專利名稱：使用半球形晶粒硅制造電容器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造半導(dǎo)體器件的方法，特別地涉制造在其表面上具有半球形晶粒硅的電容器的方法。
為了得到高密度DRAM元件，需要減小存儲單元的大小。但是，減小的單元的尺寸引起電容器的電容量的減小。在DRAM單元中，存儲在電容器中的電荷連續(xù)地漏電。因此，需要進(jìn)行周期性的更新操作以將電容器內(nèi)的電荷保持在能夠被讀出的電平。眾所周知，更新操作的頻率與電容器的電容量成反比。在更新操作過程中，讀和寫操作是不可能的。因此，具有高電容量的DRAM元件需要與最近的高密度和高操作速度的趨勢保持一致。
隨著最近DRAM集成度的增加，被DRAM單元的電容器所占用的單元的大小和面積分別越來越小。但是減小的單元大小引起電容器的電容量的減小。為了將電容量保持在一能夠接受的值，疊層電容器或溝槽疊層電容器因其能夠在其內(nèi)部提供大的電容器面積并能減小DRAM單元間的干擾而被使用。
由于內(nèi)外表面都能夠被用作有效的電容器面積，柱形結(jié)構(gòu)非常適用于三維疊層電容器，特別適用于如DRAM單元一類的集成存儲單元。最近，發(fā)展了一種通過雕刻或控制多晶硅的成核和生長條件來改變多晶硅存儲電極本身的表面形態(tài)而增大有效表面面積的新技術(shù)。半球形晶粒(HSG)層能夠淀積在存儲節(jié)點(diǎn)上來增加表面面積和電容量。
各種技術(shù)被應(yīng)用到生產(chǎn)HSG硅，該HSG硅用于半導(dǎo)體器件中的電容器的存儲節(jié)點(diǎn)。一種方法是通過低壓化學(xué)汽相淀積(LPCVD)的方法從硅烷氣體(SiH4)形成HSG。通過簡單的LPCVD方法在其表面形成HSG膜的電容器，其單位襯底面積的電容量大約是二維電容器1.8倍。但是，很難得到可靠的統(tǒng)一尺寸和濃度的HSG，因此，在大批量生產(chǎn)中得到所需的完全重復(fù)再現(xiàn)的電容器需要精確控制淀積。特別是，必須保持襯底溫度在目標(biāo)淀積溫度的正負(fù)3℃的范圍內(nèi)。例如，略高于HSG的LPCVD淀積的目標(biāo)襯底溫度的溫度足以使在生長表面上的硅原子有顯著的遷移，于是使得在HSG的LPCVD淀積過程中表面結(jié)構(gòu)重組。由于在淀積中增加的分子的遷移，稍微增加襯底淀積溫度使其略高于LPCVD生長的最低溫度一點(diǎn)會導(dǎo)致表面的平面化，而不是獨(dú)立的微晶的生長。
另一技術(shù)是使用等離子體淀積方法。眾所周知的通常使用的上述等離子技術(shù)的例子包括射頻濺射法(RF濺射)、直流(DC)濺射法、電子回旋加速器共振化學(xué)汽相淀積(ECR-CVD)、等離子增強(qiáng)化學(xué)機(jī)械淀積(PECVD)和射頻化學(xué)汽相淀積(RF-CVD)。上述等離子淀積技術(shù)具有較寬范圍的HSG膜淀積溫度。名稱為“用于生長半球形晶粒硅的方法”的美國專利No.5,753,559在較寬的約從200℃至500℃的范圍內(nèi)，形成HSG膜。
另一技術(shù)是分子束淀積技術(shù)(MBD)，該技術(shù)通過將HSG晶核用MBD技術(shù)注入到非晶硅層，然后在超高真空中退火而形成HSG膜，使得非晶硅層轉(zhuǎn)化成在其表面具有HSG多晶硅的硅層。
圖1A到1C是顯示形成HSG的現(xiàn)有的方法的流程圖。參見圖1A，在半導(dǎo)體襯底(或?qū)娱g絕緣層)上形成非晶硅層4。為了簡單明了的解釋，在圖1A中未示出半導(dǎo)體襯底(或?qū)娱g絕緣層)。通過在預(yù)定的溫度下淀積摻雜n型硅的硅層而形成非晶硅層4。在形成非晶硅層4后，使用傳統(tǒng)的光刻技術(shù)以形成非晶硅的存儲節(jié)點(diǎn)圖形。晶片被插入到反應(yīng)腔中并且將硅源氣，如硅烷(SiH4)或乙硅烷(Si2H6)提供到反應(yīng)腔，然后在非晶硅4的存儲節(jié)點(diǎn)的表面形成籽晶5a。
參見圖1B，在停止硅源氣的供應(yīng)后，進(jìn)行高溫退火。由于退火，非晶硅層4的硅原子遷移到籽晶5a中，于是籽晶5a生長。繼續(xù)進(jìn)行一預(yù)定時間的退火使得籽晶5a生長，由此形成如圖1C所示的所需尺寸的半球形晶粒硅5。于是所形成的HSG硅5具有一定的晶向并且使非晶硅4的存儲節(jié)點(diǎn)部分結(jié)晶。
但是，隨著在籽晶5a周圍的非晶硅的硅原子遷移到籽晶5a中，HSG硅5的頸部變得越來越細(xì)，通過比較圖1B和圖1C能夠看出。盡管圖1C中沒有示出，在HSG硅5中，一些所形成的HSG硅具有與所需要的尺寸相比較小的尺寸，例如沒有頸部。
圖2用橫截面圖示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法已經(jīng)經(jīng)過了一些工藝步驟的部分半導(dǎo)體襯底。在圖2中，存儲節(jié)點(diǎn)4已經(jīng)在半導(dǎo)體襯底1上和層間絕緣層2上形成。HSG硅5已經(jīng)通過上述圖1A至1C示出的方法在存儲節(jié)點(diǎn)4的表面上形成。如本技術(shù)領(lǐng)域所公知，在形成HSG硅5后，對晶片進(jìn)行清洗工藝。也就是說，在形成電容器的電介質(zhì)膜之前，通過使用SC1、HF或稀釋的LAL溶液將晶片上的自然氧化物層清除。SC1(專用清洗-1)是含有NH4OH、H2O2與DI(去離子的)水的混合溶液，LAL是含有NH4OH與HF的混合溶液。
正如前面所描述的，HSG硅5的頸部在形成過程中變得越來越細(xì)，在圖2的點(diǎn)化線的區(qū)域內(nèi)示出。更少的情況是在整個晶化過程中根本就沒有頸部。如本技術(shù)領(lǐng)域所公知，非晶硅與晶體硅相比更容易被清洗液(特別是SC1)所蝕刻。結(jié)果，HSG硅5的頸部會在上述清洗工藝中受到腐蝕，于是從下面的存儲節(jié)點(diǎn)脫離，而引起相鄰節(jié)點(diǎn)間的跨接。
因此，需要一種能夠使HSG硅完全晶化的方法，特別是與下面的存儲節(jié)點(diǎn)相連的部分。
本發(fā)明是針對上述問題提出的，本發(fā)明的目的在于提供制造一種在其表面具有HSG硅的DRAM單元電容器的方法，該方法能夠防止HSG硅從存儲節(jié)點(diǎn)脫離并以此防止在清洗工藝中節(jié)點(diǎn)間的跨接。本發(fā)明的一個主要特征在于通過在形成HSG硅后使用高溫退火使HSG硅的易損壞部分(如HSG硅的頸部)和存儲節(jié)點(diǎn)的表面部分穩(wěn)定(特別是晶化)。
本發(fā)明的上述目的可和其它目的通過在半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣層來實(shí)現(xiàn)。在層間絕緣層內(nèi)開出通到半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)的接觸孔。導(dǎo)電層最好是非晶硅層，在接觸孔內(nèi)和層間絕緣層上在任選溫度形成。非晶硅層可以是摻雜的或未摻雜的。摻雜可以使用n型雜質(zhì)，如含磷。如果淀積未摻雜的非晶硅，在其表面形成HSG硅后再將離子雜質(zhì)注入其中，上述過程需要精確控制使得不破壞HSG硅。非晶硅層然后被做成所需要的圖形，如存儲節(jié)點(diǎn)。然后，自然氧化物層被從做出圖形的非晶硅的表面清除，上述過程可以使用包括HF浸漬、HF旋轉(zhuǎn)蝕刻、汽相HF清洗或H2等離子清洗在內(nèi)的各種技術(shù)。
籽晶點(diǎn)(如晶核形成點(diǎn))在清洗過的非晶硅層上形成。后續(xù)的退火使得微晶從籽晶位置生長，以便非晶硅轉(zhuǎn)化成在其表面具有HSG(半球形晶粒)的硅層。于是所形成的具有HSG硅的存儲節(jié)點(diǎn)被分成HSG本體的晶體區(qū)和HSG頸部的非晶體過渡區(qū)，上述非晶體過渡區(qū)與非晶硅層的非晶體/晶體的體區(qū)相連。如本技術(shù)領(lǐng)域所公知，過渡部分和體區(qū)具有不完全的晶格結(jié)構(gòu)，如在后續(xù)的清洗工藝中它是易損的。
由于上述原因，需要執(zhí)行一工藝步驟以使存儲節(jié)點(diǎn)的過渡層和表層穩(wěn)定。這一關(guān)鍵步驟可以在通過真空中斷(vacuum break)形成自然氧化物層后進(jìn)行在氮?dú)饣驓鍤獾沫h(huán)境中高溫退火或在氧氣環(huán)境中高溫退火來完成。也可以，在硅表面上淀積絕緣層，然后進(jìn)行高溫退火。于是所形成的氧化物層或絕緣層阻擋了硅層內(nèi)的硅原子并由此而防止HSG硅的頸部變細(xì)。
根據(jù)本發(fā)明，能夠通過利用在存儲節(jié)點(diǎn)表面的HSG硅來使電容量增加，通過在存儲節(jié)點(diǎn)表面形成HSG硅后的后退火工藝在相鄰的存儲節(jié)點(diǎn)間沒有跨接。結(jié)果，能夠得到穩(wěn)定的單元特性和DRAM單元電容器的成品率。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，通過參照附圖能夠理解本發(fā)明，本發(fā)明的目的也變得顯而易見。
圖1A至圖1C是顯示形成HSG硅的現(xiàn)有技術(shù)中的方法的工藝步驟的流程圖；圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的方法為了解決其中的問題的在其表面具有HSG硅的DRAM單元電容器的橫截面圖；圖3A至3D是顯示根據(jù)本發(fā)明的用于形成HSG硅的方法的工藝步驟的橫截面圖；圖4A至4E是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于形成在其表面具有HSG硅的DRAM單元電容器的方法的工藝步驟的流程圖；圖5是圖4D中標(biāo)號90的部分的放大視圖；圖6A至6F是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于形成在其表面具有HSG硅的DRAM單元電容器的方法的工藝步驟的流程圖。
為了達(dá)到本發(fā)明的目的，現(xiàn)對制造DRAM單元電容器的方法進(jìn)行詳細(xì)的描述。為了更好地理解本發(fā)明，略去目前在制造DRAM單元中用到的用于形成場氧化物層和場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的工藝。
以下，本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思將結(jié)合附圖3A至3D進(jìn)行描述。圖3A至3D是顯示根據(jù)本發(fā)明的形成HSG硅的方法的工藝步驟的橫截面圖。參照圖3A，在半導(dǎo)體襯底10上已經(jīng)形成了層間絕緣層20和如非晶硅一類的導(dǎo)電層。上述非晶硅層30可以摻雜n型雜質(zhì)，如磷，或是未摻雜的。如果淀積未摻雜的非晶硅，在其表面形成HSG硅后再將離子雜質(zhì)注入其中，上述過程需要精確控制使得不損傷HSG硅。
另一方面，在n型摻雜硅的情況下，調(diào)節(jié)硅的淀積溫度以能夠形成非晶硅，例如，在510℃到530℃的范圍內(nèi)，雜質(zhì)濃度在約1×1020到2×1020原子/立方厘米的范圍內(nèi)。如本技術(shù)領(lǐng)域所公知，與非晶硅層相比，在多晶硅層上很難形成均勻的HSG硅。這是因?yàn)楣杓性诙嗑Ч鑳?nèi)而不是集中在晶核生長過程中形成的微晶核內(nèi)。
自然氧化物薄層的存在可以阻止獨(dú)立的微晶生長的晶核形成。即，自然氧化物層在晶核形成和生長的階段阻止硅原子的遷移。盡管HSG硅不生長，但是HSG硅和下面的非晶硅層30間的電阻增大。因此，最好在HSG硅生長開始之前清洗下面的非晶硅層30的表面以保證較小的電阻。
通過各種技術(shù)從非晶硅層30的表面清除自然氧化物層，上述技術(shù)包括HF浸漬、HF旋轉(zhuǎn)腐蝕、汽相HF清洗或H2等離子清洗。最好，下面的非晶硅層30的表面通過清洗操作被氫化，因?yàn)闅浠谋砻婵梢员Ｗo(hù)非晶硅層30不被再氧化。
下面講HSG硅的形成。在制備好下面的非晶硅層30的表面后，用已知的方法如圖3中所示在非晶硅層30上產(chǎn)出晶核40。例如，可以在約1×10-4到1×10-5托的壓強(qiáng)和約600℃的溫度下使用SiH4(硅烷)、SiH2C12(二氯硅烷)或Si2H6氣體通過LPCVD技術(shù)產(chǎn)出晶核。也可以使用分子束淀積技術(shù)在輻照溫度約為600℃時將SiH4或Si2H6分子輻射到非晶硅層30內(nèi)。
在形成晶核40后，在約1×10-6至1×10-10托的高真空環(huán)境下，最好是1×10-7托，進(jìn)行退火工藝，在與晶核形成的溫度基本相同的溫度下，如約600℃，以便提高產(chǎn)量。上述退火使得微晶從晶核40中生長，使得非晶硅層30轉(zhuǎn)化成在其表面具有HSG硅的硅層。換句話說，退火使得非晶硅層30附近的硅原子遷移到晶核40內(nèi)并由此形成第一生長HSG硅60。在此，退火溫度調(diào)節(jié)到不引起熱晶核形成的溫度。
如本技術(shù)領(lǐng)域所公知，平均晶粒大小和晶粒濃度由晶核形成和后續(xù)的退火步驟的持續(xù)時間決定。晶核形成的時間越長，硅原子遷移越多，于是第一生長HSG硅60繼續(xù)生長(第二生長)以形成如圖3C所示的所需要的HSG硅60a。晶粒濃度隨著硅襯底10的淀積溫度的增加而增加。在分子束淀積的情況下，濃度隨著硅分子束的通量密度的增加而增加。
如上所述，硅原子通過表面擴(kuò)散集中在晶核內(nèi)，結(jié)果在退火過程中形成半球形晶粒(HSG硅)。這時，硅原子遷移的主要來源不是體內(nèi)的硅原子(在非晶硅層30的深處的硅原子)而是非晶硅層30的表面的硅原子，后者與體內(nèi)的硅原子相比具有較高的能量且更不穩(wěn)定。這是因?yàn)榉蔷Ч鑼?0表面的原子間的鍵合力比體內(nèi)的原子間的鍵合力要小。上述硅原子的遷移最初使得HSG硅60附近出現(xiàn)如圖3B所示的凹陷50，然后持續(xù)的遷移使得HSG硅60a的頸部70出現(xiàn)，上述頸部70如圖3C所示非常細(xì)而易于損壞。正如本發(fā)明的背景部分所提到的，細(xì)小的頸部在后續(xù)的清洗工藝中必然會受到破壞和蝕刻。另外，在圖3C中的點(diǎn)劃線內(nèi)所示的具有HSG硅60a的非晶硅層30可以根據(jù)晶體特性被分成三部分，如，HSG硅60a的晶體區(qū)(Cr)、包括過渡區(qū)(Tr)的表層和非晶硅層30的體區(qū)(Br)，包括過渡區(qū)的表層(如HSG硅的頸部70)具有許多由上述的硅原子遷移過程所引起的晶格缺陷。如本技術(shù)領(lǐng)域所公知，非晶硅與多晶硅相比更容易被腐蝕。
因此，為去掉包括頸部70的表面區(qū)域的晶格缺陷，如使包括過渡區(qū)的表層部分結(jié)晶，在清洗工藝前進(jìn)行高溫退火，這是本發(fā)明的主要特征。由于上述在用于除去自然氧化物層的清洗工藝前的退火，不會使HSG硅脫離，由此避免如圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的方法中所遇到的相鄰存儲節(jié)點(diǎn)間的跨接。過渡區(qū)和表層的結(jié)晶(如，除去過渡區(qū)和表層的缺陷，并使非晶硅層的表層結(jié)晶)可以在通過真空中斷所形成的自然氧化物層后在高溫的氮?dú)饣驓鍤猸h(huán)境中進(jìn)行或在高溫的氧氣環(huán)境中進(jìn)行。通過真空中斷所形成的自然氧化物層用于防止硅原子的遷移。特別是，氧氣環(huán)境中的退火在HSG硅表面和非晶硅層的表面產(chǎn)生薄的氧化層，由此防止硅原子的遷移，而防止HSG硅的頸部70變細(xì)。也可以在清洗工藝前使用任何合適的方法淀積絕緣層來達(dá)到與前述氧化層的相同的目的。
上述的HSG形成方法(其特征在于退火在形成HSG硅之后，清洗步驟之前進(jìn)行)可以應(yīng)用于任何使用HSG硅的相關(guān)領(lǐng)域以提高電容量。(實(shí)施例1)以上所描述的使用HSG硅形成DRAM單元電容器的本發(fā)明的第一實(shí)施例將參照附圖4A至4E進(jìn)行詳細(xì)描述。與圖3A至3D中相同的功能部分以相同的標(biāo)號表示。圖4A用橫截面圖示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例已經(jīng)經(jīng)過幾道工藝步驟的半導(dǎo)體襯底10的部分。參見圖4A，最好由氧化物層制成的層間絕緣層20通過傳統(tǒng)方法在半導(dǎo)體襯底10上形成。如本技術(shù)領(lǐng)域所公知，場氧化物層、傳輸門晶體管和它的元件以及位線都形成在半導(dǎo)體襯底10上，但是為了便于更好地理解本發(fā)明，在下面的附圖中均未表示出來。然后層間絕緣層20被蝕刻以在其內(nèi)部形成通到半導(dǎo)體襯底10的有源器件區(qū)(未示出)的接觸孔25。在能形成非晶硅層27的任選溫度下淀積用于存儲節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)電層27，如摻以n型雜質(zhì)如摻磷的硅層。也可以淀積未摻雜的硅層，在預(yù)定的工藝步驟中如在形成HSG硅后執(zhí)行摻雜工藝。摻雜工藝可以包括離子注入且精確控制摻雜條件以不損傷已經(jīng)形成的HSG硅。在任何情況下，最后的雜志濃度約在1×1020至2×1020原子/立方厘米。在雜質(zhì)環(huán)境中的熱處理可以被用于摻雜工藝而替代離子注入。
參見圖4B，將非晶硅層27構(gòu)成圖形以形成存儲節(jié)點(diǎn)27a。在形成存儲節(jié)點(diǎn)27a后，通過各種技術(shù)從非晶體表面清除自然氧化物層，上述技術(shù)包括HF浸漬、HF旋轉(zhuǎn)腐蝕、汽相HF清洗或H2等離子清洗。最好，下面的非晶硅層30的表面由于清洗操作而被氫化，因?yàn)闅浠谋砻嬗糜诒Ｗo(hù)非晶硅層30的表面不被再氧化。
下面講HSG硅的形成。將晶核40在約為1×10-4至1×10-5托的壓強(qiáng)和約600C溫度下，在SiH4或Si2H6的環(huán)境中通過LPCVD技術(shù)注入到存儲節(jié)點(diǎn)27a上，如圖4C所示。如本技術(shù)領(lǐng)域所公知，晶核的濃度隨著襯底淀積溫度和含硅氣體壓強(qiáng)的增加而增加。
參見圖4D，在形成晶核40后，在預(yù)定的溫度最好與注入晶核時的溫度相同的溫度下執(zhí)行退火，上述退火使得晶核40生長以形成相同的濃度和晶粒尺寸的HSG硅80。HSG硅80的濃度和晶粒尺寸由多個參數(shù)決定，特別是注入晶核和退火工藝的處理時間。HSG硅80的晶粒濃度隨注入時間增長而增長，HSG硅的晶粒的大小隨退火時間增長而增長。由于非晶硅周邊的硅原子遷移到晶核40中導(dǎo)致HSG的生長。為了達(dá)到預(yù)定的晶粒的尺寸的原子的繼續(xù)遷移使得HSG硅80的周圍出現(xiàn)凹陷，且上述凹陷使得存儲節(jié)點(diǎn)27a和HSG硅80間的連接部分(如HSG硅的頸部70)細(xì)小且易于損壞。另外，在頸部內(nèi)形成具有晶體結(jié)構(gòu)和非晶體結(jié)構(gòu)的過渡區(qū)，因則頸部內(nèi)含有許多晶格缺陷。
圖5示出了具有HSG硅80的存儲節(jié)點(diǎn)27a，上述HSG硅80可以根據(jù)硅的晶體特性分成許多部分。非晶體區(qū)101、非晶表層102、非晶/晶體過渡區(qū)103(頸部)和晶體區(qū)104。如本技術(shù)領(lǐng)域所公知，非晶硅與晶體硅相比容易被清洗溶液腐蝕。表層102和過渡區(qū)103(細(xì)小的頸部)由于其不完整的晶相必然會受到后續(xù)的清洗工藝的破壞。結(jié)果，HSG硅80能從存儲節(jié)點(diǎn)27a脫離，由此引起存儲節(jié)點(diǎn)間的跨接。因此，需要除去頸部內(nèi)的晶格缺陷而使其穩(wěn)定化。
下一工序?qū)τ诒景l(fā)明來說是關(guān)鍵的。參照圖4E，執(zhí)行結(jié)晶化退火以便使表層或存儲節(jié)點(diǎn)27a結(jié)晶，上述存儲節(jié)點(diǎn)27a包括HSG硅80的易損壞的細(xì)小的頸部70。上述結(jié)晶化退火在高于600℃的溫度下進(jìn)行，如約600℃到650℃。為了防止在退火工藝中可能發(fā)生的不希望的硅原子的遷移，可以在硅表面上形成氧化物層。為此，執(zhí)行真空中斷來形成自然氧化物，然后在氬氣或氮?dú)獾沫h(huán)境中完成熱處理。另一中方法是在氧氣的環(huán)境中進(jìn)行熱處理同時在硅表面形成薄的氧化物層。如上所述，上述氧化物層在退火工藝中用于防止硅原子的遷移，以此防止HSG硅80的頸部70變細(xì)。
在高溫退火后，在SC1(專用清洗-1)、稀釋的HF或LAL溶液中完成清洗工藝。由于上述的高溫退火，在清洗工藝中HSG硅80不會從存儲節(jié)點(diǎn)27a脫離，于是避免了存儲節(jié)點(diǎn)間的跨接。(實(shí)施例2)本發(fā)明的第二實(shí)施例將參照附圖6A至6F進(jìn)行描述，與圖4A至4E中所示的相同的功能元件用相同的標(biāo)號表示。與第一實(shí)施例明顯不同的是絕緣層95(如圖6E所示)在用于使過渡區(qū)103和表層102結(jié)晶的退火工藝前在存儲節(jié)點(diǎn)27a和HSG硅80上通過淀積技術(shù)形成。因此，為了更好地理解本實(shí)施例，略去與第一實(shí)施例相同的工序(如圖6A至6D所示)的描述。
現(xiàn)參見圖6E，在存儲節(jié)點(diǎn)27a的表面形成HSG硅80后，在存儲節(jié)點(diǎn)27a和HSG硅80上形成絕緣層95。上述絕緣層95防止在后續(xù)高溫退火中可能發(fā)生的不希望的硅原子的遷移。上述絕緣層95形成過程在與高溫退火同一個處理腔中完成而使得工藝簡單。
絕緣層95可以包括氧化物層、氮化硅層、通過淀積技術(shù)而形成的Ta2O5或TiO2。如果絕緣層由氮化硅層形成，形成電容器的電介質(zhì)膜的步驟可略去。在形成絕緣層95后，執(zhí)行象第一實(shí)施例那樣的高溫退火。
盡管對本發(fā)明參照它的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了特別的描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出各種形式上的和細(xì)節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1.一種形成DRAM單元電容器的方法，包括以下各步驟在半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣層；在所述層間絕緣層內(nèi)形成通到所述半導(dǎo)體襯底的接觸孔；在所述接觸孔內(nèi)和所述層間絕緣層上形成導(dǎo)電層；將所述導(dǎo)電層構(gòu)成圖形并形成存儲節(jié)點(diǎn)；在所述存儲節(jié)點(diǎn)的表面形成HSG膜，所述HSG膜具有與所述存儲節(jié)點(diǎn)相連的頸部；使所述HSG膜的所述頸部和所述存儲節(jié)點(diǎn)的表面部分的晶相穩(wěn)定化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述穩(wěn)定晶相的步驟是在氧氣環(huán)境中通過熱退火工藝完成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述熱退火工藝是在高于600℃的溫度下進(jìn)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在所述穩(wěn)定晶相的步驟之前，在所述HSG膜和所述存儲節(jié)點(diǎn)的所述表面部分上形成絕緣層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述絕緣層是通過真空中斷所形成的自然氧化物層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述絕緣層是從氧化物層、氮化物層、Ta2O5層和TiO2層中選擇的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述絕緣層是自然氧化物層，所述穩(wěn)定晶相的步驟是在氬氣或氮?dú)獾沫h(huán)境中進(jìn)行的。
8.一種形成DRAM單元電容器的方法，包括以下各步驟在半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣層；在所述層間絕緣層內(nèi)形成通到所述半導(dǎo)體襯底的接觸孔；在所述接觸孔內(nèi)和所述層間絕緣層上形成非晶硅層；將所述非晶硅層構(gòu)成圖形并形成非晶硅存儲節(jié)點(diǎn)；在所述非晶硅存儲節(jié)點(diǎn)的表面形成HSG膜，其中，所述具有HSG膜的非晶硅存儲節(jié)點(diǎn)包括非晶硅體區(qū)、非晶硅表層、與所述非晶硅表層相對的所述HSG膜的過渡區(qū)和所述HSG膜的晶體區(qū)；以及使所述非晶硅存儲節(jié)點(diǎn)的所述非晶硅表層和所述HSG膜的所述過渡區(qū)的晶相穩(wěn)定化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述穩(wěn)定步驟是在氧氣環(huán)境中通過熱退火工藝來完成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述熱退火工藝是在高于600℃的溫度下進(jìn)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括在所述穩(wěn)定步驟之前，在所述HSG膜和所述存儲節(jié)點(diǎn)的所述表面上形成絕緣層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述絕緣層是通過真空中斷所形成的自然氧化物層。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述絕緣層是從氧化物層、氮化物層、Ta2O5層和TiO2層中選擇的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述絕緣層是自然氧化物層，所述穩(wěn)定晶相的步驟是在氬氣或氮?dú)獾沫h(huán)境中進(jìn)行的。
全文摘要
本發(fā)明所公開的是使用HSG膜制造電容器的改進(jìn)的方法,該方法能夠使電容量增加,穩(wěn)定單元特性和得到?jīng)]有存儲節(jié)點(diǎn)間的跨接的電容器。該方法使得在其表面具有HSG膜的存儲節(jié)點(diǎn)的表面的晶相穩(wěn)定。穩(wěn)定的晶相能夠有力地支持HSG,并由此防止在清洗步驟中HSG膜與存儲節(jié)點(diǎn)的表面分離。
文檔編號H01L21/8242GK1246726SQ99109548
公開日2000年3月8日 申請日期1999年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月28日
發(fā)明者金晟泰, 金景勛 申請人:三星電子株式會社