[發明專利]半導體器件及其制造方法

無效

• 申請號: 200910007226.3
• 申請日: 2009-02-13
• 公開（公告）號: CN101587892A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 樸鐘范;宋翰相;樸鐘國
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/04
• 分類號: H01L27/04;H01L29/92;H01L21/768;H01L21/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉繼富;顧晉偉

相關申請

本申請要求2008年5月21日提交的韓國專利申請10-2008-0047082 的優先權，通過引用將其全部內容并入本文。

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造方法。

背景技術

為了在有限區域上獲得需要的電容，已經使用金屬層諸如氮化鈦 (TiN)層作為具有三維結構如圓柱或凹陷結構的電容器(例如存儲節點 (SN)和金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器)的電極。

圖1A和1B說明制造典型半導體器件的存儲節點的方法，圖2是說明 典型半導體器件的限制的顯微照片圖。

參考圖1A，在其中形成有預定結構的襯底11上形成具有第一存儲節 點接觸塞13的第一層間絕緣層12，并且在第一層間絕緣層12上形成第二 層間絕緣層14。

第二存儲節點接觸塞15穿透第二層間絕緣層14以與第一存儲節點接 觸塞13的頂表面接觸。

在第二層間絕緣層14上依次地形成蝕刻停止層16和隔離絕緣層17， 并且通過依次地蝕刻隔離絕緣層17和蝕刻停止層16來形成存儲節點孔18 以暴露第二存儲節點接觸塞15的頂表面。

沿著存儲節點孔18的表面形成阻擋金屬層(未顯示)，實施熱處理工 藝以在第二存儲節點接觸塞15上形成歐姆接觸層19。在存儲節點孔18中 形成存儲節點20。

參考圖1B，通過濕浸出工藝移除殘留的隔離絕緣層17以形成具有圓 柱型的存儲節點20。

然而，當第一層間絕緣層12、第二層間絕緣層14和隔離絕緣層17由 氧化物層形成時，在濕浸出工藝期間通過化學蝕刻劑蝕刻在存儲節點20 下方的第二層間絕緣層14，從而穿透存儲節點20，如圖1B和2中的“A” 所示。因此，可產生缺陷如凹坑(bunker)21。該凹坑21在相鄰存儲節 點20之間產生橋接從而導致雙位失效(dual?bit?fail)。由于凹坑21，在后 續的金屬互連工藝期間，在金屬互連和存儲節點20之間產生電短路現象， 或者在用于形成金屬互連的掩模工藝期間可形成有缺陷的圖案。

此外，由于半導體器件集成度增加，其中可形成電容器的單元區域減 小，因此增加存儲節點20的深寬比，以在有限的單元區域中獲得充分的靜 電容量。在后續的電介質形成工藝期間，由于深寬比高的存儲節點20導致 臺階覆蓋性的劣化，所以半導體器件的生產良品率降低。為克服上述限制， 提供形成小于的薄的存儲節點20的方法，但是如果存儲節點20的 厚度減小，那么由于在濕浸出工藝期間化學蝕刻劑較容易穿透，所以由于 凹坑21引起的限制變得更糟。

發明內容

半導體器件的實施方案涉及防止缺陷諸如凹坑。

此外，實施方案涉及提供存儲節點厚度小于的半導體器件。

而且，實施方案涉及提供能夠增加電容器靜電容量的半導體器件。

根據至少一個方面，一種半導體器件包括：穿透第一層間絕緣層并部 分突出高于第一層間絕緣層的第一存儲節點接觸塞；與所述突出高于第一 層間絕緣層的第一存儲節點接觸塞接觸的第二存儲節點接觸塞；接觸第二 存儲節點接觸塞頂表面的存儲節點；和在第一層間絕緣層上形成的第二層 間絕緣層，所述第二層間絕緣層包圍第一存儲節點底部區的外側壁、突出 高于第一層間絕緣層的第一存儲節點接觸塞和第二存儲節點接觸塞。

在某些實施方案中，第一層間絕緣層包括氧化物層，第二層間絕緣層 包括氮化物層。第二層間絕緣層的厚度可小于第一層間絕緣層的厚度。

在某些實施方案中，第一存儲節點接觸塞和第二存儲節點接觸塞由相 同材料形成，第一存儲節點接觸塞和第二存儲節點接觸塞包括多晶硅層。 第二存儲節點接觸塞可具有其中第二存儲節點接觸塞覆蓋第一存儲節點 接觸塞的預定區域的曲折結構(zigzag?structure)。

在某些實施方案中，存儲節點可包括由氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、 氮化鉿(HfN)、釕(Ru)、氧化釕(RuO₂)、鉑(Pt)、銥(Ir)和氧化銥 (IrO₂)所組成的組中的任意之一或者其堆疊層。

在某些實施方案中，所述半導體器件還包括在第二存儲節點接觸塞和 存儲節點之間的歐姆接觸層。歐姆接觸層可包括金屬硅化物。