專利名稱：形成瓶式溝槽以及瓶式溝槽電容器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及形成瓶式溝槽以及瓶式溝槽電容器的方法。
背景技術(shù)：
在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)中，電容器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，電容器存儲(chǔ)的電荷越多，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)越不易受噪聲影響。動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)電容器的結(jié)構(gòu)主要分成兩種，堆棧式電容器(stack capacitor)和溝槽式電容器(trench capacitor)。溝槽式電容器在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)中廣泛使用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)器件越來越小，隨之，溝槽式電容器的尺寸也越來越小。為了確保在器件縮小的情況下，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)的存儲(chǔ)能力不變或者更高，就需要確保電容器的電容不變或者更高，尤其，對(duì)于100納米(nm)以下工藝的溝槽式電容器DRAM，其中很關(guān)鍵的因素是如何確保每一存儲(chǔ)單元中電容器的電容值在 30fF以上，這就需要增大溝槽式電容器的上下極板的面積，也就是增大溝槽的面積?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了增大溝槽的面積，通常的做法是擴(kuò)大溝槽下半部分的面積，即形成瓶式溝槽，這樣可以增加整個(gè)溝槽的面積。圖Ia 圖Id為現(xiàn)有技術(shù)中形成瓶式溝槽的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖Ia 圖ld，現(xiàn)有技術(shù)形成瓶式溝槽的方法為參考圖la，提供半導(dǎo)體襯底10，在半導(dǎo)體襯底10上形成氮化硅(SiN)層11，以氮化硅層11為掩膜刻蝕所述半導(dǎo)體襯底10，在半導(dǎo)體襯底10內(nèi)形成溝槽20。參考圖lb，在所述溝槽20的上部側(cè)壁(占整個(gè)溝槽側(cè)壁的1/7)形成濕法刻蝕阻擋層12，現(xiàn)有技術(shù)中，濕法刻蝕阻擋層12采用的材料為氧化鋁(Al2O3)。利用化學(xué)氣相沉積在溝槽20的上部側(cè)壁形成氧化鋁的具體過程為在反應(yīng)腔中通入Al (CH3)3(三甲基鋁，簡(jiǎn)稱 TMA)氣體和氧氣(O2)，使Al (CH3)3氣體和氧氣(O2)反應(yīng)生成氧化鋁，反應(yīng)后生成的氧化鋁沉積到氮化硅層11的表面以及溝槽20上部側(cè)壁，從而形成濕法刻蝕阻擋層12。該濕法刻蝕阻擋層12在下面濕法刻蝕溝槽20的下部時(shí)，起到保護(hù)上部側(cè)壁的作用，防止?jié)穹涛g腐蝕上部側(cè)壁。參考圖lc，在形成濕法刻蝕阻擋層12后，利用濕法刻蝕腐蝕溝槽20的上部側(cè)壁以下部分的溝槽側(cè)壁，形成瓶式溝槽30，從而達(dá)到擴(kuò)大溝槽的面積的目的。其中，濕法刻蝕主要采用酸性溶劑進(jìn)行各向同性刻蝕，比如氫氟酸。參考圖ld，在形成瓶式溝槽30后，去除濕法刻蝕阻擋層12。具體為采用干法刻蝕去除濕法刻蝕阻擋層12，通常采用氯基氣體進(jìn)行刻蝕。以上所述的現(xiàn)有技術(shù)形成的瓶式溝槽，形成瓶式溝槽的工藝屬于整個(gè)DRAM工藝中的前段工藝，而在形成濕法刻蝕阻擋層時(shí)，由于Al (CH3)3(TMA)氣體和氧氣(O2)反應(yīng)時(shí)有金屬Al離子存在，因此，在形成柵氧化層時(shí)，該金屬離子將很可能會(huì)污染柵氧化層，為了控制金屬污染，在形成柵氧化層時(shí)，會(huì)引入很多額外的工藝步驟，以控制金屬污染，而且由于金屬污染的存在，造成最終形成的DRAM性能不好。
而且，由于在溝槽的上部側(cè)壁形成濕法刻蝕阻擋層，而在溝槽的下部側(cè)壁不形成濕法刻蝕阻擋層，因此需要特殊的反應(yīng)腔以及特殊的工藝，以保證濕法刻蝕阻擋層形成在溝槽的上部側(cè)壁。另外，在形成濕法刻蝕阻擋層時(shí)，由于氧化鋁的加載效應(yīng)，隨著溝槽的開口越來越小，該濕法刻蝕阻擋層的均勻性以及深度很難控制?，F(xiàn)有技術(shù)中，有許多關(guān)于形成溝槽電容器的方法，例如，授權(quán)公告號(hào)為 “CN1269206C”的中國專利公開的“溝槽式電容器的結(jié)構(gòu)及其制造方法”，公開號(hào)為 “CN1838401A”的中國專利申請(qǐng)公開的“瓶形溝槽及瓶形溝槽式電容器的制造方法”。然而， 均沒有解決以上所述的現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)的形成瓶式溝槽的方法會(huì)造成后續(xù)工藝中的金屬污染；需要特殊的反應(yīng)腔以及特殊的工藝；以及隨著溝槽的開口越來越小，濕法刻蝕阻擋層的均勻性以及深度很難控制。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種形成瓶式溝槽的方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有溝槽；在所述溝槽頂部至預(yù)定位置的側(cè)壁形成濕法刻蝕阻擋層，所述濕法刻蝕阻擋層的材料為氮化硅或二氧化硅；以所述濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕所述溝槽形成瓶式溝槽；去除所述瓶式溝槽內(nèi)的濕法刻蝕阻擋層?？蛇x的，所述在所述溝槽頂部至預(yù)定位置的側(cè)壁形成濕法刻蝕阻擋層包括在所述半導(dǎo)體襯底的表面、溝槽的側(cè)壁以及底部形成第一襯墊層；形成第一襯墊層后，在所述溝槽內(nèi)填充第一預(yù)定高度的光刻膠，該第一預(yù)定高度為溝槽底部至所述預(yù)定位置的距離；去除未被所述第一預(yù)定高度的光刻膠覆蓋的第一襯墊層；去除溝槽內(nèi)的第一預(yù)定高度的光刻膠；在去除溝槽內(nèi)的所述第一預(yù)定高度的光刻膠后，形成第二襯墊層，所述第二襯墊層覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的表面、溝槽的側(cè)壁，并在所述溝槽內(nèi)形成封口 ；在形成封口后，在所述溝槽內(nèi)填充第二預(yù)定高度的光刻膠，該第二預(yù)定高度為封口底部至所述預(yù)定位置的距離；以所述第二預(yù)定高度的光刻膠為掩膜，去除該第二預(yù)定高度的光刻膠之上的第二襯墊層；去除所述第二預(yù)定高度的光刻膠；在去除所述第二預(yù)定高度的光刻膠后，在所述半導(dǎo)體襯底的表面及溝槽內(nèi)形成濕法刻蝕阻擋層，所述濕法刻蝕阻擋層覆蓋所述半導(dǎo)體襯底表面、所述封口以及封口上的溝槽側(cè)壁，所述濕法刻蝕阻擋層的材料為氮化硅或二氧化硅；去除所述半導(dǎo)體襯底表面以及覆蓋所述封口的濕法刻蝕阻擋層；以濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕去除溝槽內(nèi)的第一襯墊層和第二襯墊層。可選的，所述以所述濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕所述溝槽形成瓶式溝槽包括以所述濕法刻蝕阻擋層為掩膜，用氨水刻蝕所述溝槽形成瓶式溝槽?？蛇x的，所述預(yù)定位置為距離所述溝槽頂部為整個(gè)溝槽深度1/10 1/5的位置?？蛇x的，所述第一襯墊層的材料為正硅酸乙脂或氮化硅?？蛇x的，所述第二襯墊層的材料為正硅酸乙脂或氮化硅?？蛇x的，在所述溝槽內(nèi)填充第一預(yù)定高度的光刻膠包括在所述溝槽內(nèi)填滿光刻膠；回刻填滿的光刻膠形成第一預(yù)定高度的光刻膠?？蛇x的，在所述溝槽內(nèi)填充第二預(yù)定高度的光刻膠包括在所述溝槽內(nèi)填滿光刻膠；回刻填滿的光刻膠形成第二預(yù)定高度的光刻膠。可選的，所述去除所述半導(dǎo)體襯底表面以及覆蓋所述封口的濕法刻蝕阻擋層包括用干法刻蝕去除所述半導(dǎo)體襯底表面以及所述封口上的濕法刻蝕阻擋層?？蛇x的，去除未被所述第一預(yù)定高度的光刻膠覆蓋的第一襯墊層包括用氫氟酸去除未被所述第一預(yù)定高度的光刻膠覆蓋的第一襯墊層，該第一襯墊層材料為正硅酸乙脂；或用磷酸去除未被所述第一預(yù)定高度的光刻膠覆蓋的第一襯墊層，該第一襯墊層材料為氮化硅?？蛇x的，去除第二預(yù)定高度的光刻膠之上的第二襯墊層包括用氫氟酸去除第二預(yù)定高度的光刻膠之上的第二襯墊層，該第二襯墊層的材料為正硅酸乙脂；或用磷酸去除第二預(yù)定高度的光刻膠之上的第二襯墊層，該第二襯墊層的材料為氮化硅。可選的，在所述半導(dǎo)體襯底的表面及溝槽內(nèi)形成濕法刻蝕阻擋層包括用原子層沉積方法或低壓氣相沉積方法在所述半導(dǎo)體襯底的表面及溝槽內(nèi)形成濕法刻蝕阻擋層。本發(fā)明還提供一種形成瓶式溝槽電容器的方法，包括用以上所述的方法形成瓶式溝槽；在所述瓶式溝槽內(nèi)填充預(yù)定厚度的電容器介質(zhì)層；在填充預(yù)定厚度的電容器介質(zhì)層后，繼續(xù)在所述瓶式溝槽內(nèi)填充半導(dǎo)體材料?？蛇x的，所述電容器介質(zhì)層為二氧化硅?？蛇x的，所述半導(dǎo)體襯底為多晶硅襯底，所述半導(dǎo)體材料為多晶硅。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過形成氮化硅濕法刻蝕阻擋層或者二氧化硅濕法刻蝕阻擋層，代替現(xiàn)有技術(shù)中的氧化鋁濕法刻蝕阻擋層，從而不會(huì)存在金屬污染的問題。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，由于利用原子層沉積方法或低壓氣相沉積形成氮化硅或者二氧化硅濕法刻蝕阻擋薄膜層時(shí)，具有很好的均勻性，因此可以解決現(xiàn)有技術(shù)中隨著溝槽的開口越來越小，濕法刻蝕阻擋層的均勻性以及深度很難控制的技術(shù)問題。
另外，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，形成氮化硅濕法刻蝕阻擋層或者二氧化硅濕法刻蝕阻擋層不需要特殊的反應(yīng)腔以及特殊工藝，因此可以在現(xiàn)有的反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行，擴(kuò)大現(xiàn)有的反應(yīng)腔的工藝能力，也就是說，可以在現(xiàn)有的反應(yīng)腔中進(jìn)行更多的工藝，減少裝置成本。


圖Ia 圖Id是現(xiàn)有技術(shù)形成瓶式溝槽的方法的剖面示意圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成瓶式溝槽的方法的流程圖；圖3為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成濕法刻蝕阻擋層的流程圖；圖如 圖如為本發(fā)明具體實(shí)施例的形成瓶式溝槽的剖面示意圖；圖5為本發(fā)明具體實(shí)施例的形成的瓶式溝槽電容器的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成瓶式溝槽的方法，通過在溝槽的上部側(cè)壁形成氮化硅濕法刻蝕阻擋層或者二氧化硅濕法刻蝕阻擋層，以替換現(xiàn)有技術(shù)中的氧化鋁濕法刻蝕阻擋層，從而可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的金屬污染的問題。為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成瓶式溝槽的方法。圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成瓶式溝槽的方法的流程圖，參考圖2，本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成瓶式溝槽的方法包括步驟Si，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有溝槽；步驟S2，在所述溝槽頂部至預(yù)定位置的側(cè)壁形成濕法刻蝕阻擋層，所述濕法刻蝕阻擋層的材料為氮化硅或者二氧化硅；步驟S3，以所述濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕所述溝槽形成瓶式溝槽；步驟S4，去除所述瓶式溝槽內(nèi)的濕法刻蝕阻擋層。圖3為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的形成濕法刻蝕阻擋層的流程圖，參考圖3，在本發(fā)明具體實(shí)施例中，步驟S2，在所述溝槽頂部至預(yù)定位置的側(cè)壁形成濕法刻蝕阻擋層，所述濕法刻蝕阻擋層的材料為氮化硅或二氧化硅包括步驟S201，在所述半導(dǎo)體襯底的表面、溝槽的側(cè)壁以及底部形成第一襯墊層；步驟S202，形成第一襯墊層后，在所述溝槽內(nèi)填充第一預(yù)定高度的光刻膠，該第一預(yù)定高度為溝槽底部至所述預(yù)定位置的距離；步驟S203，去除未被所述第一預(yù)定高度的光刻膠覆蓋的第一襯墊層；步驟S204，去除溝槽內(nèi)的第一預(yù)定高度的光刻膠；步驟S205，在去除溝槽內(nèi)的所述第一預(yù)定高度的光刻膠后，形成第二襯墊層，所述第二襯墊層覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的表面、溝槽的側(cè)壁，并在所述溝槽內(nèi)形成封口 ；步驟S206，在形成封口后，在所述溝槽內(nèi)填充第二預(yù)定高度的光刻膠，該第一預(yù)定高度為封口底部至所述預(yù)定位置的距離；步驟S207，以所述第二預(yù)定高度的光刻膠為掩膜，去除該第二預(yù)定高度的光刻膠之上的第二襯墊層；
步驟S208，去除所述第二預(yù)定高度的光刻膠；步驟S209，在去除所述第二預(yù)定高度的光刻膠后，在所述半導(dǎo)體襯底的表面及溝槽內(nèi)形成濕法刻蝕阻擋層，所述濕法刻蝕阻擋層覆蓋所述半導(dǎo)體襯底表面、所述封口以及封口上的溝槽側(cè)壁，所述濕法刻蝕阻擋層的材料為氮化硅或二氧化硅；步驟S210，去除所述半導(dǎo)體襯底表面以及覆蓋所述封口的濕法刻蝕阻擋層；步驟S211，以濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕去除溝槽內(nèi)的第一襯墊層和第二襯墊層。圖如 圖如為本發(fā)明具體實(shí)施例的形成瓶式溝槽的剖面示意圖，下面結(jié)合圖2、 圖3以及圖如 圖如詳細(xì)說明本發(fā)明具體實(shí)施例的形成瓶式溝槽的方法。結(jié)合參考圖2與圖如，執(zhí)行步驟Si,提供半導(dǎo)體襯底40，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有溝槽50，在該具體實(shí)施例中，溝槽50的深度為6 8微米，優(yōu)選為7微米。具體為提供半導(dǎo)體襯底40，在半導(dǎo)體襯底40的表面沉積硬掩膜層41，在該具體實(shí)施例中，硬掩膜層41 為氮化硅層，以硬掩膜層41為掩膜干法刻蝕半導(dǎo)體襯底40，在半導(dǎo)體襯底40內(nèi)形成溝槽 50。在該步驟中，并沒有詳細(xì)描述光刻工藝以及形成硬掩膜層的工藝，其均為本領(lǐng)域公知技術(shù)，在此不做詳細(xì)描述。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底40可以為可以是單晶硅或硅鍺；也可以是絕緣體上硅(SOI)；或者還可以包括其它的材料，例如砷化鎵等III-V族化合物。結(jié)合參考圖2、圖3以及圖4b 圖如，執(zhí)行步驟S2，在所述溝槽頂部至預(yù)定位置的側(cè)壁形成濕法刻蝕阻擋層，所述濕法刻蝕阻擋層的材料為氮化硅或者二氧化硅。具體為結(jié)合參考圖3和圖4b，執(zhí)行步驟S201，在所述半導(dǎo)體襯底40的表面、溝槽50的側(cè)壁以及底部形成第一襯墊層42。在該具體實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底40的表面形成有硬掩膜層 41，則第一襯墊層42形成在硬掩膜層41和溝槽50的側(cè)壁以及底部組成的表面上。在本發(fā)明的該具體實(shí)施例中，第一襯墊層42的材料為正硅酸乙脂(TEOS)，其厚度為100埃 500 埃，優(yōu)選為300埃。形成第一襯墊層42的方法為化學(xué)氣相沉積。在本發(fā)明其他實(shí)施例中， 第一襯墊層42的材料也可以為其他具有很好的沉積均勻性的材料，例如氮化硅。結(jié)合參考圖3和圖如，執(zhí)行步驟S202，形成第一襯墊層42后，在所述溝槽50內(nèi)填充第一預(yù)定高度H1的光刻膠51，該第一預(yù)定高度H1為溝槽底部至所述預(yù)定位置的距離。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述預(yù)定位置為距離所述溝槽頂部為整個(gè)溝槽深度1/10 1/5的位置，因此所述第一預(yù)定高度H1滿足的條件為所述第一預(yù)定高度的光刻膠51的頂部至溝槽頂部的距離h為溝槽深度(即H1與h之和)的1/10 1/5，優(yōu)選為1/7。填充第一預(yù)定高度H1的光刻膠51的方法包括在所述溝槽內(nèi)填滿光刻膠；回刻填滿的光刻膠形成第一預(yù)定高度的光刻膠。具體為在晶圓上旋涂光刻膠，光刻膠在旋涂的過程中填充在溝槽50內(nèi)， 在光刻膠填滿溝槽50后，回刻填滿的光刻膠形成第一預(yù)定高度的光刻膠51。之后，去除晶圓表面的光刻膠。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，形成第一預(yù)定高度的光刻膠51后，第一襯墊層 42被光刻膠51分為兩部分，上部第一襯墊層421和下部第一襯墊層422。結(jié)合參考圖3和圖4d，執(zhí)行步驟S203，去除未被所述第一預(yù)定高度的光刻膠51覆蓋的第一襯墊層。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，第一襯墊層42被光刻膠51分為兩部分，上部第一襯墊層421和下部第一襯墊層422。如果第一襯墊層的材料為正硅酸乙脂，用氫氟酸去除未被所述第一預(yù)定高度的光刻膠覆蓋的第一襯墊層，即用氫氟酸去除未被所述光刻膠覆蓋的上部第一襯墊層421，其中，氫氟酸的濃度為10% 0.5%。如果第一襯墊層材料為氮化硅，用磷酸去除未被所述光刻膠覆蓋的第一襯墊層，即用磷酸去除未被所述光刻膠覆蓋的第一襯墊層上部第一襯墊層421，其中，使用的磷酸為純磷酸。結(jié)合參考圖3和圖4e，執(zhí)行步驟S204，去除溝槽50內(nèi)的第一預(yù)定高度的光刻膠 51。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，利用灰化工藝去除溝槽50內(nèi)第一預(yù)定高度的光刻膠51，其方法為本領(lǐng)域的公知技術(shù)，此不做詳細(xì)說明。結(jié)合參考圖3和圖4f，執(zhí)行步驟S205，在去除溝槽內(nèi)的所述第一預(yù)定高度的光刻膠后，形成第二襯墊層43，所述第二襯墊層43覆蓋所述半導(dǎo)體襯底40的表面、溝槽50的側(cè)壁，并在所述溝槽內(nèi)形成封口。在圖示中，虛線為第一襯墊層和第二襯墊層的分界線，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述第二襯墊層43的材料為正硅酸乙脂(TEOS)或者氮化硅，與第一襯墊層的材料相同，因此在形成第二襯墊層40后，第一襯墊層和第二襯墊層由于材料相同，混為一層。沉積形成第二襯墊層43的厚度與具體的工藝相關(guān)，在本發(fā)明具體實(shí)施例中， 第二襯墊層43將溝槽50在所述第一襯墊層與所述第二襯墊層相接位置附近將所述溝槽50 封口，即第二襯墊層43在溝槽內(nèi)部產(chǎn)生封口，此時(shí)可以停止沉積正硅酸乙脂(TEOS)，圖示中空隙60為形成封口后，由于正硅酸乙脂(TEOS)沉積的非均勻性，在溝槽50下部形成空隙。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，參考圖4f，產(chǎn)生的封口在第一襯墊層和第二襯墊層的相接位置呈向下凹狀，且封口底部至封口頂部的側(cè)壁非垂直狀。結(jié)合參考圖3和圖4g，執(zhí)行步驟S206，在形成封口后，在所述溝槽50內(nèi)填充第二預(yù)定高度H2的光刻膠52，該第二預(yù)定高度吐為封口底部至所述預(yù)定位置的距離。在本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中，光刻膠52的高度由封口位置和需要形成的瓶式溝槽的瓶頸的底部(即預(yù)定位置)之間距離確定，也就是說，光刻膠52起到定位瓶頸位置的作用，即定位瓶頸的底部位置的作用，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，第二預(yù)定高度吐的光刻膠滿足的條件為所述第二預(yù)定高度的光刻膠的頂部至溝槽頂部的距離為溝槽深度的1/10 1/5，優(yōu)選為1/7。第二預(yù)定高度的光刻膠52與第一預(yù)定高度的光刻膠51的頂部位置均在預(yù)定位置處，在實(shí)際的工藝中，第二預(yù)定高度的光刻膠52的高度會(huì)稍微比第一預(yù)定高度的光刻膠51的高度高， 其所起的作用均為定位瓶頸位置的作用，以及在相應(yīng)的工藝步驟中起到掩膜的作用。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，形成第二預(yù)定高度吐的光刻膠52的方法包括在所述溝槽內(nèi)填滿光刻膠；回刻填滿的光刻膠形成第二預(yù)定高度的光刻膠。具體為在晶圓上旋涂光刻膠，光刻膠在旋涂的過程中填充在溝槽50，在光刻膠填滿溝槽50后，回刻填滿的光刻膠形成第二預(yù)定高度的光刻膠52。之后，去除晶圓表面的光刻膠。形成第二預(yù)定高度的光刻膠52后，在本發(fā)明具體實(shí)施例中，第二襯墊層43被光刻膠52分為兩部分，第二預(yù)定高度的光刻膠52之上的第二襯墊層431和第二預(yù)定高度的光刻膠52之下的第二襯墊層432。結(jié)合參考圖3和圖4h，執(zhí)行步驟S207，以所述第二預(yù)定高度的光刻膠52為掩膜， 去除該第二預(yù)定高度的光刻膠52之上的第二襯墊層431。去除第二預(yù)定高度的光刻膠之上的第二襯墊層431包括如果第二襯墊層的材料為正硅酸乙脂，用氫氟酸去除第二預(yù)定高度的光刻膠52之上的第二襯墊層，即用氫氟酸去除用氫氟酸去除第二預(yù)定高度的光刻膠 52之上的第二襯墊層431，其中，氫氟酸的濃度為10% 0.5%。如果第二襯墊層材料為氮化硅，用磷酸去除第二預(yù)定高度的光刻膠52之上的第一襯墊層，即用磷酸去除第二預(yù)定高度的光刻膠52之上的第二襯墊層431，使用的磷酸為純磷酸。
結(jié)合參考圖3和圖4i，執(zhí)行步驟S208，去除所述第二預(yù)定高度的光刻膠52。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，利用灰化工藝去除溝槽50內(nèi)第二預(yù)定高度的光刻膠52，其方法為本領(lǐng)域的公知技術(shù)，此不做詳細(xì)說明。結(jié)合參考圖3和圖4j，執(zhí)行步驟S209，在去除所述第二預(yù)定高度的光刻膠52后， 在所述半導(dǎo)體襯底的表面及溝槽內(nèi)形成濕法刻蝕阻擋層44，所述濕法刻蝕阻擋層44覆蓋所述半導(dǎo)體襯底表面、所述封口以及封口上的溝槽側(cè)壁，所述濕法刻蝕阻擋層的材料為氮化硅或二氧化硅。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，用原子層沉積方法在所述半導(dǎo)體襯底40的表面及溝槽50內(nèi)形成濕法刻蝕阻擋層44。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，也可以使用低壓氣相沉積方法在所述半導(dǎo)體襯底的表面及溝槽內(nèi)形成濕法刻蝕阻擋層。結(jié)合參考圖3和圖4k，執(zhí)行步驟S210，去除所述半導(dǎo)體襯底表面以及覆蓋所述封口的濕法刻蝕阻擋層44。所述去除所述半導(dǎo)體襯底表面以及覆蓋所述封口的濕法刻蝕阻擋層包括用干法刻蝕去除所述半導(dǎo)體襯底表面以及覆蓋所述封口的濕法刻蝕阻擋層。如果濕法刻蝕阻擋層的材料為氮化硅，則碳?xì)浞衔餁怏w刻蝕氮化硅，以去除半導(dǎo)體襯底表面以及覆蓋所述封口的濕法刻蝕阻擋層。如果濕法刻蝕阻擋層的材料為二氧化硅，則用氟碳化合物氣體刻蝕二氧化硅，以去除半導(dǎo)體襯底表面以及覆蓋所述封口的濕法刻蝕阻擋層。所述溝槽側(cè)壁的濕法刻蝕阻擋層由于位于溝槽的側(cè)壁上，干法刻蝕不會(huì)將其去除，在用干法刻蝕去除濕法刻蝕阻擋層時(shí)，只是將半導(dǎo)體襯底表面以及覆蓋封口的濕法刻蝕阻擋層去除。結(jié)合參考圖3和圖41，執(zhí)行步驟S211，以濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕去除溝槽內(nèi)50的第一襯墊層和第二襯墊層。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，用氫氟酸或者磷酸去除溝槽內(nèi)50的第一襯墊層和第二襯墊層。如果第一襯墊層和第二襯墊層的材料為正硅酸乙脂，用氫氟酸去除溝槽內(nèi)50剩余的第一襯墊層和第二襯墊層。如果第一襯墊層和第二襯墊層的材料為氮化硅，用磷酸去除溝槽內(nèi)50剩余的第一襯墊層和第二襯墊層。結(jié)合參考圖3和圖細(xì)，執(zhí)行步驟S3，以所述濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕所述溝槽形成瓶式溝槽。所述以所述濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕所述溝槽形成瓶式溝槽包括以所述濕法刻蝕阻擋層為掩膜，用氨水刻蝕所述溝槽形成瓶式溝槽。結(jié)合參考圖3和圖如，執(zhí)行步驟S4，去除所述瓶式溝槽內(nèi)的濕法刻蝕阻擋層44。 在本發(fā)明具體實(shí)施例中，去除所述瓶式溝槽內(nèi)的濕法刻蝕阻擋層44的方法為濕法刻蝕，如果濕法刻蝕阻擋層44的材料為氮化硅，使用純磷酸去除溝槽側(cè)壁的濕法刻蝕阻擋層；如果濕法刻蝕阻擋層44的材料為二氧化硅，使用氫氟酸去除溝槽側(cè)壁的濕法刻蝕阻擋層，氫氟酸的濃度為10% 0.5%。本發(fā)明通過形成氮化硅濕法刻蝕阻擋層或二氧化硅濕法刻蝕阻擋層，代替現(xiàn)有技術(shù)中的氧化鋁濕法刻蝕阻擋層，從而不會(huì)存在金屬污染的問題。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，利用原子層沉積方法或低壓氣相化學(xué)沉積方法形成氮化硅濕法刻蝕阻擋層或者二氧化硅濕法刻蝕阻擋層，具有很好的均勻性，因此可以解決現(xiàn)有技術(shù)中隨著溝槽的開口越來越小，濕法刻蝕阻擋層的均勻性以及深度很難控制的技術(shù)問題。另外，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，形成氮化硅濕法刻蝕阻擋層或者二氧化硅濕法刻蝕阻擋層不需要特殊的反應(yīng)腔以及特殊工藝，因此可以在現(xiàn)有的反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行，擴(kuò)大現(xiàn)有的反應(yīng)腔的工藝能力，也就是說，可以在現(xiàn)有的反應(yīng)腔中進(jìn)行更多的工藝，減少裝置成本。本發(fā)明還提供一種形成瓶式溝槽電容器的方法，參考圖5，包括用以上所述的方法形成瓶式溝槽；在所述瓶式溝槽內(nèi)填充預(yù)定厚度的電容器介質(zhì)層61，即在形成瓶式溝槽后，在瓶式溝槽的側(cè)壁以及底部形成覆蓋側(cè)壁表面和底部表面的電容器介質(zhì)層61 ；之后， 在溝槽內(nèi)填充半導(dǎo)體材料62，在本發(fā)明具體實(shí)施例中，填充的半導(dǎo)體材料為多晶硅，電容器介質(zhì)層為二氧化硅。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，電容器介質(zhì)層也可以為本領(lǐng)域人員公知的其他介質(zhì)材料。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底40為多晶硅襯底，其充當(dāng)電容器的第一極板；填充的半導(dǎo)體材料62，即多晶硅充當(dāng)電容器的第二極板。以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的精神，然而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以該具體實(shí)施例的具體描述為限定范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做修改，而不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種形成瓶式溝槽的方法，其特征在于包括 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有溝槽；在所述溝槽頂部至預(yù)定位置的側(cè)壁形成濕法刻蝕阻擋層，所述濕法刻蝕阻擋層的材料為氮化硅或二氧化硅；以所述濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕所述溝槽形成瓶式溝槽； 去除所述瓶式溝槽內(nèi)的濕法刻蝕阻擋層。
2.如權(quán)利要求1所述的形成瓶式溝槽的方法，其特征在于，所述在所述溝槽頂部至預(yù)定位置的側(cè)壁形成濕法刻蝕阻擋層包括在所述半導(dǎo)體襯底的表面、溝槽的側(cè)壁以及底部形成第一襯墊層； 形成第一襯墊層后，在所述溝槽內(nèi)填充第一預(yù)定高度的光刻膠，該第一預(yù)定高度為溝槽底部至所述預(yù)定位置的距離；去除未被所述第一預(yù)定高度的光刻膠覆蓋的第一襯墊層； 去除溝槽內(nèi)的第一預(yù)定高度的光刻膠；在去除溝槽內(nèi)的所述第一預(yù)定高度的光刻膠后，形成第二襯墊層，所述第二襯墊層覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的表面、溝槽的側(cè)壁，并在所述溝槽內(nèi)形成封口 ；在形成封口后，在所述溝槽內(nèi)填充第二預(yù)定高度的光刻膠，該第二預(yù)定高度為封口底部至所述預(yù)定位置的距離；以所述第二預(yù)定高度的光刻膠為掩膜，去除該第二預(yù)定高度的光刻膠之上的第二襯墊層；去除所述第二預(yù)定高度的光刻膠；在去除所述第二預(yù)定高度的光刻膠后，在所述半導(dǎo)體襯底的表面及溝槽內(nèi)形成濕法刻蝕阻擋層，所述濕法刻蝕阻擋層覆蓋所述半導(dǎo)體襯底表面、所述封口以及封口上的溝槽側(cè)壁，所述濕法刻蝕阻擋層的材料為氮化硅或二氧化硅；去除所述半導(dǎo)體襯底表面以及覆蓋所述封口的濕法刻蝕阻擋層； 以濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕去除溝槽內(nèi)的第一襯墊層和第二襯墊層。
3.如權(quán)利要求1所述的形成瓶式溝槽的方法，其特征在于，所述以所述濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕所述溝槽形成瓶式溝槽包括以所述濕法刻蝕阻擋層為掩膜，用氨水刻蝕所述溝槽形成瓶式溝槽。
4.如權(quán)利要求1或2所述的形成瓶式溝槽的方法，其特征在于，所述預(yù)定位置為距離所述溝槽頂部為整個(gè)溝槽深度1/10 1/5的位置。
5.如權(quán)利要求2所述的形成瓶式溝槽的方法，其特征在于，所述第一襯墊層的材料為正硅酸乙脂或氮化硅。
6.如權(quán)利要求2所述的形成瓶式溝槽的方法，其特征在于，所述第二襯墊層的材料為正硅酸乙脂或氮化硅。
7.如權(quán)利要求2所述的形成瓶式溝槽的方法，其特征在于，在所述溝槽內(nèi)填充第一預(yù)定高度的光刻膠包括在所述溝槽內(nèi)填滿光刻膠；回刻填滿的光刻膠形成第一預(yù)定高度的光刻膠。
8.如權(quán)利要求2所述的形成瓶式溝槽的方法，其特征在于，在所述溝槽內(nèi)填充第二預(yù)定高度的光刻膠包括在所述溝槽內(nèi)填滿光刻膠；回刻填滿的光刻膠形成第二預(yù)定高度的光刻膠。
9.如權(quán)利要求2所述的形成瓶式溝槽的方法，其特征在于，所述去除所述半導(dǎo)體襯底表面以及覆蓋所述封口的濕法刻蝕阻擋層包括用干法刻蝕去除所述半導(dǎo)體襯底表面以及所述封口上的濕法刻蝕阻擋層。
10.如權(quán)利要求5所述的形成瓶式溝槽的方法，其特征在于，去除未被所述第一預(yù)定高度的光刻膠覆蓋的第一襯墊層包括用氫氟酸去除未被所述第一預(yù)定高度的光刻膠覆蓋的第一襯墊層，該第一襯墊層材料為正硅酸乙脂；或用磷酸去除未被所述第一預(yù)定高度的光刻膠覆蓋的第一襯墊層，該第一襯墊層材料為氮化硅。
11.如權(quán)利要求6所述的形成瓶式溝槽的方法，其特征在于，去除第二預(yù)定高度的光刻膠之上的第二襯墊層包括用氫氟酸去除第二預(yù)定高度的光刻膠之上的第二襯墊層，該第二襯墊層的材料為正硅酸乙脂；或用磷酸去除第二預(yù)定高度的光刻膠之上的第二襯墊層，該第二襯墊層的材料為氮化娃。
12.如權(quán)利要求2所述的形成瓶式溝槽的方法，其特征在于，在所述半導(dǎo)體襯底的表面及溝槽內(nèi)形成濕法刻蝕阻擋層包括用原子層沉積方法或低壓氣相沉積方法在所述半導(dǎo)體襯底的表面及溝槽內(nèi)形成濕法刻蝕阻擋層。
13.一種形成瓶式溝槽電容器的方法，其特征在于包括 用權(quán)利要求1 12任一項(xiàng)所述的方法形成瓶式溝槽； 在所述瓶式溝槽內(nèi)填充預(yù)定厚度的電容器介質(zhì)層；在填充預(yù)定厚度的電容器介質(zhì)層后，繼續(xù)在所述瓶式溝槽內(nèi)填充半導(dǎo)體材料。
14.如權(quán)利要求13所述的形成瓶式溝槽電容器的方法，其特征在于，所述電容器介質(zhì)層為二氧化硅。
15.如權(quán)利要求13所述的形成瓶式溝槽電容器的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為多晶硅襯底，所述半導(dǎo)體材料為多晶硅。
全文摘要
一種形成瓶式溝槽的方法及形成瓶式溝槽電容器的方法，形成瓶式溝槽的方法包括提供半導(dǎo)體襯底，半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有溝槽；在溝槽頂部至預(yù)定位置的側(cè)壁形成濕法刻蝕阻擋層，所述濕法刻蝕阻擋層的材料為氮化硅或二氧化硅；以濕法刻蝕阻擋層為掩膜，濕法刻蝕溝槽形成瓶式溝槽；去除瓶式溝槽內(nèi)的濕法刻蝕阻擋層。本發(fā)明形成氮化硅或二氧化硅濕法刻蝕阻擋層，從而不會(huì)存在金屬污染的問題；利用原子層沉積方法或低壓氣相沉積方法形成氮化硅或二氧化硅濕法刻蝕阻擋層，因此可以解決現(xiàn)有技術(shù)中隨著溝槽的開口越來越小，濕法刻蝕阻擋層的均勻性以及深度很難控制的技術(shù)問題；另外，可以在現(xiàn)有的反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行，擴(kuò)大現(xiàn)有的反應(yīng)腔的工藝能力。
文檔編號(hào)H01L21/334GK102386094SQ20101027519
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者于書坤, 倪景華, 鄒立, 金正起 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司