[發明專利]降低存儲單元電容器的缺陷的方法

有效

• 申請號: 200810040286.0
• 申請日: 2008-07-02
• 公開（公告）號: CN101621028A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 金玲;林大成;游智星;程蒙召;傅煥松
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/822
• 分類號: H01L21/822;H01L21/8242
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐 謙;楊紅梅

技術領域

本發明涉及用于半導體裝置制造的集成電路及其加工。特別地，本發明提供了一種制造通常稱為DRAM的動態隨機存取存儲器的電容器結構的方法和結構。但是應該認識到，本發明的適用范圍要廣泛得多。

背景技術

集成電路已經將在單個硅片上制造的互連裝置由幾個發展到數百萬個。傳統的集成電路所提供的性能及復雜程度已遠遠超過了最初所想象的。為了提高復雜度和電路密度(即，在給定的芯片面積上能夠封裝的裝置數量)，最小的裝置特征尺寸，也就是公知的裝置“幾何形狀”，已經隨著每一代集成電路而變得更小。

增加電路密度不僅提高了集成電路的復雜度和性能，而且為用戶提供了更低成本的部件。一套集成電路或芯片生產設備可能要花費幾億甚至幾十億美元。每個生產設備都有一定的晶片生產量，而且每個晶片上都要有一定數量的集成電路。因此，通過把集成電路上的各個裝置做得更小，就可以在每一個晶片上做更多的裝置，由此增加生產設備的產量。將裝置做得更小是非常具有挑戰性的，因為集成電路制造過程中的每一道工藝都有其局限性。也就是說，特定的工藝典型地只能減低到某個特征尺寸，然后就需要改變工藝或裝置布局。另外，因為裝置需要越來越快的設計，某些傳統的工藝和材料就會存在工藝局限性。

這種工藝的示例是制造動態隨機存取存儲器的單元區。其中，這種工藝包括那些用于堆疊式電容器和溝槽式電容器中的存儲陣列的工藝。盡管已經有了重大的改進，然而這種設計仍然存在很多局限性。僅僅作為一個示例，這些設計必須變得越來越小，但是仍然要提供有效的裝置可靠性和可操作性。另外，這些傳統的單元區域往往難以制造，并且通常需要復雜的制造工藝和結構。下面將貫穿本說明書特別是下面的內容，對這些及其它局限性做更加詳細的描述。

由以上所述可以看出，需要一種改進的技術來加工半導體裝置。

發明內容

根據本發明，提供了用于半導體裝置制造的集成電路及其加工技術。特別地，本發明提供了制造通常稱為DRAM的動態隨機存取存儲裝置的電容器的方法和結構。但是應該認識到，本發明的適用范圍要廣泛得多。

在一個具體的實施例中，本發明提供了一種制造諸如動態隨機存取存儲裝置、專用集成電路裝置、微處理器裝置這樣的集成電路裝置的方法。所述方法包括提供半導體襯底，例如硅晶片，晶片的尺寸為300毫米或更大。所述半導體襯底有表面區。所述方法包括形成覆蓋所述表面區的平面化的介電層(例如，硼磷硅酸鹽玻璃、氟化玻璃、大氣氧化物)。所述平面化的介電層有電容器區和外圍區。所述外圍區有凹陷區，其特點在于所述凹陷區的尺寸約為1微米或更小。所述方法包括形成所述電容器區內的一個或多個圓柱形堆疊式電容器結構。所述方法包括形成覆蓋所述一個或多個圓柱形堆疊式電容器結構及所述外圍區的覆蓋式(blanket)表面粗糙多晶硅材料。所述覆蓋式表面粗糙多晶硅材料有一部分被所述凹陷區俘獲(trap)。在一個優選的實施例中，使用化學氣相淀積或其他適當的技術淀積所述覆蓋式表面粗糙多晶硅材料。所述方法形成覆蓋所述一個或多個圓柱形堆疊式電容器結構但至少暴露所述外圍區中的凹陷區的掩模層。在一個優選的實施例中，采用光刻技術圖案化所述掩模層。所述方法包括將等離子體蝕刻環境作用于所述包括被俘獲的覆蓋式表面粗糙多晶硅材料的所述部分的至少凹陷區，以去除所述被俘獲的覆蓋式表面粗糙多晶硅材料。所述方法包括使用化學機械平面化工藝加工包括至少所述暴露的凹陷區的上部區以去除覆蓋所述外圍區的一部分的任何殘留的覆蓋式表面粗糙多晶硅材料以及至少一個其它層。

在一個可替換的實施例中，本發明提供了一種制造集成電路裝置的方法。所述方法包括提供半導體襯底，例如硅晶片，晶片的尺寸為300毫米或更大。所述半導體襯底有表面區。所述方法包括形成覆蓋所述表面區的平面化的介電層。所述平面化的介電層有平面化的表面區。在一個優選的實施例中，所述平面化的介電層在空間上置于電容器區內。外圍區的一部分相對于所述平面化的介電區的平面化的表面區是凹陷的。所述方法包括形成覆蓋所述平面化的表面區和所述外圍區的覆蓋式的導電材料。所述導電材料有一部分被所述外圍區的一部分俘獲。所述方法包括形成覆蓋所述平面化的表面區的一部分但至少暴露出所述外圍區的所述部分的掩模層。所述方法包括將等離子體蝕刻環境作用于所述外圍區中的覆蓋式導電材料的至少所述部分，以去除所述外圍區中的覆蓋式導電材料。在一個優選的實施例中，所述方法包括使用化學機械平面化工藝加工包括至少所述平面化的導電材料的所述部分的上部區，以去除任何殘留材料及至少一個其它層。