域時,過蝕刻第一存儲節(jié) 點101以在其頂表面中形成槽C。參考圖7G,移除第二硬掩模層33之后,在其中移除第二硬掩模層3316的所得結(jié)構(gòu)的整個表面上沉積用作存儲節(jié)點的第二導(dǎo)電層,直至填充第二開口區(qū)域35。然后,通過實施第二存儲節(jié)點隔離工藝,形成在第二開口區(qū) 域35中掩埋的柱狀物型第二存儲節(jié)點102。待成為第二存儲節(jié)點102的第 二導(dǎo)電層包括金屬氮化物層、金屬層及其組合中的一種。例如,第二導(dǎo)電 層包括TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的一種。使用CVD方法 或ALD方法沉積第二導(dǎo)電層以具有例如200 ~ 900A的厚度并且填滿第二 開口區(qū)域35而沒有空的空間。在第二存儲節(jié)點隔離工藝中,使用干回蝕或 CMP工藝蝕刻第二導(dǎo)電層直至移除第一犧牲層32。第一犧牲層32用于保 護(hù)支撐層31。由于第二存儲節(jié)點102具有填充第二開口區(qū)域35內(nèi)部的形狀,所以第 二存儲節(jié)點102形成為柱狀物結(jié)構(gòu)。通過第二模層30使彼此鄰近的第二存 儲節(jié)點絕緣和隔離。由于第二開口區(qū)域35具有底部CD小于頂部CD的坡 度,所以第二開口區(qū)域35的形狀轉(zhuǎn)移到第二存儲節(jié)點102。因此,第二存 儲節(jié)點102具有底部CD小于頂部CD的形狀。由于在第一存儲節(jié)點101 頂表面中形成的槽C上布置第二存儲節(jié)點102的下部,所以第一存儲節(jié)點 101和第二存儲節(jié)點102彼此牢固接觸。如上所述,參考形成的第二存儲節(jié)點102的所得結(jié)構(gòu),通過堆疊第一 存儲節(jié)點101和第二存儲節(jié)點102形成具有雙層柱狀物結(jié)構(gòu)的存儲節(jié)點。參考圖7H,在由如圖7G中說明的工藝所形成的所得結(jié)構(gòu)整個表面上 形成第二犧牲層36之后,形成第三光刻膠圖案37。使用第三光刻膠圖案 37作為蝕刻阻擋層蝕刻第二犧牲層36,并順序地部分蝕刻支撐層31。當(dāng) 部分蝕刻支撐層31時,可暴露第二存儲節(jié)點102頂表面的一部分。如上所述,通過部分蝕刻支撐層31形成開口 31A,其中在后續(xù)的濕浸 出工藝中濕蝕刻溶液可通過開口 31A滲透入所得結(jié)構(gòu)。在支撐層31中形 成的開口 31A可具有如圖4B中i兌明的形狀。開口 31A布置為規(guī)則和重復(fù) 的圖案。開口 31A具有當(dāng)實施濕浸出工藝時允許濕化學(xué)溶液滲透的結(jié)構(gòu), 并提供在實施沉積介電層的后續(xù)工藝時用于沉積薄膜的反應(yīng)氣體和源氣 體擴(kuò)散的路徑。如此,開口 31A提供與介電層的臺階覆蓋性相關(guān)的優(yōu)點。當(dāng)蝕刻支撐層31的一部分時,充分蝕刻支撐層31以形成最小的開口 31A,由此保持支撐層31的支撐性能。如果開口 31A的數(shù)目或尺寸超過期 望的數(shù)目或尺寸,那么支撐層31的支撐性能可劣化。參考圖71,通過實施濕浸出工藝移除所有模層。由于第一和第二模層 25和30由氧化物層形成,可使用濕化學(xué)品諸如氫氟酸(HF)或緩沖氧化 物蝕刻劑(BOE)溶液實施濕浸出工藝。濕化學(xué)品通過開口 31A滲透i^ 包括第一和第二存儲節(jié)點101和102的結(jié)構(gòu)并蝕刻模層。當(dāng)實施濕浸出工藝時,支撐層31不蝕刻并保持牢固地固定多層存儲節(jié) 點,使得多層存儲節(jié)點不傾斜。而且,由于存儲節(jié)點具有多層的、柱狀物 結(jié)構(gòu),所以存儲節(jié)點在濕浸出工藝中不傾斜。由于蝕刻停止層24阻擋濕化 學(xué)品的流動,所以濕化學(xué)品不滲透入存儲節(jié)點下方的結(jié)構(gòu)。參考圖7J,形成介電層103和板電極104。由于能夠通過由支撐層31 提供的開口來充分供給源氣體和反應(yīng)氣體,所以可更容易地形成介電層 103和板電極104。圖8A~8J是根據(jù)一個或更多個實施方案制造半導(dǎo)體器件的方法的截 面圖。參考圖8A,在襯底41上形成層間絕緣層42之后,形成穿透層間絕緣 層42的存儲節(jié)點接觸孔。然后,形成填滿存儲節(jié)點接觸孔的存儲節(jié)點接觸 塞43。雖然未顯示,但是通常在形成層間絕緣層42之前已經(jīng)形成位線和 包括字線的晶體管。層間絕緣層42由氧化物層形成。通過沉積多晶硅層或 金屬導(dǎo)電層、然后對所述沉積層實施回蝕工藝來形成存儲節(jié)點接觸塞43。 雖然未顯示,但是在存儲節(jié)點接觸塞43上可形成阻擋金屬,阻擋金屬包括 Ti或Ti/TiN。隨后,在其中包括存儲節(jié)點接觸塞43的層間絕緣層42上形成蝕刻停 止層44。在此,蝕刻停止層44在蝕刻后續(xù)的模層時用作蝕刻停止層并可 由氮化硅(Si3N4)層形成。然后,在蝕刻停止層44上形成第一和第二模層45和46。第一和第二 模層45和46的總厚度可為2000 ~ 20000A。第一和第二模層45和46由絕緣層形成。第二模層46可具有和第一模 層45基本上相同、或大于或小于第一模層45的厚度。第一模層45和第二 模層46可由對相同濕蝕刻溶液具有不同蝕刻速率的材料形成。例如,第一 模層45由具有高濕蝕刻速率的材料形成,第二模層46由濕蝕刻速率低于 第一模層45的材料形成。具有高濕蝕刻速率的材料包括BPSG、 SOD或 PSG,具有低濕蝕刻速率的材料包括LPTEOS或PETEOS。因此,第一模層45包括BPSG、SOD或PSG,第二模層46包括LPTEOS或PETEOS。 高和低濕蝕刻速率取決于氧化物蝕刻溶液。例如,氧化物蝕刻溶液包 括HF或BOE溶液。形成第二模層46之后,可實施平坦化工藝使得后續(xù)的光工藝易于實施。通過在第二模層46上涂敷光刻膠并且通過曝光和顯影工藝圖案化所 述光刻膠來形成第一光刻膠圖案48。在此,第一光刻膠圖案48是其中限 定開口區(qū)域的存儲節(jié)點掩模,其中在開口區(qū)域中形成存儲節(jié)點。形成第一 光刻膠圖案48之前,在第二模層46上可形成由非晶碳層或多晶硅層形成 的第一硬掩模層47,并且可在第一硬掩模層47上形成抗>^射涂層(未顯 示)'1^,通過使用第一光刻膠圖案48作為蝕刻阻擋層蝕刻第一硬4^模層47。參考圖8B,移除第一光刻膠圖案48之后,使用第一硬掩模層47作 為蝕刻阻擋層蝕刻第二模層46和第一模層45。因此,形成多個第一開口 區(qū)域49。然后,通過蝕刻第一開口區(qū)域49之下的蝕刻停止層44暴露存儲 節(jié)點接觸塞43的頂表面。第一開口區(qū)域49是其中將掩埋存儲節(jié)點的孔形區(qū)域,因此它們被稱 為存儲節(jié)點孔。在干蝕刻第一模層45和第二模層46的情況下,第一開口 區(qū)域49的側(cè)壁可具有89~89.9°的乾變。因此,第一開口區(qū)域49具有小于 其頂部CD的底部CD。參考圖8C,移除第一硬掩模層47之后,實施濕蝕刻工藝。結(jié)構(gòu), 第一開口區(qū)域49得到加寬。由于第一和第二模層45和46由氧化物材料制 成,所以使用氧化物蝕刻溶液實施濕蝕刻工藝。因此,蝕刻第一和第二模 層45和46,并且具有高濕蝕刻速率的第一模層45比具有低濕蝕刻速率的 第二模層46蝕刻的相對較快。加寬的第一開口區(qū)域通過附圖標(biāo)記"49A,,表 示。參考圖8D,在第二模層46上沉積用作存儲節(jié)點的第一導(dǎo)電層直至 填充第一開口區(qū)域49A之后,實施第一存儲節(jié)點隔離工藝。第一導(dǎo)電層包 括金屬氮化物層、金屬層及其組合中的一種。例如,第一導(dǎo)電層包括TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的一種。優(yōu)選地,使用CVD方法或19ALD方法沉積第一導(dǎo)電層以具有200~900A的厚度并且第一導(dǎo)電層填充 第一開口區(qū)域49A而沒有空的空間。如上所述,沉積第一導(dǎo)電層之后,使用干回蝕或CMP工藝實施第 一存儲節(jié)點隔離工藝。實施第一存儲節(jié)點隔離工藝直至暴露第二模層46 的頂表面,使得第一存儲節(jié)點105形成為具有在第一開口區(qū)域49A中掩埋 的柱狀物形狀。即,通過CMP或干回蝕工藝,移除由第一開口區(qū)域49A 分離的第二模層46上的第一導(dǎo)電層,并因此形成第一存儲節(jié)點105以填充 第一開口區(qū)域49A內(nèi)部。由于第一存儲節(jié)點105具有填充第一開口區(qū)域49A內(nèi)部的形狀,所 以第一存儲節(jié)點105形成為柱狀物結(jié)構(gòu)。而且,由于第一開口區(qū)域49A具 有加寬的形狀,所以第一存儲節(jié)點105具有下部比上部寬的階梯指數(shù)結(jié)構(gòu), 使得第一存儲節(jié)點105的支撐力增加。通過第一和第二模層45和46將彼 此鄰近的第一存儲節(jié)點絕緣。第一存儲節(jié)點105可具有其化變大于下部的 上部。參考圖8E,在第二模層46和第一存儲節(jié)點105上形成第三模層50。 第三模層50可包括絕緣層,并優(yōu)選包括氧化物層。第三模層50可包括氧 化物層如BPSG、 SOD、 PSG、 LPTEOS或PETEOS。第三模層50可具 有2000 ~ 20000A的厚度。在一個或更多個實施方案中,第三模層50可具 有與第二模層46基本上相同、或大于或小于第二模層46的厚度。然后,在第三模層50上形成支撐層51。形成支撐層51以防止存儲 節(jié)點在后續(xù)濕浸出工藝中傾斜,并且支撐層51包括氮化物層。支撐層51 可具有200 ~ 1000A的厚度和可由未摻雜的多晶硅層形成。在支撐層51上形成第一犧牲層52。在此,第一犧牲層52可包括氧 化物層諸如TEOS、 BPSG、 PSG、 USG、 SOD或HDP。第一犧牲層52 可具有500 ~ 2000A的厚度。通過在第一犧牲層52上涂敷光刻膠并且通過啄光和顯影工藝圖案 化所述光刻膠來形成第二光刻膠圖案54。在此,第二光刻膠圖案54限定 其中將形成第二存儲節(jié)點的開口區(qū)域。形成第二光刻膠圖案54之前,在第 一犧牲層52上可形成由非晶碳層或多晶硅層形成的第二硬掩模層53,并 且可在第二硬掩模層53上形成抗反射涂層(未顯示)。隨后,使用第二光刻膠圖案54作為蝕刻阻擋層蝕刻第二硬掩模層53。
參考圖8F,在移除第二光刻膠圖案54之后,使用第二硬掩模層53 作為蝕刻阻擋層蝕刻第一犧牲層52、支撐層51和第三模層50。結(jié)果,形 成多個第二開口區(qū)域55。然后,通過第二開口區(qū)域55暴露第一存儲節(jié)點 105的頂表面。第二開口區(qū)域55可具有大于底部CD的頂部CD,并且第 二開口區(qū)域55的底部CD小于第一開口區(qū)域49A的頂部CD。
第二開口區(qū)域55是其中將掩埋第二存儲節(jié)點的孔形區(qū)域,并因此它 們被稱為存儲節(jié)點孔。在干蝕刻第三模層50的情況下,第二開口區(qū)域55 的側(cè)壁可具有89~89.9。的坡度。因此,第二開口區(qū)域55具有大于底部CD 的頂部CD。同時,當(dāng)實施蝕刻工藝以形成第二開口區(qū)域55時,部分蝕刻 第一存儲節(jié)點105的頂表面以形成槽C。
參考圖8G,移除第二硬掩模層53之后,在通過移除第二硬掩模層 53獲得的所得結(jié)構(gòu)整個表面上沉積用作存儲節(jié)點的第二導(dǎo)電層,直至填充 第二開口區(qū)域55。然后,通過實施第二存儲節(jié)點隔離工藝,形成在第二開 口區(qū)域55中掩埋的柱狀物型第二存儲節(jié)點106。待成為第二存儲節(jié)點106 的第二導(dǎo)電層包括金屬氮化物層、金屬層及其組合中的一種。例如,第二 導(dǎo)電層包括TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的一種。使用CVD 方法或ALD方法沉積第二導(dǎo)電層以具有例如200 ~ 900A的厚度并且填充 第二開口區(qū)域55而沒有空的空間。在第二存儲節(jié)點隔離工藝中,使用干回 蝕或CMP工藝蝕刻第二導(dǎo)電層直至移除第一犧牲層52。第一犧牲層52 用于保護(hù)支撐層51。
由于第二存儲節(jié)點106具有在第二開口區(qū)域55中掩埋的形狀,所以 第二存儲節(jié)點106形成為柱狀物結(jié)構(gòu)。通過第三模層50使彼此鄰近的第二 存儲節(jié)點絕緣。由于第二開口區(qū)域55具有底部CD小于頂部CD的化變, 所以第二開口區(qū)域55的形狀轉(zhuǎn)移到第二存儲節(jié)點106。因此,第二存儲節(jié) 點106具有底部CD小于頂部CD的形狀。由于在第一存儲節(jié)點105頂表 面中形成的槽C中布置第二存儲節(jié)點106的下部,所以第一存儲節(jié)點105 和第二存儲節(jié)點106彼此牢固地接觸。
如上所述,參考形成第二存儲節(jié)點106的所得結(jié)構(gòu),通過堆疊第一 存儲節(jié)點105和第二存儲節(jié)點106形成具有雙層柱狀物結(jié)構(gòu)的存儲節(jié)點。
參考圖8H,在由如圖8G中說明的工藝產(chǎn)生的所得結(jié)構(gòu)整個表面上
21形成第二犧牲層56之后,在第二犧牲層56上形成第三光刻膠困案57。使 用第三光刻膠圖案57作為蝕刻阻擋層蝕刻第二犧牲層56并順序地部分蝕 刻支撐層51。當(dāng)部分蝕刻支撐層51時,可部分暴露第二存儲節(jié)點106的 頂表面。
如上所述,通過部分蝕刻支撐層51形成開口 51A,其中在后續(xù)的濕 浸出工藝中濕蝕刻溶液可通過開口 51A滲透入所得結(jié)構(gòu)。在支撐層51中 形成的開口 51A可具有如圖4B中說明的形狀。
開口 51A具有當(dāng)實施濕浸出工藝時允許濕化學(xué)溶液流入的結(jié)構(gòu),并 提供在實施沉積介電層的后續(xù)工藝時用于沉積薄膜的反應(yīng)氣體和源氣體 擴(kuò)散的^。因此,開口 51A提供相關(guān)介電層的階梯覆蓋性。
當(dāng)蝕刻支撐層51的一部分時,蝕刻支撐層51以形成最小的開口 51A,由此保持支撐層51的支撐性能。如果開口 51A的數(shù)目或尺寸超過期 望的數(shù)目或尺寸,那么支撐層51的支撐性能可劣化。
參考圖81,通過實施濕浸出工藝移除所有模層。由于第一至第三模 層由氧化物層形成,因此可使用HF或BOE溶液實施濕浸出工藝。
當(dāng)實施濕浸出工藝時,支撐層51不蝕刻并保持牢固地連接至多層存 儲節(jié)點,使得多層的存儲節(jié)點不傾斜。此外,由于存儲節(jié)點的形狀具有多 層的、柱狀物結(jié)構(gòu),所以存儲節(jié)點在濕浸出工藝中不傾斜。由于蝕刻停止 層44阻擋濕化學(xué)品的流動,所以濕化學(xué)品不滲透入存儲節(jié)點下方的結(jié)構(gòu)。
參考圖8J,形成介電層107和板電極108。由于能夠通過由支撐層 51提供的開口來充分供給源氣體和反應(yīng)氣體,所以可更容易地形成介電層 107和板電極108。
在上述一個或更多個實施方案中,描述了制造雙層柱狀物型存儲節(jié) 點的方法。然而,通過重復(fù)實施模層的沉積和蝕刻工藝若干次能夠形成3 層或更多層柱狀物型存儲節(jié)點結(jié)構(gòu)。
圖9A-9K是根據(jù)一個或更多個實施方案制造半導(dǎo)體器件的方法的 截面圖。
參考圖9A,在襯底61上形成層間絕緣層62之后,形成穿透層間絕 緣層62的存儲節(jié)點接觸孔。然后,形成在存儲節(jié)點接觸孔中掩埋的存儲節(jié) 點接觸塞63。雖然未顯示,但是通常在形成層間絕緣層62之前已經(jīng)形成 位線和包括字線的晶體管。層間絕緣層62由氧化物層形成。存儲節(jié)點接觸
22塞63通過沉積多晶珪層或金屬導(dǎo)電層,然后對所述沉積層實施回蝕工藝來 形成。雖然未顯示,在存儲節(jié)點接觸塞63上可形成阻擋金屬,并且阻擋金 屬包括Ti或Ti/TiN。
隨后,在包括存儲節(jié)點接觸塞63的層間絕緣層62上形成蝕刻停止 層64。在此,蝕刻停止層64在蝕刻后續(xù)的模層時用作蝕刻停止層并可由 氮化硅(Si3N4)層形成。在此,雖然未顯示,但是在蝕刻停止層64上可 進(jìn)一步形成緩沖氧化物層。
然后,在蝕刻停止層64上形成第一模層65。第一模層65由絕緣層 形成。具體地,通過沉積氧化物層至具有能夠確保實現(xiàn)期望電容量所需面 積的厚度來形成第一模層65。第一模層65可包括氧化物層諸如BPSG、 SOD、 PSG、 LPTEOS或PETEOS,并可具有的2000 ~ 20000A厚度。
形成第一模層65之后,可實施平坦化工藝使得后續(xù)的光工藝更容易
通過在第一模層65上涂敷光刻膠并且通過瀑光和顯影工藝圖案化 所述光刻膠來形成第一光刻膠圖案67。在此,第一光刻膠圖案67是其中 限定開口區(qū)域的存儲節(jié)點掩模,其中將在開口區(qū)域中形成存儲節(jié)點。形成 第一光刻膠圖案67之前,在笫一模層65上可形成由非晶碳層或多晶硅層 形成的第一硬掩模層66,并且可在第一硬掩模層66上形成抗^Jtt涂層(未 顯示)。
1^,通過使用第一光刻膠圖案67作為蝕刻阻擋層蝕刻第一硬掩模
層66。
參考圖9B,移除第一光刻膠圖案67之后,使用第一硬掩模層66作 為蝕刻阻擋層蝕刻第一模層65。因此,形成多個第一開口區(qū)域68。然后, 通過蝕刻第一開口區(qū)域68之下的蝕刻停止層64暴露存儲節(jié)點接觸塞63 的頂表面。
第一開口區(qū)域68是其中將掩埋存儲節(jié)點的孔形區(qū)域,并因此它們被 稱為存儲節(jié)點孔。在干蝕刻第一模層65的情況下,第一開口區(qū)域68的側(cè) 壁可具有89 ~ 89.9。的化復(fù)。因此,第一開口區(qū)域68具有小于其頂部CD 的底部CD。
參考圖9C,移除第一硬掩模層66之后,在第一模層65上沉積用作 存儲節(jié)點的第一導(dǎo)電層69,直至填充第一開口區(qū)域68。第一導(dǎo)電層69包括金屬氮化物層、金屬層及其組合中的一種。例如,第一導(dǎo)電層69包括 TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的一種。
優(yōu)選地。4吏用CVD方法或ALD方法沉積第一導(dǎo)電層69以具有200 ~ 卯0A的厚度,并且第一導(dǎo)電層69填充第一開口區(qū)域68而沒有空的空間。
如上所述,沉積第一導(dǎo)電層69之后,實施第一存儲節(jié)點隔離工藝, 如圖9D所示。
參考圖9D,在第一存儲節(jié)點隔離工藝中,使用干回蝕或CMP工藝 蝕刻第一導(dǎo)電層69。實施第一存儲節(jié)點隔離工藝直至暴露第一模層65的 頂表面,使得第一存儲節(jié)點201形成為具有在第一開口區(qū)域68中掩埋的柱 狀物形狀。通過CMP或干回蝕工藝,移除由第一開口區(qū)域68隔離的第一 模層65上的第一導(dǎo)電層69,因此形成第一存儲節(jié)點201以填充第一開口 區(qū)域68的內(nèi)部。
由于第一存儲節(jié)點201具有填充第一開口區(qū)域68內(nèi)部的形狀,所以 第一存儲節(jié)點201形成為柱狀物結(jié)構(gòu)。通過第一模層65使彼此鄰近的第一 存儲節(jié)點絕緣。
由于第一開口區(qū)域68具有底部CD小于頂部CD的乾變,所以第一 開口區(qū)域68的形狀轉(zhuǎn)移到第一存儲節(jié)點201。因此,第一存儲節(jié)點201具 有底部CD小于頂部CD的形狀。
參考圖9E,在包括第一存儲節(jié)點201的第一模層65上形成第二模 層70。第二模層70可包括絕緣層并優(yōu)選包括氧化物層。第二模層70可包 括氧化物層諸如BPSG、 SOD、 PSG、 LPTEOS或PETEOS。在一個或更 多個實施方案中,第二模層70的厚度為2000~20000A。在此,第二模層 70可具有小于第一模層65的厚度。
然后,在第二模層70上形成支撐層71。形成支撐層71以防止存儲 節(jié)點在后續(xù)濕浸出工藝中傾斜并且支撐層71包括氮化物層。支撐層71可 具有200 ~ IOOOA的厚度和可由未摻雜的多晶珪層形成。
通過部分蝕刻支撐層71形成開口 71A,其中所述開口 71A變?yōu)闈窕?學(xué)品滲透通過的路徑。開口 71A對應(yīng)于在上述實施方案中作為開口描述的 組件。
參考圖9F,在其中形成開口 71A的支撐層71上形成第三模層72。 第三模層72可包括氧化物層如TEOS、 BPSG、 PSG、 USG、 SOD、或
24然后,通過在第三模層72上涂敷光刻膠并且通過曝光和顯影工藝圖 案化所述光刻膠來形成第二光刻膠圖案74。在此,第二光刻膠圖案74限 定其中將形成第二存儲節(jié)點的開口區(qū)域。形成第二光刻膠圖案74之前,在 第三模層72上可形成由非晶"或多晶硅層形成的第二硬掩模層73,并 且可在第二硬掩模層73上形成抗反射涂層(未顯示)。
隨后,使用第二光刻膠圖案74作為蝕刻阻擋層蝕刻第二硬掩模層73。
參考圖9G,移除第二光刻膠圖案74之后,使用第二硬掩模層73作 為蝕刻阻擋層蝕刻第三模層72、支撐層71和第二模層70。結(jié)果,形成多 個第二開口區(qū)域75。然后,通過第二開口區(qū)域75暴露第一存儲節(jié)點201 的頂表面。第二開口區(qū)域75可具有與第一開口區(qū)域68基本上相同的尺寸 和形狀。
第二開口區(qū)域75是其中將掩埋第二存儲節(jié)點的孔形區(qū)域;因此它們 被稱為存儲節(jié)點孔。在干蝕刻第二和第三模層70、 72的情況下,支撐層 71和第二開口區(qū)域75的側(cè)壁可具有89~89.9。的乾變。因此,第二開口區(qū) 域75具有小于其頂部CD的底部CD。當(dāng)實施干蝕刻工藝以形成第二開口 區(qū)域75時,過蝕刻第一存儲節(jié)點201以在其頂部表面中形成槽C。
同時,由于在支撐層71中形成的開口 71A中不存在支撐層,所以 對開口 71A不實施蝕刻工藝。在由開口 71A隔離的區(qū)域中,蝕刻支撐層 71以及布置在支撐層71下方的第二模層70。
參考圖9H,移除第二硬掩模層73之后,在其中移除第二硬掩模層 73的所得結(jié)構(gòu)整個表面上沉積用作存儲節(jié)點的第二導(dǎo)電層直至填充第二 開口區(qū)域75。然后,通過實施第二存儲節(jié)點隔離工藝,形成在第二開口區(qū) 域75中掩埋的柱狀物型第二存儲節(jié)點202。待成為第二存儲節(jié)點202的第 二導(dǎo)電層包括金屬氮化物層、金屬層及其組合中的一種。例如,第二導(dǎo)電 層包括TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的一種。使用CVD方法 或ALD方法沉積第二導(dǎo)電層,第二導(dǎo)電層可具有200 ~ 900A的厚度并且 填充第二開口區(qū)域75而沒有空的空間。在第二存儲節(jié)點隔離工藝中,使用 干回蝕或CMP工藝。
由于第二存儲節(jié)點202具有在第二開口區(qū)域75中掩埋的形狀,所以第二存儲節(jié)點202形成為柱狀物^構(gòu)。通過第二和第三模層70和72使彼 此鄰近的第二存儲節(jié)點絕緣。由于第二開口區(qū)域75具有底部CD小于頂部 CD的牝復(fù),所以第二開口區(qū)域75的形狀轉(zhuǎn)移到第二存儲節(jié)點202。因此, 第二存儲節(jié)點202具有底部CD小于頂部CD的形狀。由于在第一存儲節(jié) 點201頂表面中形成的槽C中布置第二存儲節(jié)點202的下部,所以第一存 儲節(jié)點201和第二存儲節(jié)點202彼此牢固地接觸。
如上所述,參考形成第二存儲節(jié)點202的所得結(jié)構(gòu),通過堆疊第一 存儲節(jié)點201和第二存儲節(jié)點202形成具有雙層柱狀物結(jié)構(gòu)的存儲節(jié)點。
參考圖91,在由如圖9H中說明的工藝形成的所得結(jié)構(gòu)整個表面上 形成犧牲層77之后,形成第三光刻膠圖案78。犧牲層77可包括氧化物層。
使用第三光刻膠圖案78作為蝕刻阻擋層蝕刻犧牲層77的一部分。 如上所述,通過蝕刻犧牲層77的一部分形成路徑77A,當(dāng)實施后續(xù)的濕浸 出工藝時,濕蝕刻溶液通過該i^ 77A滲透。在犧牲層77中形成的5M^ 77A具有對應(yīng)于在支撐層71中形成的開口 71A的形狀。
在一個或更多個實施方案中,可省略犧牲層77和第三光刻膠圖案 78的形成。即,直接實施濕浸出工藝來蝕刻模層,而不形成犧牲層77和 第三光刻膠圖案78。
參考圖9J,通過實施濕浸出工藝移除所有模層。由于第一至第三模 層65、 70和72均由氧化物層形成,所以可^^用濕化學(xué)品如HF或BOE 溶液實施濕浸出工藝。濕化學(xué)品滲透通過在犧牲層77中形成的路徑77A 并蝕刻第三模層72。然后,濕化學(xué)品滲透通過支撐層71的開口 71A并蝕 刻第一和第二模層65和70。
當(dāng)實施濕浸出工藝時,支撐層71不蝕刻并保持牢固地固定至多層的 存儲節(jié)點,使得多層的存儲節(jié)點不傾斜。而且,由于存儲節(jié)點的形狀具有 多層的、柱狀物結(jié)構(gòu),所以存儲節(jié)點在濕浸出工藝中不傾斜。由于蝕刻停 止層64阻擋濕化學(xué)品的流動,所以濕化學(xué)品不滲itA^存儲節(jié)點下方的結(jié) 構(gòu)。
參考圖9K,形成介電層203和板電極204。由于能夠通過由支撐層 71提供的開口 71A來充分供給源氣體和反應(yīng)氣體,所以可更容易地形成介 電層203和板電極204。此外,由于支撐層71在第二存儲節(jié)點202的中部 中形成,所以可以均一地沉積介電層203和板電極204而沒有空隙。
26圖10A ~ 10K是才艮據(jù)一個或更多個實施方案制造半導(dǎo)體器件的方法 的截面圖。
參考圖IOA,在村底81上形成層間絕緣層82之后,形成穿透層間 絕緣層82的存儲節(jié)點接觸孑L。然后,形成填滿存儲節(jié)點接觸孔的存儲節(jié)點 接觸塞83。雖然未顯示,但是通常在形成層間絕緣層82之前已經(jīng)形成位 線和包括字線的晶體管。層間絕緣層82由氧化物層形成。存儲節(jié)點接觸塞 83通過沉積多晶硅層或金屬導(dǎo)電層、然后對所述沉積層實施回蝕工藝來形 成。雖然未顯示,但是在存儲節(jié)點接觸塞83上可形成阻擋金屬并且阻擋金 屬包括Ti或Ti/TiN。
隨后,在層間絕緣層82和存儲節(jié)點接觸塞83上形成蝕刻停止層84。 在此,蝕刻停止層84在蝕刻后續(xù)的模層時用作蝕刻停止層并可由氮化硅 (Si3N4)層形成。
然后,在蝕刻停止層84上形成第一和第二模層85和86。第一和第 二模層85和86的總厚度可為2000 ~ 20000埃。
第一和第二模層85和86由絕緣層形成。第二模層86可具有與第一 模層85基本上相同、或大于或小于第一模層85的厚度。第一模層85和第 二模層86可由對相同濕蝕刻溶液具有不同蝕刻速率的材料形成。例如,在 一個或更多個實施方案中,第一模層85由具有高濕蝕刻速率的材料形成, 第二模層86由濕蝕刻速率低于第一模層85的材料形成。具有高濕蝕刻速 率的材料包括BPSG、 SOD或PSG,具有低濕蝕刻速率的材料包括 LPTEOS或PETEOS。因此,第一模層85包括BPSG、 SOD或PSG,第 二模層86包括LPTEOS或PETEOS。高和低濕蝕刻速率取決于氧化物蝕 刻溶液,所述氧化物蝕刻溶液包括HF或BOE蝕刻溶液。
形成第二模層86之后,可實施平坦化工藝使得后續(xù)的光工藝更容易實施。
通過在第二模層86上涂敷光刻膠并且通過曝光和顯影工藝圖案化 所述光刻膠來形成第一光刻膠圖案88。在此,第一光刻膠圖案88是其中 限定開口區(qū)域的存儲節(jié)點掩模,其中將在開口區(qū)域中形成存儲節(jié)點。形成 第一光刻膠圖案88之前,在第二模層86上可形成由非晶碳層或多晶硅層 形成的第一硬掩模層87,并且可在第一硬掩模層87上形成抗反射涂層(未 顯示)。
27隨后,通過使用第一光刻膠圖案88作為蝕刻阻擋層蝕刻第一硬4^模
層87。
參考圖IOB,移除第一光刻膠圖案88之后,使用第一硬掩模層87 作為蝕刻阻擋層蝕刻第二模層86和第一模層85。因此,形成多個第一開 口區(qū)域89。然后,通過蝕刻第一開口區(qū)域89之下的蝕刻停止層84暴^ 儲節(jié)點接觸塞83的頂表面。
第一開口區(qū)域89是其中掩埋存儲節(jié)點的孔形區(qū)域。因此,它們被稱 為存儲節(jié)點孔。在干蝕刻第一模層85和第二模層86的情況下,第一開口 區(qū)域89的側(cè)壁可具有89~89.9。的化變。因此,第一開口區(qū)域89具有小于 其頂部CD的底部CD。
參考圖10C,移除第一硬掩模層87之后,實施濕蝕刻工藝。因此, 第一開口區(qū)域89得到加寬。由于第一和第二模層85和86由氧化物材料制 成,所以使用氧化物蝕刻溶液實施濕蝕刻工藝。因此,蝕刻第一和第二模 層85和86,并且具有高濕蝕刻速率的第一模層85比具有低濕蝕刻速率的 第二模層86蝕刻的相對較快。加寬的第一開口區(qū)域通過附圖標(biāo)記"89A,,表 示。
參考圖IOD,在第二模層86上沉積用作存儲節(jié)點的第一導(dǎo)電層直至 填充第一開口區(qū)域89A之后,實施第一存儲節(jié)點隔離工藝。第一導(dǎo)電層包 括金屬氮化物層、金屬層及其組合中的一種。例如,第一導(dǎo)電層包括TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的一種。優(yōu)選地。使用CVD方法或 ALD方法沉積第一導(dǎo)電層以具有200 卯0A的厚度,并且第一導(dǎo)電層填 滿第一開口區(qū)域89A而沒有空的空間。
如上所述,沉積笫一導(dǎo)電層之后,^使用干回蝕或CMP工藝實施第 一存儲節(jié)點隔離工藝。實施第一存儲節(jié)點隔離工藝直至暴露第二模層86 的頂表面,使得第一存儲節(jié)點301形成為具有在第一開口區(qū)域89A中掩埋 的柱狀物形狀。即,通過CMP或干回蝕工藝,移除由第一開口區(qū)域89A 隔離的第二模層86上的第一導(dǎo)電層。因此,形成第一存儲節(jié)點301以填充 第一開口區(qū)域89A的內(nèi)部。
由于第一存儲節(jié)點301具有填充第一開口區(qū)域89A內(nèi)部的形狀,所 以第一存儲節(jié)點301形成為柱狀物結(jié)構(gòu)。通過第一和第二模層85和86使 彼此鄰近的第一存儲節(jié)點絕緣。第一存儲節(jié)點301可具有其乾變大于下部的上部。
參考圖IOE,在第二模層86和第一存儲節(jié)點301上形成第三模層90。 第三模層卯可包括絕緣層并優(yōu)選包括氧化物層。笫三模層卯可包括氧化 物層如BPSG、 SOD、 PSG、 LPTEOS或PETEOS。第三模層90可具有 2000 ~ 20000A的厚度。在此,第三模層卯可具有和第二模層86基本上相 同、或大于或小于第二模層86的厚度。
然后,在第三模層卯上形成支撐層91。形成支撐層91以防止存儲 節(jié)點在后續(xù)濕浸出工藝中傾斜并且支撐層91包括氮化物層。支撐層91可 具有200 ~ 1000A的厚度和可由未摻雜的多晶硅層形成。
通過部分蝕刻支撐層91形成開口 91A,其中所述開口 91A變?yōu)闈窕?學(xué)品滲透通過的路徑。開口 91A對應(yīng)于在上述實施方案中作為開口所描述 的部件。
參考圖10F,在其中形成開口 91A的支撐層91上形成第四模層92。 第四模層92可包括氧化物層如TEOS、 BPSG、 PSG、 USG、 SOD、或 HDP。
然后,通過在第四模層92上涂敷光刻膠并且通過爆光和顯影工藝圖 案化所述光刻膠來形成第二光刻膠圖案94。在此,第二光刻膠圖案94限 定其中將形成第二存儲節(jié)點的開口區(qū)域。形成第二光刻膠圖案94之前,在 第四模層92上可形成由非晶碳層或多晶硅層形成的第二硬掩模層93,并 且可在第二硬掩模層93上形成抗反射涂層(未顯示)。
隨后,使用第二光刻膠圖案94作為蝕刻阻擋層蝕刻第二硬掩模層93。
參考圖10G,移除第二光刻膠圖案94之后,使用第二硬掩模層93 作為蝕刻阻擋層蝕刻第四模層92、支撐層91和第三模層90。因此,形成 多個第二開口區(qū)域95。然后,通過第二開口區(qū)域95暴露第一存儲節(jié)點301 的頂表面。第二開口區(qū)域95可具有和第一開口區(qū)域89基本上相同的尺寸 和形狀。
第二開口區(qū)域95是其中將掩埋第二存儲節(jié)點的孔形區(qū)域。因此,它 們被稱為存儲節(jié)點孔。在干蝕刻第三和第四模層卯、92的情況下,支撐層 91和第二開口區(qū)域95的側(cè)壁可具有89~89.9°的化變。因此,第二開口區(qū) 域95具有小于其頂部CD的底部CD。當(dāng)實施干蝕刻工藝以形成第二開口區(qū)域95時,過蝕刻第一存儲節(jié)點301以在其頂表面中形成槽C。
同時,由于在支撐層91中形成的開口 91A中不存在支撐層,所以 對開口 91A不實施蝕刻工藝。在由開口 91A隔離的區(qū)域中,蝕刻支撐層 91,并且蝕刻在支撐層91下方布置的第三模層卯。
參考圖IOH,移除第1掩模層93之后,在其中移除第二硬掩模層 93的所得結(jié)構(gòu)整個表面上沉積用作存儲節(jié)點的第二導(dǎo)電層,直至填充第二 開口區(qū)域95。然后,通過實施第二存儲節(jié)點隔離工藝,形成填充第二開口 區(qū)域95的柱狀物型第二存儲節(jié)點302。待成為第二存儲節(jié)點302的第二導(dǎo) 電層包括金屬氮化物層、金屬層及其組合中的一種。例如,第二導(dǎo)電層包 括TiN、 Ru、 TaN、 WN、 Pt、 Ir及其組合中的一種。使用CVD方法或 ALD方法沉積第二導(dǎo)電層以具有例如200~900A的厚度,并且第二導(dǎo)電 層填滿第二開口區(qū)域95而沒有空的空間。在第二存儲節(jié)點隔離工藝中,使 用干回蝕或CMP工藝。
由于第二存儲節(jié)點302具有填充第二開口區(qū)域95內(nèi)部的形狀,所以 第二存儲節(jié)點302形成為柱狀物結(jié)構(gòu)。通過第三和第四模層卯和92使得 彼此鄰近的第二存儲節(jié)點絕緣。由于第二開口區(qū)域95具有底部CD小于頂 部CD的H,所以第二開口區(qū)域95的形狀轉(zhuǎn)移到第二存儲節(jié)點302。因 此,第二存儲節(jié)點302具有底部CD小于頂部CD的形狀。由于在第一存 儲節(jié)點301頂表面中形成的槽C中布置第二存儲節(jié)點302的下部,所以第 一存儲節(jié)點301和第二存儲節(jié)點302彼此牢固地接觸。
如上所述,參考形成第二存儲節(jié)點302的所得結(jié)構(gòu),通過堆疊第一 存儲節(jié)點301和第二存儲節(jié)點302形成具有雙層柱狀物結(jié)構(gòu)的存儲節(jié)點。
參考圖101,在由如圖10H中說明的工藝形成的所得結(jié)構(gòu)整個表面 上形成犧牲層97之后,形成第三光刻膠圖案98。犧牲層97可包括氧化物 層。
使用第三光刻膠圖案98作為蝕刻阻擋層蝕刻犧牲層97的一部分。 如上所述,通過蝕刻犧牲層97的一部分形成路徑97A,當(dāng)實施后續(xù)的濕浸 出工藝時,濕蝕刻溶液通過該路徑97A滲透。在犧牲層97中形成的M 97A具有對應(yīng)于在支撐層91中形成的開口 91A的形狀。
可省略犧牲層97和第三光刻膠圖案98的形成。即,在一個或更多 個實施方案中,直接實施濕浸出工藝來蝕刻模層,而不采用犧牲層97和第三光刻膠圖案98。
參考圖IOJ,通過實施濕浸出工藝移除所有模層。由于第一至第四 模層85、 86、卯和92均由氧化物層形成,所以可使用濕化學(xué)品如HF或 BOE溶液實施濕浸出工藝。濕化學(xué)品滲透通過在犧牲層97中形成的游4圣 97A并蝕刻第四模層92。然后,濕化學(xué)品滲透通過支撐層91的開口 91A 并蝕刻第一至第三模層85、 86和卯。
當(dāng)實施濕浸出工藝時,支撐層91不蝕刻并保持牢固地固定至多層存 儲節(jié)點,使得多層存儲節(jié)點不傾斜。此外,由于存儲節(jié)點的形狀具有多層 的、柱狀物結(jié)構(gòu),所以存儲節(jié)點在濕浸出工藝中不傾斜。由于蝕刻停止層 84阻擋濕化學(xué)品的流動,所以濕化學(xué)品不滲透入存儲節(jié)點下方的結(jié)構(gòu)。
參考圖IOK,形成介電層303和板電極304。由于可通過由支撐層 91提供的開口 91A來充分供給源氣體和反應(yīng)氣體,所以可更容易地形成介 電層303和板電極304。而且,由于支撐層91在第二存儲節(jié)點302的中部 形成,所以能夠均一地沉積介電層303和板電極304而沒有空隙。
圖ll是根據(jù)一個或更多個實施方案的多層的、柱狀物型存儲節(jié)點的 圖像。實施濕浸出工藝之后,通過支撐存儲節(jié)點的支撐層51使得存儲節(jié)點 不傾斜。
在上述實施方案中,描述了制造雙層柱狀物型存儲節(jié)點的方法。然 而,通過重復(fù)實施模層的沉積和蝕刻工藝若干次能夠形成3層或更多層柱 狀物型存儲節(jié)點結(jié)構(gòu)。
才艮據(jù)一個或更多個實施方案,由于通過實施模層的沉積和蝕刻工藝 2次或更多次來形成多層結(jié)構(gòu)的柱狀物型存儲節(jié)點,所以能夠充分確保期 望的電容和防止相鄰存儲節(jié)點傾斜。
因此,在采用設(shè)計規(guī)則小于50 nm的小型化金屬線工藝的千兆(giga) 型DRAM生產(chǎn)線中,能夠防止圓或橢圓形狀的存儲節(jié)點傾斜和確保超過 25fF/單元的電容量。因此,在相關(guān)產(chǎn)品操作中需要的刷新性能可以以穩(wěn)定 的方式實現(xiàn)并因此可提高產(chǎn)品的可靠性和良品率。
雖然已經(jīng)描述了實施方案,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見地可做出 各種變化和改變。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法,所述方法包括形成多個多層柱狀物型存儲節(jié)點,所述多層柱狀物型存儲節(jié)點的每一個掩埋在多個模層中,其中所述多層柱狀物型存儲節(jié)點的最上層由支撐層固定;蝕刻所述支撐層的一部分以形成開口;和通過所述開口供給蝕刻溶液以移除所述多個模層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述多個多層柱狀物型存儲節(jié)點通 過以下步驟形成形成第一模層;蝕刻所述第一模層以形成第一開口區(qū)域; 形成掩埋在所述第一開口區(qū)域中的第一柱狀物型存儲節(jié)點; 在所述第一模層上形成第二模層和支撐層; 蝕刻所述支撐層和所述第二模層以形成第二開口區(qū)域;和 形成掩埋在所述第二開口區(qū)域中并與所述第一存儲節(jié)點連接的第二柱 狀物型存儲節(jié)點。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述多個多層柱狀物型存儲節(jié)點通 過以下步驟形成形成第一模層;在所述第一模層上形成第二模層,其中所述第二模層的濕蝕刻速率低 于所述笫一模層的濕蝕刻速率;蝕刻所述第一模層和所述第二模層以形成第一開口區(qū)域; 通過濕蝕刻工藝加寬所述第一開口區(qū)域;形成掩埋在所述加寬的第一開口區(qū)域中的第一柱狀物型存儲節(jié)點; 在所述第 一柱狀物型存儲節(jié)點上形成第三模層和支撐層; 蝕刻所述支撐層和所述第三模層以形成第二開口區(qū)域;和 形成掩埋在所述第二開口區(qū)域中并與所述第 一存儲節(jié)點連接的第二柱 狀物型存儲節(jié)點。
4. ^L據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中當(dāng)形成所述第二開口區(qū)域時,在所 述第一柱狀物型存儲節(jié)點的頂表面中形成槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中所述第二開口區(qū)域的底部線寬小于 所述笫一柱狀物型存儲節(jié)點的頂部線寬。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中所述第一和第二柱狀物型存儲節(jié)點 通過用導(dǎo)電層填滿所述第一和所述第二開口區(qū)域并對所述導(dǎo)電層實施平 坦化工藝來形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中所述導(dǎo)電層包括金屬氮化物層或金 屬層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中所述第一模層包括硼磷硅酸鹽玻璃 (BPSG)、旋涂電介質(zhì)(SOD)和磷硅酸鹽玻璃(PSG)中的一種,所述第二模層包括低壓原硅酸四乙酯(LPTEOS)或等離子體增強原硅酸四乙 酯(PETEOS )。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法,其中所述開口通過以下步驟形成在包括所述第二柱狀物型存儲節(jié)點的所得結(jié)構(gòu)的整個表面上形成犧牲層;在所述犧牲層上形成限定開口的光刻膠圖案;和^_用所述光刻膠圖案作為蝕刻阻擋層蝕刻所述犧牲層和所述支撐層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所ii^層包括氧化物層,所述支撐 層包括氮化物層或未摻雜的多晶硅層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中移除所ii^層包括濕浸出工藝。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述多個多層柱狀物型存儲節(jié)點通 過以下步驟形成形成絕緣層;蝕刻所述絕緣層以形成開口區(qū)域; 形成掩埋在所述開口區(qū)域中的柱狀物型存儲節(jié)點; 重復(fù)形成所述絕緣層、所述開口區(qū)域和所述柱狀物型存儲節(jié)點2次或 更多次,由此形成所述多層柱狀物型存儲節(jié)點。
13. —種制造半導(dǎo)體器件的方法,所述方法包括 在襯底上形成第一模層; 蝕刻所述第一模層以形成第一開口區(qū)域; 形成掩埋在所述第一開口區(qū)域中的第一柱狀物型存儲節(jié)點; 在所述第 一模層和所述第 一柱狀物型存儲節(jié)點上形成包括開口的支撐層,其中所述開口用作蝕刻溶液滲透通過的路徑; 在所述支撐層上形成第二g;蝕刻所述第二模層和所述支撐層以形成暴露所述第 一柱狀物型存儲節(jié)點頂表面的第二開口區(qū)域;形成掩埋在所述第二開口區(qū)域中的第二柱狀物型存儲節(jié)點;和 供給蝕刻溶液以移除所述第 一和第二模層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,在形成所述支撐層之前,還包括 在形成有所述第 一柱狀物型存儲節(jié)點的所述第 一模層上形成另外的模層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中所述第一開口區(qū)域通過以下步驟形 成形成第一氧化物層;在所述第 一氧化物層上形成第二氧化層,其中所述第二氧化物層的濕 蝕刻速率低于所述第一氧化物層的濕蝕刻速率;蝕刻所述第一和第二氧化物層以形成第一開口區(qū)域;和 通過濕蝕刻工藝加寬所述第一開口區(qū)域。
16. 才艮據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其中所述第一氧化物層包括BPSG、SOD 和PSG中的 一種,所述第二氧化物層包括LPTEOS和PETEOS中的 一種。
17. 才艮據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中當(dāng)形成所述第二開口區(qū)域時,在所 述第一柱狀物型存儲節(jié)點的頂表面中形成槽。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中所述第二開口區(qū)域的底部線寬小于 所述第一柱狀物型存儲節(jié)點的頂部線寬。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中所述第一和笫二模層包括氧化物 層,所述支撐層包括氮化物層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中所述第一和第二模層包括氧化物 層,所述支撐層包括未摻雜的多晶硅層。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中移除所述第一和第二模層包括濕浸 出工藝。
22. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中通過使用在其中限定有所述開口的 光刻膠圖案作為蝕刻阻擋層蝕刻所述支撐層來形成所述開口 。
23. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中所述第一和第二柱狀物型存儲節(jié)點 通過用導(dǎo)電層填滿所述第一和第二開口區(qū)域并對所述導(dǎo)電層實施平坦化工藝來形成。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法,其中所述導(dǎo)電層包括金屬氮化物層或金 屬層。
25. —種半導(dǎo)體器件,包括 多個多層柱狀物型存儲節(jié)點;支撐層,所述支撐層支撐所述多個存儲節(jié)點的每一個并部分地為所述 多個存儲節(jié)點之間的區(qū)域提供開口 ,其中所述支撐層具有一體化結(jié)構(gòu); 覆蓋所述多個存儲節(jié)點和所述支撐層的介電層;和 在所述介電層上形成的板電極。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件,其中所述支撐層包括絕緣層。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件,其中所述支撐層包括氮化物層或 未摻雜的多晶硅層。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件,其中所述多個多層柱狀物型存儲 節(jié)點形成鋸齒形陣列。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件,其中,在所述柱狀物型存儲節(jié)點 的所述多層結(jié)構(gòu)中,所述柱狀物型存儲節(jié)點的下層的頂部線寬大于所述柱 狀物型存儲節(jié)點的上層的底部線寬。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的半導(dǎo)體器件,其中在所述柱狀物型存儲節(jié)點的 所述下層的頂表面中形成槽,且所述柱狀物型存儲節(jié)點的所述上層的下部 布置在所述槽上。
31. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體器件,其中,所述支撐層支撐所述多層 柱狀物型存儲節(jié)點的最上層。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的半導(dǎo)體器件,其中,所述支撐層支撐所述多層 柱狀物型存儲節(jié)點的最上層的上部或中部。
33. —種半導(dǎo)體器件,包括多個多層柱狀物型存儲節(jié)點,所述多個多層柱狀物型存儲節(jié)點包括最 上層;和具有一體化結(jié)構(gòu)的支撐層,所述支撐層為所述多個多層柱狀物型存儲 節(jié)點的所述最上層提供支撐,所述支撐層具有朝向所述多個多層柱狀物型 存儲節(jié)點之間的區(qū)域的開口 。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體器件,其中,所述支撐層支撐所述多個 多層柱狀物型存儲節(jié)點的所述最上層的上部。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的半導(dǎo)體器件,其中所述支撐層的上表面和所述 多個多層柱狀物型存儲節(jié)點的所述最上層的上表面形成平面。
36. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體器件,其中,所述支撐層支撐所述多個 多層柱狀物型存儲節(jié)點的所述最上層的中部。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件和制造所述半導(dǎo)體器件的方法,所述方法能夠防止在相鄰存儲節(jié)點之間發(fā)生傾斜現(xiàn)象。所述方法包括形成多個多層柱狀物型存儲節(jié)點,每一個節(jié)點均掩埋在多個模層中,其中所述多層柱狀物型存儲節(jié)點的最上層由支撐層固定;蝕刻支撐層的一部分以形成開口;和通過所述開口供給蝕刻溶液以移除所述多個模層。通過實施沉積和蝕刻模層的工藝2次或更多次來形成所述多層柱狀物型存儲節(jié)點。因此,充分確保期望的電容并避免相鄰存儲節(jié)點之間的傾斜現(xiàn)象。
文檔編號H01L21/8242GK101630661SQ20091000858
公開日2010年1月20日 申請日期2009年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者盧載盛, 吉德信, 樸京雄, 李正燁, 李起正, 都官佑, 金珍赫, 金榮大 申請人:海力士半導(dǎo)體有限公司
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